发动机检漏技术综述201024138车辆工程102颜苓芹摘要：在发动机的制造中，气密性测试对保证产品的质量起着至关重 要的作用，是控制发动机质量的一个重要指标本文对发动机泄露故 障检测方法进行了综述，对已用于或可能用于发动机检漏的技术进行 了归纳总结，简单介绍了几种检漏方法及其原理，并进而指出了发动机检漏技术的几个发展方向关键词:发动机检漏；检测；检漏方法与原理；检漏技术1引言在发动机制造中，气密性是决定其质量的一项重要指标，因此, 要求产品做到“100%则试，100%合格准确、高效地对产品进行检 漏，是汽车、空调、冰箱、电子产品等许多生产行业中必不可少的 手段随着市场竞争日益剧烈，产品质量要求不断提高，气密检漏 的应用也日益广泛应解决其“漏气、漏水、漏油”的顽疾当今 诸多检漏方法可以分为物理方法、化学方法和物理-化学方法三大 类，物理方法包括气泡法、荧光法、渗液法、差压法等，化学方法 包括氨检法、卤素法、放射性气体示踪检漏等，物理-化学方法包括 氦质谱仪、气敏半导体检漏、活性炭法等2发动机检漏技术的原理和方法、差动气密检漏仪检测在气密检漏中，差压式检漏法具有受温度和变形的影响小、检测 的灵敏度和精度高等优点，得到较为广泛的应用。
差压式检漏法的检 测原理如图1所示由图可见，检测所得压差的绝对值表示的是标准 缸和工件间的实际压差，而其值为正或负的意义只是用来区分谁高谁 低由于工件是被试件，故正常情况下标准缸是不漏的（即检测中保 持压力不变），而工件则可能漏也可能不漏（漏则在检测中压力下降）， 标准缸端的压力高于工件端的压力时，压差为正；反之，压差为负 而压差为负时，应该是标准缸的泄漏量大于工件的泄漏量，即标准缸 发生了泄漏寻找一种快速、灵敏、高效的检漏方法，是真空设备生产者共同 的愿望在检漏方法中，传统的气泡法和真空规检漏法为主，这两种 方法劳动强度较大，检漏灵敏度低，直接影响了真空设备的质量而 氦质谱法由于灵敏度高、性能稳定，得到越来越广泛的应用 氦质谱检漏是以氦气为示踪气体，使用质谱分析仪器进行密封检测的 一种检漏方法其工作原理是：一个带电质点（正离子）以速度 进入 均匀磁场后，如果它的运动速度的方向和磁场H的方向垂直，则它的运动轨迹为圆按公式⑴可算出圆半径R的具体数值:(1)1.44 x 10-4 :MUR =—B V Z由公式（1）可知，当B、U, —定时，不同荷质比M/Z的离子将以不同 的半径R偏转而彼此分开，荷质比小的半径小，荷质比大的半径大。
氦质谱检漏仪制成后，磁感应强度B是一个定值，在检漏仪工作时U 是一个定值，在检漏仪中还设置了一个将各种气体电离的装置（离子 源），并在磁场的某一合适位置设置了一个离子流接收极在检漏过 程中通过被检件的漏孔，示踪气体氦同周围的空气一起被吸人到检漏 仪中，各种气体被电离后，在磁场中作圆周运动，只有氦离子形成的 离子流所运动的轨迹通过接收极的位置，其他气体（如Hz、H 0、0、N等）的离子流在磁场中运动的轨迹都不通过接收极因此，在检漏 时，对被检件施加氦气后，如果工件有漏孔，进入被检件内腔的氦气 就会漏人检漏仪，电离后在磁场中作圆周运动并被检漏仪的接收极收 集到，经放大后显示出一个电量值，漏人检漏仪的氦气越多，显示的 电量值就越大氦质谱检漏仪上显示的电量大小与通过漏孔进入仪器 的氦气多少，也即漏率大小相关但该电量所对应的漏孔漏率是多少, 还必须借助一支标准漏孔进行比对才能得到所谓标准漏孔，即一个 人为制造的微流量装置它在规定条件下（温度、压力）对某种气体在 单位时间内通过漏孔的气体量为恒定值即漏率值按规定，该漏率值 的大小还必须经计量部门检定确认才可合法地用于检漏过程，没有标 准漏孔，检漏仪便测不出被检工件漏孔的漏率大小，所以氦质谱检漏 仪是一种比对仪器而非计量仪器°GJB573A-98标准中规定的氦质谱检 漏方法是充压抽真空检漏和背压检漏。
二、卤素检漏仪法当铂加热到850~950°C时将产生正离子发射，而在卤素气体的催 化作用下，这种正离子发射将急剧增长利用这种“卤素效应”而设 计的检漏仪器叫作卤素检漏仪卤素是指含有氯、碘、溴、氟的卤化物，卤素检漏仪可用来检验 上述卤化物的存在，在卤素检漏中应用最多的是氟里昂12（F-12,分 子式为CCL2F2）卤素检漏仪的灵敏度与检测环境的浓度关系密切 它对低浓度（〈1 ppm）的卤素气体的反应是线性的，对中等浓度（1~100 ppm）的反应是指数的，而当浓度很高（〉1000 ppm）时则检漏仪会出现 饱和或者“中毒”现象仪器长时间在卤素气体中工作，灵敏度将会 降低，同时会出现指示不稳定和不准确的现象能够使卤素检漏仪阳 极离子发射急剧上升的，不单纯是选用的卤素示踪气体，环境中存在 的其他气体，也可能使卤素检漏仪产生反应（比如香烟的烟雾），这样 就使得检漏仪的躁声很大，灵敏度降低，对检漏造成干扰卤素检漏 法是一种比较落后的检漏方法，与氦质谱检漏相比，灵敏度要低得多， 实践证明，它满足不了GJB573A-98标准规定的检测小于1X10 Pa・m /s漏率的要求它的定量也比较困难、误差大，还容易“中毒”灵 敏度不稳定，数据重复性也差。
另外，因为氟里昂对大气臭氧层有破 坏作用，在国内外已被规定为禁止使用的物质因此很少使用此种检 漏方法四、充压抽真空检漏将有充压管孔的被检工件放人与检漏仪相连、可抽真空的密封容 器，对被检工件充一定压力的氦气，然后对密圭寸容器抽真空被检工 件若有漏，则氦气漏人密封容器并进入检漏仪，检漏仪有漏率显示 GJB573A-98中，方法308 “泄漏试验”的5. 1. 1. 2就属于这一检 漏方法，此方法适用于未最后封接的引信的总漏率检漏充压抽真空 检漏示意图见图2糞空检38仪辅助泵 辅助阀容器被检件無V瓶O图2五、氦质谱背压检漏氦质谱背压检漏就是GJB573A-98中，方法308 “泄漏试验”的5. 1. 2. 2和5. 1. 3. 1的氦气法引信封装完毕，没有任何管孔， 通常采用背压检漏这一特殊的氦质谱检漏方式首先将引信放在加压 容器中，用氦气对引信加压一定时间如果引信有漏孔，氦气将进入 它的内腔然后将引信取出，放人与氦质谱检漏仪相连的真空容器中 抽真空并与检漏仪相连进入引信内腔的氦气回流进入检漏仪，仪器 上将有漏率R显示（测量漏率）在GJB573A-98规定的四种检漏方法 中，只有氦质谱背压检漏能够检测出小于1X10-7 Pa • m3 / s的微小 泄漏。
氦质谱背压检漏示意图见图3图3氦质谱背压检漏示意图六、气泡检漏6.1气泡检漏原理当漏孔两侧存在压差时，示漏气体就通过漏孔从高压侧向低压侧 流动，如果在低压侧有显示液体，漏孔处将有可能吹起一个个气泡， 从而显示出漏率大小及漏孔的位置6.2产生气泡的条件被检件在大气环境下进行气泡检漏，主要受到三种阻力的作用即当地大气压力P ,被检件漏孔出口至实验液面之间液柱高度产生的a压力P，液体表面张力产生的压力Pg s6.3产生压差的方法1）打气法；2）热槽法；3）抽真空法抽真空法为GJB573A-98中规 定的气泡法检漏6.4抽真空气泡检漏将被检引信放入有试验液的玻璃容器中，开动真空泵，将试验液上部 空间的压力降低，使引信売内外产生一定的压差AP,在此压差的作 用下，売内气体会通过漏孔进入试验液，产生气泡，因而漏孔被检出 试验液被抽真空后，会冒出很多气泡，这些气泡杂乱无章，影响检漏 时对引信的冒泡观察，容易造成误判为了减少这方面的影响，一是 不要将真空度抽得太高(即压力不要太低)，使试验液少冒泡；二是在 正式检漏前，应对试验液作一段时间的抽真空预 处理，对减少冒泡可起很好的作用七、压力变化检漏7.1压升法检漏压升法检漏就是将容积为V的被检容器抽真空到一定压力后，关1闭阀门将被检容器与泵隔开。
由于容器漏气，容器中的压力将随时间 而上升用真空计测出一定时间间隔△t内压力的升高值厶p，就可1 1以计算出容器的总漏率Q :1Q = △ p ・V / △ t (2)1 11 1这种方法的检漏灵敏度除了与容器本底压力及真空计的灵敏度 有关外，还与测量时间、容器容积大小有关在压升法检漏中，放气 将对漏率测量带来较大影响试验前应该对容器进行清洁和干燥处 理，减少放气的影响计算漏率时，应在压力随时间变化的线性段取 数据7.2压降法检漏被检容器用干燥气体充压后，隔断气源，观察被检容器内压力随 时间的下降隋况假设被检容器的容积为V，在△t时间内有△p的2 2 2压力降，容器的总漏率Q为：2Q =△ p ・ V / △ t (3)2 2 2 2这种方法的检漏灵敏度同样与被检件的容积、测量时间以及压力 计的灵敏度有关如果被检容器或测量装置中存在吸附气体的材料或 结构时，将会对测量结果带来误差为此，必须在充气后相当长一段 时间之后，也就是待压力平衡后再隔断气源进行漏率测试GJB573A-98中的“容积分配法”就是压力变化检漏，其检漏的灵 敏度为 1X 10-4Pa • m3 / s八、SF6激光成像检漏技术的应用6SF6激光成像技术的非接触式检漏技术，使检漏可视化。
SF6分6 6 子对红外光谱激光有较强的吸收性仪器发出激光对被测物体进行扫 描，遇到泄露的SF6，激光被吸收，仪器再接收反射的激光形成图像SF6激光成像技术检漏为主，定量检漏计算、定性检漏和液体表 6面张力辅助查找的综合检漏法对于超过国家标准要求（年泄漏率大 于1%）的SF6充气设备，一次性检出率达90%，极大地提高了检漏6效率，且实现了带电、直观、可视化检漏专利检漏方法1发动机气缸头总成气密性检漏机专利号ZL 200620112083.4,发明人胡显源、宦化光通过建立 实用新型检漏平台，采用发动机气缸头总成气密性检测的设备，具体 说来涉及一种检测发动机气缸头总成在单位时间内的泄漏量能否达 到规定的要求的一种检漏机设备该检漏机的实用新型的控制系统采 用PLC控制，在设备完成工件检漏后，把每一项测试结果与系统预存 数据进行比较，由设备自行判断当检测到零件某一项不合格时，设 备发出蜂鸣的报警声并就该项亮红灯，零件合格时不报警2发动机缸头检漏用振动密封通用装置专利号ZL 200720123391.1,发明人张祖庆该实用新型的目的是提 供一种满足多品种发动机共线生产用的缸头检漏用振动密封通用装 置。
该通用装置包括定位部分和振动部分，振动部分，振动部分包括 振动头和振动动力，振动头通过传动件与振动动力连接，所述传动件 有两根传动杆组成，两传动杆有转销连接，与振动头连接的传动杆从 调节臂的导向孔中穿过，调节臂一端通过转销与机架活动连接，另一 端以可调方式与机架固定振动头与传动杆螺纹连接该实用新型振 动头的角度和行程可调，压头的高度可调，通过上述三种调节方式的 灵活运用，基本可以适应所有发动机缸头气密性检测前的振动密封工 作，满足多品种发动机共线生产用的缸头检漏结束语：此外，检漏的方法是多种多样的，还有许多检漏方法在此就 不一一介绍了，实际使用时，应根据具体情况（产品的具体情况，生 产线生产条件，公司的发展规划等）不断实践，找出最佳的方案泄 漏检测技术已趋于成熟.相应的检测设备也在不断地推陈出新，总的 发展趋势是模块化、智能化、计算机化，不过其检测原理基本与上述 几种相同对于采用何种检漏技术可根据自己的工艺要求来选择相应 的检漏方法与检测设备，以充分发挥检测设备的功效并达到控制产品 质量的目的，保证产品高质量的要求参考文献】[1]冯德富，中国一汽（集团）轿车公司第二发动机厂，工具技术（TOOLENGINEERING， 2004， 38 (9)， 146， 148.[2] 鲍凯1,吴孝俭2,邢智辉3,张国珍4,（1.中国航空综合技术研究所，北 京100028； 2.国防科技工业无损检测鉴认委检漏专业组，北京100028；3.西安机电信息研究所，陕西西安710065； 4.中国兵器工业新技术推 广研究所，北京100089）,探测与控制学报，第29卷第4期，2007年8 月.[3] 沈谢林，林一泓，福建电力与电工，福州，ISSN 1006-0170 CN 35-1174/TM, 2008 年 9 月.[4] 徐烨，上海柴油机股份有限公司，柴油机设计与制造，上海，2004 年第4期总第109期.。