唐升軍　方四發(fā)　魏俊宇　王飛

摘 要：隨著汽車(chē)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)品質(zhì)的要求越來(lái)越高，發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車(chē)的心臟，其品質(zhì)表現(xiàn)變得尤為突出。冷試作為發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程中檢測(cè)整機(jī)品質(zhì)的重要方法，能識(shí)別多種裝配缺陷。本文對(duì)冷試技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用如何判斷各類(lèi)裝配缺陷，為冷試技術(shù)的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī);冷試技術(shù);測(cè)試;缺陷

1 冷試技術(shù)簡(jiǎn)介

發(fā)動(dòng)機(jī)冷試是一種應(yīng)用廣泛的發(fā)動(dòng)機(jī)裝配質(zhì)量檢測(cè)方法。目前國(guó)內(nèi)各大發(fā)動(dòng)機(jī)工廠都有應(yīng)用。在檢測(cè)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)不需要燃料來(lái)運(yùn)行，也不需要冷卻液進(jìn)行冷卻。被測(cè)試的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入測(cè)試臺(tái)并夾緊，測(cè)試臺(tái)的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以不同的速度旋轉(zhuǎn)。

與此同時(shí)，測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)線(xiàn)束和數(shù)據(jù)采集卡采集測(cè)試數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過(guò)測(cè)試臺(tái)專(zhuān)用軟件進(jìn)行分析，再將分析結(jié)果與測(cè)試臺(tái)已設(shè)定好的限值進(jìn)行比較，從而確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否正確裝配。

另外，設(shè)備通過(guò)測(cè)試程序?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)上相關(guān)傳感器發(fā)送執(zhí)行操作的指令，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)將反饋信號(hào)反饋給測(cè)試臺(tái)，測(cè)試臺(tái)軟件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)反饋的各種信息進(jìn)行分析比較，最終確定發(fā)動(dòng)機(jī)各傳感器及執(zhí)行器是否正常工作。

2 冷試測(cè)試項(xiàng)目

對(duì)于汽油機(jī)來(lái)說(shuō)，冷試主要測(cè)試項(xiàng)目有：

a、靜態(tài)測(cè)試;b、高壓點(diǎn)火測(cè)試;c、相位測(cè)試;d、VVT測(cè)試;e、機(jī)油壓力測(cè)試;f、進(jìn)氣真空度測(cè)試;g、排氣壓力測(cè)試;h、扭矩測(cè)試;i、NVH測(cè)試;j、軌壓傳感器測(cè)試;k、高壓油泵測(cè)試;l、VOP測(cè)試;m、電子節(jié)溫器測(cè)試等。

下面我們就以渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)為例，介紹一些常見(jiàn)的測(cè)試項(xiàng)目和缺陷識(shí)別。

3 常用測(cè)試項(xiàng)目及缺陷識(shí)別

3.1 靜態(tài)測(cè)試

靜態(tài)測(cè)試主要是通過(guò)冷試設(shè)備發(fā)送信號(hào)，用來(lái)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)線(xiàn)束的導(dǎo)通性，線(xiàn)束裝配的可靠性。同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)上裝配的各類(lèi)傳感器、控制閥、執(zhí)行器進(jìn)行電檢測(cè)試，如點(diǎn)火線(xiàn)圈、高壓油泵、電子調(diào)溫器等。

3.2 扭矩測(cè)試

扭矩測(cè)試分為啟動(dòng)扭矩測(cè)試和運(yùn)行扭矩測(cè)試兩個(gè)階段。

啟動(dòng)扭矩測(cè)試一般是設(shè)備伺服電機(jī)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)從0rpm～60rpm轉(zhuǎn)速進(jìn)行改變時(shí)，對(duì)扭矩進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。通過(guò)對(duì)運(yùn)行扭矩的測(cè)試，可以判定發(fā)動(dòng)機(jī)是否存在活塞、氣缸、曲軸、軸瓦等零部件的裝配和加工缺陷，如閥門(mén)泄漏、閥門(mén)彈簧斷裂/缺失、缸蓋襯墊缺失/泄漏等等。

3.3 機(jī)油壓力測(cè)試

通過(guò)讀取機(jī)油壓力的數(shù)值，測(cè)量油壓斜率的最大值和最小值，衡量整個(gè)機(jī)油壓力曲線(xiàn)中相鄰2個(gè)壓力點(diǎn)變化的最大值和最小值，可以評(píng)估機(jī)油壓力變化的平穩(wěn)度。根據(jù)不同的工況，油壓測(cè)試可以分為安全油壓測(cè)試、高速油壓檢測(cè)和低速油壓檢測(cè)。

3.4 排氣壓力測(cè)試

排氣壓力測(cè)試主要通過(guò)壓力傳感器測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)排氣側(cè)的壓力。通過(guò)它可以識(shí)別許多的裝配質(zhì)量缺陷，如火花塞松動(dòng)、氣門(mén)間隙小、排氣氣門(mén)泄漏、漏裝活塞環(huán)等等。右圖就是典型的火花塞松動(dòng)缺陷波形圖。

3.5 NVH振動(dòng)測(cè)試

振動(dòng)測(cè)試通過(guò)安裝在臺(tái)架上的傳感器來(lái)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)頻次，對(duì)振動(dòng)信號(hào)階次進(jìn)行分析，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)圖形比較可以判定出發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配缺陷。

如右圖所示為缸內(nèi)掉入異物的典型波形。

3.6 VVT測(cè)試

通過(guò)開(kāi)環(huán)控制OCV閥，VVT系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)凸輪軸從原始位置轉(zhuǎn)動(dòng)到最大角度位置，根據(jù)檢測(cè)凸輪相位信號(hào)的變化來(lái)判斷VVT系統(tǒng)是否存在裝配缺陷和零部件缺陷。

3.7曲軸、凸輪軸正時(shí)測(cè)試

通過(guò)檢測(cè)曲軸和凸輪軸信號(hào)，計(jì)算上下降沿的位置，可以判定曲軸相位輪和凸輪相位輪裝配是否錯(cuò)齒、齒形是否存在加工缺陷等。而計(jì)算曲軸信號(hào)和凸輪信號(hào)的最大值、最小值、平均值和跨度值，可以判定傳感器是否存在故障、安裝位置是否正確等等。

3.8 進(jìn)氣真空度測(cè)試

通過(guò)檢測(cè)進(jìn)氣真空度，可以檢測(cè)單向閥缺陷、相位角、氣門(mén)彈簧裝錯(cuò)、搖臂裝歪等發(fā)動(dòng)機(jī)缺陷。

4.以上僅描述了幾種常見(jiàn)的冷試測(cè)試項(xiàng)目，而在實(shí)際生產(chǎn)中的缺陷種類(lèi)也是千差萬(wàn)別。筆者統(tǒng)計(jì)了某款發(fā)動(dòng)機(jī)2018年1月-2019年6月的測(cè)試數(shù)據(jù)（總數(shù)約41萬(wàn)臺(tái)），發(fā)現(xiàn)各個(gè)測(cè)試項(xiàng)目檢測(cè)出的缺陷數(shù)如下所示：

油壓測(cè)試：25個(gè);進(jìn)氣測(cè)試：12個(gè);排氣測(cè)試：22個(gè);

VVT測(cè)試：11個(gè);振動(dòng)測(cè)試：20個(gè);正時(shí)測(cè)試：6個(gè);

扭矩測(cè)試：8個(gè);VOP測(cè)試：4個(gè);點(diǎn)火測(cè)試：2個(gè)。

從以上數(shù)據(jù)中可以看出，油壓測(cè)試、排氣測(cè)試和NVH振動(dòng)測(cè)試識(shí)別出的缺陷數(shù)量比較多，在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)這些測(cè)試項(xiàng)目應(yīng)該給予特別關(guān)注。

5 結(jié)論

本文對(duì)冷試常用的一些測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并通過(guò)實(shí)際測(cè)試中的數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)了一些常見(jiàn)的裝配和加工缺陷。通過(guò)這些數(shù)據(jù)可以說(shuō)明冷試有良好的缺陷攔截率，而不同的測(cè)試項(xiàng)目能發(fā)現(xiàn)的缺陷類(lèi)別和數(shù)量是不同的。所以說(shuō)冷試工藝在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配工藝中有較好的質(zhì)量管控作用，通過(guò)有效限值的設(shè)定，可以在一定程度上防止不合格發(fā)動(dòng)機(jī)流出，降低產(chǎn)品售后出現(xiàn)問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉善平，《內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造與原理》，人民交通出版社，2014年12月（第三版）