發(fā)動機冷測試技術(shù)在汽車生產(chǎn)中的應用
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隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代汽車對可靠性、安全性的要求不斷提高，以及系統(tǒng)的日趨復雜化，生產(chǎn)中對發(fā)動機的快速全面診斷越來越受到人們的重視；而隨著相關測試技術(shù)的不斷進步以及計算機處理能力的迅速提高，目前越來越多的汽車生產(chǎn)廠家，開始采用具有較快節(jié)拍、較高質(zhì)量檢測水平、較低生產(chǎn)成本的發(fā)動機冷測試來進行發(fā)動機下線的高精度檢測，以更好的確保產(chǎn)品質(zhì)量。
由于發(fā)動機冷測試不像常規(guī)的熱試驗那樣能夠真實的表現(xiàn)發(fā)動機的功率和扭矩，而是通過間接的方式考察整機裝配性能，在測試過程中更多的涉及到各種參數(shù)及曲線的分析，因此，在發(fā)動機冷試驗過程中，測試項目及測試方案的選取相對而言就顯得尤為重要，需要在實際生產(chǎn)中通過實踐驗證及不斷調(diào)整來最終確定。
2. 發(fā)動機冷試驗的測試原理
發(fā)動機冷試驗是用來檢測內(nèi)燃機裝配質(zhì)量的一種方法。當采用冷測試技術(shù)檢測發(fā)動機時，發(fā)動機不需要燃料來運行，也不需要冷卻液進行冷卻。被測試的發(fā)動機進入測試臺，通過氣缸或液壓缸夾緊發(fā)動機的進氣、排氣口，同時通過專用機油壓力適配器連接到設備上，用抱爪或其它夾緊機構(gòu)自動夾緊發(fā)動機的飛輪或適配器，測試臺的伺服電機驅(qū)動發(fā)動機以不同的速度旋轉(zhuǎn)，與此同時，測試系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集卡同時從發(fā)動機進氣口、出氣口、夾緊機構(gòu)的扭矩傳感器以及主油道出口的壓力傳感器上采集數(shù)據(jù)，采集到的測試數(shù)據(jù)通過測試臺專用軟件進行分析，然后將分析結(jié)果與測試臺已設定好的極限值進行比較，從而確定發(fā)動機是否被正確裝配。
另外，設備通過測試程序?qū)Πl(fā)動機上相關傳感器發(fā)送執(zhí)行操作的指令，同時發(fā)動機各種傳感器及執(zhí)行器也通過CAN-Line或K-Line將反饋信號反饋給測試臺，測試臺軟件對發(fā)動機反饋的各種信息進行一系列的分析比較，最終確定發(fā)動機各傳感器及執(zhí)行器是否正常工作。
3. 發(fā)動機冷試驗中的機械性能測試
發(fā)動機冷試驗中的機械性能測試，主要有扭矩測試（包括脫離扭矩、運轉(zhuǎn)扭矩、監(jiān)控扭矩等），進氣真空度測試，排氣壓力測試，機油壓力測試，發(fā)動機正時測試等。
3.1 脫離扭矩測試
發(fā)動機從靜止狀態(tài)到開始運動的瞬間所產(chǎn)生的扭矩，稱為脫離扭矩。脫離扭矩的檢測主要是為了確認發(fā)動機內(nèi)部各運動部件之間是否有卡滯等情況，例如軸瓦漏裝、活塞錯裝等。如果脫離扭矩過高，設備會自動停止運行并報警，要求操作人員檢測故障所在并解決，以避免高速運轉(zhuǎn)造成發(fā)動機不可逆轉(zhuǎn)的損壞，降低生產(chǎn)報廢成本。
3.2 燃油軌檢測
發(fā)動機的燃油噴射系統(tǒng)在出廠前都會進行一系列嚴格的測試以確保零件質(zhì)量，但在運輸及裝配過程中，不可避免的會有一定比率的磕碰及其它損傷情況，這樣，我們也就有必要在冷測試中對其進行檢測。
一般對燃油軌的檢測方式，是向燃油軌內(nèi)通相當于發(fā)動機工作狀態(tài)汽油壓力的壓縮空氣，然后由測試程序控制燃油噴嘴逐個開啟關閉，通過檢測燃油噴嘴的開啟時間及壓縮空氣的壓降情況，來確定燃油軌的零件及裝配質(zhì)量。（圖1所示）
圖1 燃油軌檢測
3.3 進氣真空度測試
通過安裝在進氣側(cè)的壓力傳感器測量進氣真空度的變化情況，可以檢測出氣門泄漏、進氣歧管墊片的折損或漏錯裝、真空管路的連接情況等等。
圖2所示為進氣真空度檢測裝置的示意圖。密封面一側(cè)連接的是發(fā)動機進氣歧管，另一側(cè)的電磁閥控制氣路走向，有壓力傳感器與氣路相通。當不進行進氣真空度的檢測時，電磁閥控制閥門打開，氣道走向通往大氣，發(fā)動機正常進氣（圖2左）；當進行進氣真空度的檢測時，電磁閥控制閥門關閉，氣體通過消音器以一定的流量進入發(fā)動機，產(chǎn)生的進氣真空度便通過連通在消音器一側(cè)的壓力傳感器檢測到（圖2右）。
根據(jù)發(fā)動機整機測試的規(guī)劃，可以將進氣真空度測試分為單缸測試與整機測試。所謂整機測試，即將進氣歧管裝配好，在節(jié)氣門處連接出一管路到傳感器，對發(fā)動機整體進氣真空度進行測量。（圖3所示）
所謂單缸測試即不裝進氣歧管，每個密封裝置對應密封各個汽缸的進氣口，分別進行檢測；這種測試方式的優(yōu)點是精確度高，能夠迅速確定進氣故障的根源所在，缺點是由于沒有裝進氣歧管，無法檢測進氣歧管的整體性能及其裝配情況。（圖4所示）
圖2 進氣真空度檢測示意圖
圖3 進氣真空度測試波形（多缸測試）
圖4 進氣真空度測試波形(單缸測試)
3.4 排氣壓力測試
發(fā)動機冷測試中的排氣壓力測試，即移去排氣管，在每個汽缸對應的排氣口安裝獨立的壓力傳感器進行排氣端口的壓力測量。其檢測裝置和進氣真空度的檢測裝置原理是相同的，可參考圖2。
根據(jù)不同的發(fā)動機構(gòu)造，排氣壓力測試的曲線又有多種形式。圖5所示是一種比較常見的單缸排氣壓力測試曲線，圖6所示是在缸蓋上設計有二次空氣噴射管路的排氣壓力測試曲線。
排氣壓力測試與進氣真空度測試相結(jié)合，可以用來檢測進排氣系統(tǒng)的缺陷，如檢測氣門安裝是否到位，汽缸是否存在漏點，活塞環(huán)是否完全張開，正時系統(tǒng)及可變正時系統(tǒng)是否正確裝配，以及凸輪軸及液壓挺柱的裝配缺陷等。
圖5 排氣壓力測試曲線
圖6 排氣壓力測試曲線
3.5 扭矩測試
在伺服電機與發(fā)動機夾緊裝置之間，有一扭矩傳感器，在伺服電機驅(qū)動發(fā)動機運轉(zhuǎn)的時候，通過該傳感器便可以實時檢測到作用在驅(qū)動軸上的力矩。在扭矩傳感器之后，有一個超速離合器，在運轉(zhuǎn)扭矩嚴重超載的時候能夠起到保護扭矩傳感器的作用。（圖7）
扭矩測試波形如圖8。
圖7 伺服電機與扭矩傳感器
圖8 運轉(zhuǎn)扭矩
3.6 機油壓力測試
機油潤滑是發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中不可缺少的潤滑劑，如果缺少足夠的潤滑，那么發(fā)動機會產(chǎn)生劃傷、抱軸、軸瓦磨損等情況。因此在測試過程中，必須要保證發(fā)動機有足夠的機油壓力。另外，在特定轉(zhuǎn)速時機油壓力的波動值，也能體現(xiàn)發(fā)動機的某些零件的裝配情況，如主軸軸瓦，主油道等等。
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