發(fā)動(dòng)機(jī)冷測試技術(shù)在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用
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對機(jī)油壓力測試，我們主要設(shè)置有監(jiān)控油壓和低速油壓、高速油壓測試。
監(jiān)控油壓主要是為了確保在發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)測試循環(huán)過程中，各個(gè)相對運(yùn)動(dòng)件有足夠的潤滑；低速油壓是為了檢測發(fā)動(dòng)機(jī)主要零部件的裝配情況如曲軸、主軸軸瓦等；而高速油壓主要檢測機(jī)油泵的卸荷閥（限壓閥）是否能正確開啟，防止發(fā)動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)因機(jī)油壓力過高而產(chǎn)生損壞。
3.7 發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)系統(tǒng)測試
發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)系統(tǒng)的檢測是一項(xiàng)綜合的工作，對于有精確角度控制的發(fā)動(dòng)機(jī)來講，在冷測試中可以精確的檢測到正時(shí)脈沖盤的安裝角度，因此也就非常容易的確定正時(shí)安裝是否正確。對于這種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，我們在設(shè)置參數(shù)時(shí)，一般會(huì)將參數(shù)范圍設(shè)置為一個(gè)飛輪齒的寬度。
而目前我們大部分2.0排量以下的發(fā)動(dòng)機(jī)，對曲軸位置及凸輪軸位置的檢測，并沒有精確到檢測出每一時(shí)刻凸輪軸所處的角度，這樣我們就需要通過排氣壓力、運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩等機(jī)械性能測試項(xiàng)，來間接的檢測發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)裝配是否正確。
舉例而言，我們可以檢測每一缸扭矩的零點(diǎn)位置所處的角度值，來判斷正時(shí)安裝是否正確；另外也可以通過排氣壓力發(fā)生轉(zhuǎn)折時(shí)的角度，來確定正時(shí)的安裝情況。
3.8 其它機(jī)械性能參數(shù)測試
對某些應(yīng)用了可變正時(shí)技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)，在冷試驗(yàn)時(shí)還需要進(jìn)一步檢測可變正時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作狀況。
4. 發(fā)動(dòng)機(jī)冷試驗(yàn)中的電器性能測試
發(fā)動(dòng)機(jī)冷試驗(yàn)中的電器性能測試，主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)各種傳感器的測試、各個(gè)執(zhí)行器的測試以及點(diǎn)火測試等。
4.1 各種傳感器測試
發(fā)動(dòng)機(jī)在整車上運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU模塊根據(jù)整車ECU系統(tǒng)傳來的指令，要求發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)執(zhí)行器及傳感器進(jìn)行相對應(yīng)的調(diào)節(jié)工作，同時(shí)，傳感器上會(huì)有一個(gè)反饋信號線，冷試驗(yàn)時(shí)對傳感器及執(zhí)行器的檢測，即是根據(jù)對傳感器信號反饋以及執(zhí)行器運(yùn)作時(shí)其電壓或電流信號會(huì)發(fā)生變化來執(zhí)行檢測的。
舉例而言，節(jié)氣門在翻轉(zhuǎn)到不同位置時(shí)，會(huì)引起節(jié)氣門位置傳感器兩端電壓值的一個(gè)變化，而對于某一特定的節(jié)氣門位置，其對應(yīng)的電壓值也是有一定的范圍要求的，因此通過檢測電壓值的變化情況，便可以了解到節(jié)氣門執(zhí)行器是否正常翻轉(zhuǎn)、節(jié)氣門位置傳感器是否正常工作等等。
4.2 點(diǎn)火系統(tǒng)的測試
測試臺控制發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)工作，并通過傳感器感應(yīng)點(diǎn)火線圈工作過程中周圍磁場的變化，間接判斷點(diǎn)火系統(tǒng)的好壞。
點(diǎn)火系統(tǒng)的測試是一個(gè)比較復(fù)雜的測試過程，目前已有比較多的關(guān)于點(diǎn)火系統(tǒng)測試的文章，冷試驗(yàn)對點(diǎn)火系統(tǒng)的測試，采取的也是比較成熟的檢測方法之一，在此不再展開描述。
5. 冷試Mapping的制作
Mapping是發(fā)動(dòng)機(jī)冷試驗(yàn)的一個(gè)基礎(chǔ)，它的含義就是在冷試驗(yàn)臺正式投入使用之前，需要對一定數(shù)量的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行各種狀況的測試，包括合格的發(fā)動(dòng)機(jī)以及模擬生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的各種類型的缺陷，通過搜集分析這些數(shù)據(jù)，來對冷試驗(yàn)臺進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)證及調(diào)整，同時(shí)也積累對于特定車型發(fā)動(dòng)機(jī)測試的初期經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，形成一套初期的冷試驗(yàn)測試系統(tǒng)，并需要在后續(xù)的批量生產(chǎn)中不斷進(jìn)行總結(jié)修正。Mapping所進(jìn)行的深入程度以及對數(shù)據(jù)的總結(jié)程度，極大的影響著冷試驗(yàn)臺在生產(chǎn)中能否順利使用。
6. 機(jī)油溫度補(bǔ)償
因?yàn)槔錅y試臺的測試結(jié)果是測試程序自動(dòng)分析處理并與數(shù)據(jù)庫中已有的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較判定，而且測試臺對各種信號的測量都是屬于短時(shí)間高精度檢測，因此，一般情況下，我們要求冷測試臺處于恒溫的測試環(huán)境中。但由于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)油溫度不可避免的會(huì)有所升高，機(jī)油黏度與機(jī)油溫度是一種反比的關(guān)系，這樣，在測試軟件已經(jīng)確定好的特定檢測轉(zhuǎn)速下，不同溫度的機(jī)油所產(chǎn)生的機(jī)油壓力也便會(huì)有一個(gè)很大范圍內(nèi)的波動(dòng)，這種情況非常不利于我們測試標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定，也影響我們對產(chǎn)品質(zhì)量的檢測。
為了解決該問題，我們引入油溫補(bǔ)償?shù)母拍顏韺C(jī)油壓力進(jìn)行一定的補(bǔ)償，即通過利用某一個(gè)關(guān)于機(jī)油溫度的指數(shù)函數(shù)，對機(jī)油壓力進(jìn)行補(bǔ)償，將不同溫度下檢測到的機(jī)油壓力，通過該指數(shù)函數(shù)都換算到相同溫度下的機(jī)油壓力，這樣便有了一個(gè)統(tǒng)一的檢測平臺來確定機(jī)油壓力是否正確。
根據(jù)實(shí)際情況的需要，我們可以選擇使用熱電偶式溫度傳感器或者紅外非接觸式溫度傳感器對機(jī)油溫度進(jìn)行檢測。
機(jī)油壓力的修正算法為經(jīng)驗(yàn)補(bǔ)償公式，公式中的相關(guān)參數(shù)將通過試驗(yàn)來確定。
另外，機(jī)油溫度補(bǔ)償也可以采用以下公式
上述修正算法公式是由下述經(jīng)驗(yàn)公式推導(dǎo)得到的
所以，可以通過對大量可以做為標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得多組壓力和溫度的數(shù)據(jù)，再通過擬合的方法得出a、b系數(shù)值。
另外，我們還可以通過以下的修正公式表達(dá)式來表示機(jī)油壓力補(bǔ)償。
利用多項(xiàng)式，我們可以對大量可以作為標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，測取多組機(jī)油壓力與對應(yīng)機(jī)油溫度的數(shù)據(jù)，然后將這些機(jī)油壓力與機(jī)油溫度帶入以上所用到的多項(xiàng)式，通過擬合的方法得出a，b的系數(shù)值。 (對于多項(xiàng)式的補(bǔ)償公式，其函數(shù)項(xiàng)越多，所反映的校準(zhǔn)后的機(jī)油壓力越精確，但對應(yīng)的測試程序所需要進(jìn)行的運(yùn)算也越復(fù)雜，在實(shí)際生產(chǎn)中，我們一般選擇5次多項(xiàng)式即可滿足測試的精度要求)。
下圖9所示為機(jī)油溫度與機(jī)油壓力測試的一部分對應(yīng)值，通過這些測試數(shù)據(jù)，我們得到某油溫補(bǔ)償多項(xiàng)式的f(t)：
圖9 機(jī)油壓力與機(jī)油溫度散點(diǎn)圖
7. 冷測試臺相關(guān)的配套設(shè)施
7.1 試漏設(shè)備
由于發(fā)動(dòng)機(jī)冷試驗(yàn)過程中沒有汽油、廢氣排放以及冷卻水，因此某些必須在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行中才能發(fā)現(xiàn)的漏油、漏水等缺陷，在冷試驗(yàn)中無法正確體現(xiàn)，這就要求發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線上的裝配過程有嚴(yán)格的控制流程，試漏設(shè)備作為冷試驗(yàn)的一種補(bǔ)充檢測設(shè)備，在其中充當(dāng)了非常重要的角色。
通過試漏，我們能發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過程中的密封缺陷，從而補(bǔ)充了冷試驗(yàn)不能檢測漏油及漏水的缺陷，達(dá)到更好控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
7.2 裝配線的多種防錯(cuò)措施
冷試驗(yàn)臺是一種檢測設(shè)備，作為檢測設(shè)備，不可避免的有其不足之處，某些既有的缺陷，有可能在冷試驗(yàn)過程中無法檢測，這樣，為了控制產(chǎn)品質(zhì)量，我們便需要在裝配過程中對這些可能的缺陷控制起來，例如強(qiáng)化來件質(zhì)量，加強(qiáng)裝配過程中的零件檢查及裝配防錯(cuò)等。
7.3 一定比例的熱試抽檢
針對某些生產(chǎn)特殊時(shí)期，還需要抽調(diào)不同比率的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱試檢測，并及時(shí)將熱試發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行匯總分析，判定其風(fēng)險(xiǎn)程度以及相應(yīng)的裝配線和冷試驗(yàn)臺的改進(jìn)方案。對特定時(shí)期的發(fā)動(dòng)機(jī)可以適當(dāng)提高熱試比率，并在運(yùn)行平穩(wěn)后逐步恢復(fù)正常水平。
8. 結(jié)束語
發(fā)動(dòng)機(jī)冷測試是現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)中的一種較先進(jìn)的測試方式，與傳統(tǒng)的熱試驗(yàn)相比，它有其獨(dú)特的優(yōu)勢，能夠在快節(jié)拍的生產(chǎn)節(jié)奏下達(dá)到更精確控制發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的目的，目前也正在被越來越多的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家作為發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品檢驗(yàn)的方式。
在國內(nèi)，由于產(chǎn)品及零件的一致性問題，某些發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家也在考慮采用介于早期的冷拖熱磨試驗(yàn)與現(xiàn)代冷試之間的試驗(yàn)臺架，即利用現(xiàn)階段的冷測試技術(shù)檢測關(guān)鍵點(diǎn)，然后再用傳統(tǒng)的熱試驗(yàn)臺架進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的檢測，以期達(dá)到更好的質(zhì)量控制的目的。但從長遠(yuǎn)來看，高精度的發(fā)動(dòng)機(jī)冷試驗(yàn)仍然是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家進(jìn)行產(chǎn)品檢測的一種發(fā)展趨勢。
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