發(fā)動機(jī)冷試設(shè)備原理及測試方法

1、,發(fā)動機(jī)冷試設(shè)備原理及測試方法,目 錄,,冷試定義,,設(shè)備原理及構(gòu)造,,設(shè)備測試方法,,發(fā)展方向,冷 試 定 義,,什么是冷試？,冷試可以在第一時間向客戶交付無缺陷產(chǎn)品，降低成本，改進(jìn)質(zhì)量。,冷試是一種檢測總裝流程錯誤及發(fā)動機(jī)零件缺陷的工具。,冷試技術(shù)嚴(yán)格來說應(yīng)該是一種質(zhì)量檢測的手段，是對發(fā)動機(jī)裝配完成后的各系統(tǒng)進(jìn)行綜合測試的技術(shù)。,冷試相比熱試有明顯的優(yōu)點和缺點：,1、優(yōu)點：無需消耗燃油，成本降低且對環(huán)境無污染；測試時間短、安全性也

2、相對較高；2、缺點：要求零件、裝配質(zhì)量達(dá)到相當(dāng)精度要求，需要建立龐大的數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、不能檢測熱力循環(huán)中的相關(guān)缺陷；,設(shè) 備 原 理 及 構(gòu) 造,,冷試系統(tǒng)的工作原理,通常,冷試設(shè)在發(fā)動機(jī)裝配線的尾部，在發(fā)動機(jī)不點火的情況下，主要是通過交流伺服電機(jī)帶動發(fā)動機(jī)進(jìn)行測試。冷試機(jī)上加裝的各傳感器信號監(jiān)控和測量發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)的各項參數(shù)，并同標(biāo)準(zhǔn)模板進(jìn)行數(shù)據(jù)對比和分析，從而進(jìn)行故障診斷。,,冷試試驗?zāi)芴崆鞍l(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)裝配過程中的問題和缺陷，把缺陷

3、控制在生產(chǎn)線內(nèi)。,設(shè) 備 原 理 及 構(gòu) 造,,冷試系統(tǒng)的工作流程,安裝工裝&工藝線束,進(jìn)入冷試工位,夾緊&封堵,設(shè)備自檢,電機(jī)帶動發(fā)動機(jī),測試,數(shù)據(jù)收集&判定,釋放發(fā)動機(jī),,,,,,,,設(shè) 備 原 理 及 構(gòu) 造,,冷試系統(tǒng)的基本組成,冷試系統(tǒng)的最重要組成部分，用于發(fā)動機(jī)控制、實時數(shù)據(jù)采集和分析并判斷發(fā)動機(jī)是否合格,冷試臺架系統(tǒng),用于對這些不合格發(fā)動機(jī)，通過此返修系統(tǒng)提供的發(fā)動機(jī)波形圖及具體的不合格參數(shù)等信息，

4、進(jìn)行不合格發(fā)動機(jī)的返修,返修系統(tǒng),用于提供詳盡的報表和質(zhì)量控制信息及建議，還提供參數(shù)極限的分析方法 ，如臺架的FTQ，不合格發(fā)動機(jī)數(shù)量、不合格發(fā)動機(jī)的主要原因,報表系統(tǒng),用于保存所有被測試發(fā)動機(jī)的信息供給返修系統(tǒng)和報表系統(tǒng)使用，并且提供信息回溯功能；同時，工程師對冷試參數(shù)極限的修改也在此系統(tǒng)進(jìn)行,服務(wù)器系統(tǒng),,,,,設(shè) 備 原 理 及 構(gòu) 造,,冷試系統(tǒng)的基本組成圖,設(shè)備原理舉例（扭矩測試）,設(shè) 備 原 理 及 構(gòu) 造,,測試臺架的基本

5、結(jié)構(gòu),托盤上料/下料梭臺 進(jìn)氣探頭 排氣探頭 驅(qū)動接口 驅(qū)動系統(tǒng) 機(jī)油壓力探頭 電氣接頭探頭 加速度計探頭 曲軸位置傳感器探頭,設(shè) 備 原 理 及 構(gòu) 造,當(dāng)發(fā)動機(jī)測試時，通過氣缸推動節(jié)流閥開啟器同時密封頭和密封也會頂住節(jié)氣門，確保不漏氣。這時由壓力傳感器收集數(shù)據(jù)并傳輸?shù)椒?wù)器。,進(jìn)氣壓力測試機(jī)構(gòu),,壓力傳感器,,密封頭,,,壓力傳感器,,節(jié)流閥開啟器,,密封頭和密封

6、,,氣 缸,當(dāng)發(fā)動機(jī)測試時，發(fā)動機(jī)排出的氣體通過密封頭上中間小孔排出，由傳感器收集數(shù)據(jù)并傳輸?shù)椒?wù)器。,排氣壓力機(jī)構(gòu),密封圈,設(shè) 備 原 理 及 構(gòu) 造,測試整個發(fā)動機(jī)的正時鏈，它影響整個發(fā)動機(jī)的測試數(shù)據(jù)。,曲軸傳感器,,定位銷,,曲軸傳感器接頭,,氣 缸,,曲軸傳感器,主要測試凸輪軸信號和點火信息。,電氣接頭與快速接頭連接,,電氣束接頭,設(shè) 備 原 理 及 構(gòu) 造,主要測試發(fā)動機(jī)的內(nèi)部零件的潤滑程度。,機(jī)油壓力傳感器,設(shè) 備 原 理

7、及 構(gòu) 造,,冷試系統(tǒng)的特點,發(fā)動機(jī)在冷試過程中雖然不噴油，不對外做功，但是對發(fā)動機(jī)的測試并不是在靜態(tài)狀況下進(jìn)行。冷測系統(tǒng)使用交流伺服電機(jī)拖動發(fā)動機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)，在此過程中，發(fā)動機(jī)同樣具有進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣四個沖程，并且循環(huán)往復(fù)，只是在氣缸中的是純凈的空氣而不是空氣和燃油的混合氣,使用交流伺服電機(jī)拖動發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn),,冷試不需要燃料及冷卻液，無內(nèi)燃、無熱量、無污染產(chǎn)生,不需要燃料及冷卻液,,冷試節(jié)拍短，一般低于3分鐘，我們的冷試工

8、位節(jié)拍為85S,節(jié)拍短,,由于發(fā)動機(jī)在冷試過程沒有燃燒過程，不能測量具體的排放數(shù)值，不能檢測發(fā)動機(jī)的功率、油耗等。,無燃燒過程,,主要通過傳感器信號產(chǎn)生的波形圖對發(fā)動機(jī)性能或故障作判斷,,在線測試不合格的發(fā)動機(jī)，拆下的零件絕大部分可以重復(fù)利用,,設(shè) 備 測 試 方 法,,冷試的技術(shù)條件,,冷試的測試項目,扭矩測試、進(jìn)氣真空度、排氣壓力、機(jī)油壓力和溫度、發(fā)動機(jī)正時、點火測試、電氣測試、NVH、VVT和增壓器測試等。,完成了大部分零件的裝配

9、 通過長缸體測試 加注完機(jī)油 預(yù)裝發(fā)動機(jī)冷試用工裝或工藝線束,在進(jìn)行冷試試驗前，發(fā)動機(jī)必須具備的條件：,主要包括：,,,,,設(shè) 備 測 試 方 法,,一個典型的冷試測試周期,階段A：500 RPM,設(shè)備安全自檢設(shè)備傳感器自檢啟動扭矩測試中速機(jī)油壓力測試,階段B：1500 RPM,氣門機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性測試高壓點火測試高速機(jī)油壓力測試NVH測試1VVT測試,階段C：300 RPM,低壓點火測試進(jìn)氣真空度測試凸輪軸信號

10、測試,階段D：150 RPM,排氣壓力測試低速扭矩測試低速機(jī)油壓力測試NVH測試2,設(shè) 備 測 試 方 法,,扭矩測試,扭矩測試一般需要測試起動扭矩和運轉(zhuǎn)扭矩。通過對驅(qū)動扭矩最大值、最小值、平均值、變化范圍和最大、最小位置的測量，來發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的摩擦副是否存在故障缺陷，并判斷發(fā)動機(jī)是否運轉(zhuǎn)正常（測試曲線如下圖所示）,啟動扭矩曲線,運行扭矩曲線,設(shè) 備 測 試 方 法,,油壓測試,機(jī)油壓力測試，主要設(shè)置有監(jiān)控油壓和低速油壓、高速油壓測

11、試監(jiān)控油壓主要是為了確保在發(fā)動機(jī)整個測試循環(huán)過程中，各個相對運動件有足夠的潤滑低速油壓是為了檢測發(fā)動機(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)動機(jī)在高速運轉(zhuǎn)時因機(jī)油壓力過高而產(chǎn)生損壞,安全油壓曲線,設(shè) 備 測 試 方 法,,油壓測試,低速油壓曲線,高速油壓曲線,設(shè) 備 測 試 方 法,,點火測試,測試臺控制發(fā)動機(jī)點火系統(tǒng)工作，并通過傳感器感應(yīng)點火線圈工作過程中周圍磁場的

12、變化，間接判斷點火系統(tǒng)的好壞。點火系統(tǒng)的測試是一個比較復(fù)雜的測試過程，目前在發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)過程，采用高壓點火測試和低壓點火測試2個階段。,高壓點火曲線,低壓點火曲線,設(shè) 備 測 試 方 法,,正時系統(tǒng)測試,發(fā)動機(jī)正時系統(tǒng)的檢測是一項綜合的工作，對于有精確角度控制的發(fā)動機(jī)來講，在冷測試中可以精確的檢測到正時脈沖盤的安裝角度，因此也就非常容易的確定正時安裝是否正確。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刻凸輪軸所處的角度，這樣

13、我們就需要通過排氣壓力、運轉(zhuǎn)扭矩等機(jī)械性能測試項，來間接的檢測發(fā)動機(jī)正時裝配是否正確。,正時檢測,設(shè) 備 測 試 方 法,,進(jìn)氣測試,進(jìn)氣真空度的測量也叫進(jìn)氣壓力測量，通過安裝在進(jìn)氣側(cè)的壓力傳感器來測量進(jìn)氣壓力的變化，以檢查進(jìn)氣門泄漏和確認(rèn)進(jìn)氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)的故障/缺陷和安裝在進(jìn)氣口附件的其他部件（如噴油嘴）。根據(jù)發(fā)動機(jī)安裝狀態(tài)不同，采用不同的測試形式。,進(jìn)氣分缸測試,進(jìn)氣整體測試,設(shè) 備 測 試 方 法,,排氣壓力測試,通過安裝在排氣側(cè)的壓

14、力傳感器來測量排氣壓力的變化以檢查氣門泄漏和確認(rèn)進(jìn)氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)等故障。根據(jù)發(fā)動機(jī)的安裝狀態(tài)的不同，也有多個傳感器和單個傳感器的測量方式。,排氣壓力測試,設(shè) 備 測 試 方 法,,VVT測試,VVT測試主要針對帶可變正時系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)，在發(fā)動機(jī)高速運轉(zhuǎn)階段，通過監(jiān)控凸輪軸的相位變化來識別發(fā)動機(jī)的油路、零件配合、正時系統(tǒng)、可變角度及時間等是否正常，能有效檢測出精確的測試參數(shù)。,VVT測試,冷試常見的問題（青島）,冷試常見的問題（河西2期）,冷

15、試常見的問題（河西1期）,冷 試 發(fā) 展 方 向,,分體式測試,在發(fā)動機(jī)冷試線，因設(shè)備、工裝、零件等各方面的因素影響，發(fā)動機(jī)冷試的FTQ平均約94%～96%。為提高冷試FTQ，減少返修，提升生產(chǎn)效率，現(xiàn)較多發(fā)動機(jī)工廠將點火測試從冷試中分離，安排在冷試前的工位進(jìn)行單獨檢測。,,,,,冷 試 發(fā) 展 方 向,,增壓發(fā)動機(jī)測試技術(shù),渦輪增壓裝置是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，從而提高發(fā)動機(jī)的功率和扭矩。,,,在增壓器高

16、速旋轉(zhuǎn)的工作情況下，渦輪軸均需要機(jī)油對其進(jìn)行潤滑，需要冷卻水進(jìn)行冷卻。因此現(xiàn)階段增壓器都有進(jìn)油管、回油管和進(jìn)水管、回水管，需要對增壓發(fā)動機(jī)進(jìn)行油道、水道的泄漏測試。,,,單獨的渦輪增壓器測試總成的渦輪增壓器測試,根據(jù)不同廠家渦輪增壓器產(chǎn)品的不同，目前具有以下幾種測試工藝。,,單獨的渦輪增壓器測試臺,冷 試 發(fā) 展 方 向,單獨的渦輪增壓器測試,,,渦輪增壓器動態(tài)測試系統(tǒng)示意圖,1) 渦輪側(cè)進(jìn)口壓力測試2) 渦輪側(cè)出口壓力測試3

17、) 壓縮機(jī)側(cè)進(jìn)口壓力測試4) 壓縮機(jī)側(cè)出口壓力測試5) 渦輪轉(zhuǎn)速、振動測試6) 旁通閥功能測試7) 可變噴嘴VNT功能測試,冷 試 發(fā) 展 方 向,總成的渦輪增壓器測試,,,總成泄漏測試現(xiàn)場圖,為了更準(zhǔn)確的檢測渦輪增壓器的油道、水道的泄漏值，如發(fā)動機(jī)的品種單一，則渦輪增壓器的測試便集成在冷試設(shè)備上。如在一條裝配線上生產(chǎn)的發(fā)動機(jī)品種過多，則采用泄漏測試設(shè)備測試渦輪增壓器的水道和油道。,冷 試 發(fā) 展 方 向,,機(jī)器人輔助冷試,隨著