压降法及质量流量法在发动机长缸试漏测试中的应用研究
陈鹏颜灿宝张娇
摘要：长缸试漏测试是发动机制造领域常用的成品出厂质量检测手段，用于对发动机总成水通道及油通道进行试漏检测，以评估其密封性能。压降法及质量流量法是气密性检测的两种常用方式，被广泛应用于长缸试漏测试领域，本文探索两种方式的测试原理，并研究其在长缸试漏中的优劣及应用前景。
关键词：发动机长缸试漏压降质量流量测试
Principleofmanualtappetselectedsystemanderroranalysisinengineassemblyline
ChenPengYanCanbaoZhangJiao
Abstract：Long-blockleakagetestisacommonmethodtodetectenginefunctionbeforeunloading，testincludewatersystemandoilsystemhermeticdetection.Pressuredropandmassflowareprimarymethodsinthisfield.Thesisapplyitselftoexploreprincipleofthem，andresearchmeritanddemeritinLong-blockleakageteststation.
Keywords：EngineLong-blockLeakagetestPressuredropMassflowTest
1长缸试漏检测介绍
在发动机运行过程中，机油对发动机内部运动部件进行润滑，实现减少磨损、清洁零件以及降温的目的。冷却水受水泵、大小循环系统、散热器的组合控制，调节其在发动机内部的流向及流速，使发动机体始终处于最优的工作温度。机油在发动机内部的流动通道称为油通道（如图1）、冷却水的流动通道则称为水通道（如图2）。
为保证机油、冷却水正常工作，发动机制造过程中需保证油通道（以下称油道）、水通道（以下称水道）的密封性，发动机制造产线通常在发动机长缸状态（各工厂定义有差异，通常为未装进/排气歧管）时，对其进行总成试漏测试，通过气密性检测，检测密封效果。
长缸试漏测试时，封堵对水道、油道泄漏位置进行加压密封，并往相应通道中充入对应压力的气体，测量各通道的气密性参数，以判断发动机的泄漏情况。
根据不同的测试场景，气密性检测有沉水法、压降法、质量流量法、体积流量法及示踪气体法等多种方式。对于长缸试漏测试，行业内普遍采用压降法或质量流量法进行检测，本文将对该两种方式展开讨论。
2压降法及质量流量法介绍
由于测试介质（加压空气）与实际工作介质（油、水）的差异大，空气有可压缩性，且粘度较低，这意味着空气通过漏点的速度比液体快得多，且空气本质上没有表面张力，这个特点使它更容易通过小的漏点[1]，所以在以空气为测试介质时，无论是压降法和还是质量流量法，均应为其设置一个允许空气泄漏量范围。
2.1压降法
2.1.1压降法工作原理
压降法是根据加压气体在测试循环内的压降，进而转换为泄漏率，以作为泄漏评价指标的一种试漏测试方式，泄漏率公式如下：
式中，Q为泄漏率，V为被测腔室体积，ΔP为压降，t为测试时间。
在实际测试中，在不同时间点，不同测试场地内，环境大气压力存在差异。此外，测试气体压力随环境温度升高而升高，随着环境温度降低而减小，实际压降与场所温度和大气压的波动存在关联，压降计算公式如下：
式中，ΔP为压降，P1为保压前的气压，P2为保压后的气压，p为保压前的大气压力，P为保压后的大气压力，T1为保压前温度，T2为保压后温度。
将式（2）带入式（1）中可得，泄漏率公式为：
由以上可知，泄漏率测量变量众多，试漏设备不仅对保压前后的大气压力p、P，保压前后的温度T1、T2无法有效测得，对于发动机水道、油道来说，其腔室不规则，通道复杂，也无法准確测量其有效容积V，通过测量变量获得准确泄漏率的方式是很难实现的。
为此，压降法测试过程中，引入了相对测量的概念。保压前后大气压力、气体温度、腔室体积的组合影响用补偿值m代替，可按需通过标定进行修正。此时，泄漏率公式简化为式（4），泄漏率与测试压降呈线性关系
这时候可以通过设置标准参考件，使用固定泄漏率漏口对其进行标定，建立泄漏率Q与压降ΔP的线性（如图3）方程如下：
式中，k为漏口的固定泄漏率，ΔP为该漏口的标定压降，ΔP为参考件零位补偿压降，X为被测工件实际测量时的压降。
2.1.2压降法测试过程
常用的压降法泄漏测试分为充气-保压-测试-排气四个阶段（如图4），第一步为充气阶段，充气阀