流量测试仪器帮助汽车供应商满足PCV阀门的严格规格。

汽车PCV(正曲轴通风)阀门似乎是如此简单的设备。它们很小,只有一个移动部件和春天。尽管如此,他们必须满足令人惊讶的严格的性能规范,以赢得OEM的批准。阀门供应商必须记录每个阀门设计,每个阀门设计将可靠地允许特定真空水平的特定量的气流。

对于Novo产品Inc.,满足这些要求超出了学习真空和流动测试的新技术。当客户开始请求以图形表单呈现的原型的测试数据时,我们必须找到未知仪器可以提供的测试功能。我们最终会遇到这一挑战 - 并显着削减设计时间 - 具有大量流量泄漏测试仪和基于PC的测试网络软件的定制组合。

Novo自1973年以来,Novo已经为汽车行业提供了严格的组件规范。本公司已建立进入领先的第2层和第3层供应商的排放控制设备,燃料输送组件和电子发动机控制供应商,并获得了ISO和ISO和QS 9000沿途认证。1999年解决了一个汽车制造商的PCV阀门故障问题的机会,我们感受到了长期的商业机会。这些廉价的零件提供了大批量销售的潜力。如今,诺沃每年生产超过400多万PCV阀门。

流量测试是至关重要的,因为PCV阀门必须正确地缓解发动机曲轴箱压力,以防止背部或吹塑垫圈和密封件。为此,它们通过移动进出锥形孔口的锥形提升阀来调节发动机的压力流出。孔口出口通过管道连接到发动机的空气 - 燃料摄入量。通过空气 - 燃料摄入产生的真空调制提升阀。当真空低时,弹簧张力将提升阀打开,但允许增加真空以逐渐拔出提升阀关闭。当提升阀打开并且发动机气体通风时,管道和低真空通道那些排放回到空气 - 燃料摄入量,因此它们可以倒置而不是作为污染物排放到大气中。

每个发动机设计在真空量和曲轴箱压力的量之间具有不同的关系。反过来,这种关系要求每个PCV阀门设计在提升阀和孔的几何形状中具有独特的平衡,弹簧的力,弹簧的力和真空水平。

客户规范定义了阀门的外部通径和形状,以及在指定真空等级时所需的流量值,称为“delta点”。对于PCV阀门,真空范围通常在1到20英寸汞柱,而流量值可能在0.2到8 cfm之间。Novo的工程师需要确定实现预期性能所需的内部设计。

在很大程度上是试验和错误

我们还没能开发出PCV阀的设计公式。这在很大程度上是反复试验,所以原型制作过程非常耗时。我们从经验建议应该满足要求的设计开始。我们根据客户的规格对其进行测试,进行更改,然后再次测试。我们不断重复这个过程,直到我们成功。

对于生产过程中的质量控制测试,买家将在三个三角端点指定流量。但是,在授权生产原型设计之前,买家通常希望看到阀门的性能,通过更明确的曲线验证,该曲线从最多20分流动。

像这些一样的会议规范是我们的第一刷流测试。我们在做燃料系统组件的复杂漏速测试方面拥有丰富的经验,但这是不同的。在那里,这是一种对产品加压并测量空气泄漏的速率。通常,这是一条生产线测试,以验证形成的形成或组装部件的完整性。虽然PCV阀门也在生产过程中进行测试,但原型测试至关重要,因为这是导轨的导游开发阀门的内部几何形状。这种上前的测试程序更复杂。

一种复杂因子是在测量流程之前让气流在每个真空点处稳定的时间。其他复杂因素是气流的绝对压力(Psia)和温度,因为这些值会导致真空压力和空气密度变化。一些买家将在20℃下基于标准大气压的真空和流量规格为标准大气压为14.7psia。其他买家更喜欢不同的环境压力和温度基线,它们认为更多代表正常操作条件。我们的流动测试仪器必须报告纠正的测试数据,以显示流量,因为买方指定的任何标准条件都是如此。

自制测试仪尝试过

我们第一次进入流动测试,我们尝试了建筑设备和夹具内部。我们尝试将简单的商用流量计与我们自己的阀门系统相结合。它工作,但手动数据收集是耗时的。我们不确定其准确性,我们需要更好的东西来检查我们的方法。为此,我们呼吁Intertech Development Co.(IDC),这是一家为我们提供了多个交钥匙装配系统的公司,为燃油系统产品具有集成的泄漏测试功能。Intertech还提供了我们内部建造的几个专有泄漏测试的泄漏测试仪器和咨询。

与介式合作,我们建立了一个双站机。每个站都有两个测试夹具:一个用于在0.2到2 CFM范围内工作的阀门,另一个用于在2至6个CFM范围内操作的阀门。两个站上的低流量和高流量夹具交替连接到一对Intertech M-1035质量流量仪器。一个M-1035配备了覆盖较低范围的质量流换能器,而另一个换能器覆盖较高的范围。这两种仪器都配备了可编程真空调节器,覆盖1至20英寸汞的范围。

在典型的生产测试中,PCV阀保持在相同的夹具,而M-1035序列通过三个程序,一个用于每个指定的真空Δc点。到达每个点,仪器暂停规定的稳定时间,然后测量通过阀门的气流速率。每个达达点测试通常需要大约12秒,总部分测试周期为36秒。

在每次测试中,通过真空通过阀门绘制的空气在M-1035的换能器上被引导,产生与其质量流量成比例的输出电压,该仪器以电子方式转换并显示为几乎瞬时的单点流量测量。它还在测试期间显示真空压力,比较压力和流量对预设限制,并向操作者发出通知操作者接受或拒绝该部件。不需要操作员判断或外部计算。

双灯具,双站,双仪器设置使每个站的一个夹具能够进行测试,而手动卸载并重新加载其对应物。每个站中的第二个固定装置允许同时测试具有不同一组程序的不同部分。

通过使用固定装置,通过PLC控制的阀门在车站之间来回切换,我们避免了自动移动夹具的更高成本以及移动夹具需要的安全装置的成本。每当阀门发生故障时,M-1035都可以防止PLC切换到备用夹具,直到操作员确认拒绝。

记录自动保存

编程为将每个ΔP点测量视为单独的测试,M-1035S自动为其最后1,000个测试(333阀门)自动节省真空,流量和传递记录。可以打印出可重复性和再现性研究或评估拒绝率的任何异常的记录。该仪器还有车载内存来存储100个测试程序,因此每个仪器可以接受足够的三个程序序列进行22个阀门设计。这适用于Novo的七瓣系列,空间备用未来的产品线。

由于其召回测试数据的能力和程序精确的真空点和流量限制,生产测试仪成为仪器的选择的原型测试,以及。当新的阀门设计开始需要跨越低流量和高流量范围的20点曲线时,我们将测试M-1035上的低流量和高流量三角点。然后,我们从两个测试中收集数据,并通过将分段拼接在一起手工绘制曲线。然而,这并不是最好的方法,因为它会在数据从一个设备跳到另一个设备的曲线上留下空白。此外,总有可能合并的数据没有反映两个仪器相同的校准。不过,这比我们当时拥有的任何东西都要好。

在启动6个月后,高流量阀门的生产暂时停止,因此高流量生产仪器被改装为低流量传感器,以提供更多的测试能力,以满足该范围内阀门数量的增加。因此,我们能够进行全曲线原型测试的唯一方法便是使用我们以前自制的测试器去填补缺失的范围点,这便使得任务更加困难且更不可靠。很明显,为了认真从事这项业务,我们需要一个全方位的测试器和更好的方法来分析和可视化数据。问题是,它并不存在。

自定义实验室测试仪创建

为了解决问题,Intertech提出了我们在生产测试台中使用的M-1035的定制版本。其质量流传感器被外部层流元件替换,其主实验室校准精度为±0.6%的读数,在所需的0.2至8cfm的所需流量范围内。这将与气流温度传感器,高精度的差压传感器连接,以0.15%的读数认证,以及认证的高精度绝对压力传感器,获得0.3%的读数。

生产测试中的M-1035S提供±0.5%范围的质量流传感器精度,其在其相对短的气流范围内满足了我们的精度要求。然而,读取能力的百分比对于实验室对应物至关重要,以确保沿着仪器的前方气流范围的所有点始终如一的高精度。添加高精度传感器和温度传感器以及定制编程,使实验室的M-1035能够测量环境温度和压力下的流量值,但显示并将其校正为买方指定的标准条件。

测试程序和数据存储通常驻留在传统应用中的标准M-1035内,转移到运行Intertech的S-3085 Monitor软件的自定义版本的外部笔记本电脑。

通常用于通过远程主机的监控网络网络提供34个泄漏测试仪器,构思了S-3085软件,以便更好地管理多个测试操作,质量控制和统计过程控制程序以及可追溯性文档。适用于我们的实验室测试要求,IDC修改了此套餐,让PC接受并存储最多20个PCV阀门设计的测试参数,包括校正大气压和温度的计算,以便对买方规格校正大气压和温度。额外的软件自定义允许PC显示所有ΔPoy测试的实时测试结果组合成单个连续图,描绘了对每个点的上部和下部接受和拒绝限制的时间随时间的真空水平和气流的变化。使用PC进行此任务允许在单个屏幕上看到完整的全范围曲线。此外,数据可以将其导出到Microsoft Excel,打印出,甚至直接通过电子邮件发送给客户。

电脑增加容量

加入个人电脑还有其他重要目的。虽然标准的M-1035可以存储和召回多达33个三点生产测试的测试程序,但实验室测试人员需要更大的存储容量。因为每一个delta点测试都需要一个单独的测试程序,所以对7个PCV阀门型号每一个进行20个点测试就可以达到140个程序。而且,随着更多阀门型号进入我们的产品组合,这个总数肯定会增长。

尽管标准的M-1035可以自动存储最近1000次测试的数据,但S-3085软件可以让实验室测试人员的PC在微软Access数据库中存储更多的测试数据,按日期计算,每100兆字节的空间存储200万条测试记录。它还允许PC回忆存储的测试数据,无论是在总数或使用选择过滤器,如日期,接受或拒绝结果,或拒绝原因(例如,高或低压力)。导出到Microsoft Excel中,同一个原型的多个样本的测试数据可以被合并,以在样本总体中比较平均流性能和高或低极值。

实验室单元的测试功能由M-1035控制。自定义编程使仪器能够从PC接收特定PCV阀门的多点计划。然后,仪器可以通过对每个增量点的测试进行序列,同时将实时测试数据发送回PC以进行显示和存储。每个Delta Point的测试程序通过将M-1035的可编程真空发生器升级为近似目标电平,然后闭环调节来开始达到精确级别。The instrument then pauses for a prescribed stabilization time, reads the transducers, measures the flow, corrects the measurement per the customer’s standard conditions, compares that with the specified limits, decides to accept or reject the part, and advances to the next delta point test program.

加速设计,提高生产力

IDC系统极大地加速了原型测试的任务。它使我们的实际测试时间减少了40%至50%,主要是因为它是专用实验室仪器。我们不再需要等待生产的休息 - 或更糟,中断它。使用生产测试仪进行设计工作浪费时间,并为测试部件的工具和程序转换播放,然后将所有内容更改回恢复生产测试。它还需要更广泛的校准程序。

使用新的测试设备,设计一个新的PCV阀所需的总时间通常减少约20%。这是因为数据更准确,因为它以曲线形式呈现,使数据更容易解释。实时图形显示让我们更详细地了解和记录设计在整个Arial周期中的行为。我们不再需要手工绘制曲线或拼凑曲线。这反过来为我们提供了更好的方向,并帮助我们在设计、工具和设备调整方面更快地做出反应。

制造PCV阀门并不困难。难以部分是设计和原型阶段,并且在那里,测试质量是将优质产品与商品分开的东西。我们的新系统使得更容易符合汽车客户的不同标准。

更好的设计测试的好处也降低了生产力。客户不指定稳定时间,因此在我们调整新的设计的内部几何形状以实现流量规格时,我们也可以尝试弹簧和提升阀设计的替代品,也可以缩短稳定时间。较短的稳定时间允许在生产过程中测试时更快的部分到部分周期。

定制的IDC系统还为我们提供了一种更好的工具,用于研究出现在生产阀中的任何异常失效率,以及评估竞争产品的设计。此外,S-3085软件使PC能够将所存储的数据重新处理成直方图或趋势图表进行统计评估。