过去,汽车制造商只要求进行基本形式的泄漏测试,以检查标准组件,如空调、动力总成和冷却系统部件。传统的硬真空和积累方法过去和现在仍然被用于测试散热器、蒸发器、冷凝器、空调软管、变矩器和阀体等部件。

然而,今天汽车的测试要求略有不同。随着燃料输送技术、发动机监测甚至动力源的进步,对创新泄漏检测技术的需求已变得至关重要。

高压燃油轨道

高压,直喷燃油轨泄漏率规格为10-4大气的立方厘米每秒(atm-cc/sec)。在真空室中用氦测试这些部件是一个复杂的过程。

燃油轨本质上是一个管(通常类似于轨道),将汽油输送到内燃机的单个燃油喷射器。过去,汽车制造商设计的燃料轨只能承受30到60 psig的压力,这是端口喷射的最低要求。

现在,为了满足更严格的燃油经济性和效率标准,燃油轨已经重新设计,以承受更高的压力高达5000 psig和更高。更大的测试压力意味着更大的氦使用量,保证了对氦回收系统的需求。

泄漏测试电池

无论是为了应对油价飙升,还是为了应对全球变暖,越来越多的人正在寻找燃油效率高、运行更清洁的汽车,比如混合动力汽车和全电动汽车。

锂离子电池在这些汽车中发挥着关键作用,在竞争电池技术中充电能力最大。就像燃料轨道一样,这些电池也用氦硬真空系统进行测试。

每个腔室都有自己的产品排泄、充气、排气和阀门方案。配备真空镇流器的普通干式真空泵提供真空源。在初始腔室疏散期间,系统将使用压力传感器进行安装到位检查。这种检查是对密封完整性的预测试,在将产品排出并注入氦气之前。在真空衰变测试成功后,将该部件充入指定压力的氦。在完成所有测试后,测试部件要排到大气压下,并在卸载部件之前重新抽真空以清除所有残留的氦。

氦硬真空试验方法

硬真空方法可以检测小到1 × 10的泄漏9atm-cc /秒。测试部分的任何泄漏都可以从内到外或从外到内测量。

用于由内而外的检漏,试验部分可充氦密封;密封后可以用氦“轰炸”它;也可以在实际测试时用氦气加压。然后,将该部件置于真空室中;腔室被疏散;测试仪器(质谱仪)寻找氦从部件逃逸到舱内。

对于由外而内的泄漏检测,测试部分被抽真空并与质谱仪连接。然后,将氦气喷洒在部件外部可疑区域。如果部件有泄漏,氦将被吸入测试部件并被质谱仪检测。

采用真空室由内到外的方法有一些优点。没有使用嗅探器。测试是自动的,不依赖于操作者。这种测试的灵敏度非常高。

然而,即使有这些优点,真空室由内而外的方法也要考虑成本问题。虽然嗅探测试只需要泄漏检测器和操作人员的能力,但硬真空测试需要更复杂和昂贵的设备。

最终,最好的使用方法取决于应用程序。硬真空法大大降低了人为错误的发生率,使其在许多工业应用中具有吸引力。嗅探测试更适合于维护应用和识别有缺陷部件泄漏的位置。

生产速度随硬真空测试方法的不同而变化。速率范围从每小时100个部件到每小时700多个部件,取决于系统的配置(单腔,双独立腔,双交流腔,甚至多个测试站)。

系统的复杂性不同,从操作员手动装卸货物到机器人自动装卸货物。根据测试部件的大小和重量,各种起重机甚至可以用来装载和卸载部件。

一些系统包括带有轮子的模块化真空室和快速连接,便于转换。此外,一些型号甚至提供了一个充电头工具功能转换,以适应各种测试零件形状、尺寸和配置。

电池驱动的电动汽车

锂离子电池并不是唯一需要检查的电动汽车部件。储存这些电池的隔间也会进行泄漏测试。例如,一个电动汽车制造商规定,在大气积累测试系统中使用10%的氦气,电池储存室泄漏率为每分钟9个标准立方厘米,每分钟0.5 psig。

累积法可与嗅探泄漏试验相媲美。从测试部件中逸出的氦被允许在大气压下积聚在部件周围的一个封闭物中。然后将积累的氦混合,用质谱仪进行取样。

积累试验的优点在于它不需要昂贵的真空室或真空泵。与嗅探法不同,它还可以测试整体部件的泄漏。这种测试方法可以检测小至1 × 10的泄漏-5Atm-cc /sec,取决于零件的大小和所需的周期时间。

与硬真空方法一样,根据系统配置(单室、双室等)的不同,氦积累方法的产量也不同,从每件25秒到每7小时600件不等。而且,与硬真空方法一样,根据测试部件的大小和重量,可以手动或机器人装载和卸载部件。自动工具功能也可用于方便连接和密封。

用于测试汽车散热器,腔室通常为盒形,带有一对齿轮驱动,垂直安装,双工具不锈钢门。变矩器需要钟形,不锈钢上腔。

可追溯性

所有泄漏测试系统都采用可编程逻辑控制器(PLC),记录所有测试记录和数据。该PLC配有一个USB端口,操作员可以连接电脑或闪存驱动器下载和记录数据。

在某些情况下,自动校准序列被用来建立背景和校准标度因子。它还提供了不同的泄漏率数据的每个部分测试。泄漏测试结束后,测试结果将可传输到客户的数据采集系统。

该系统可以记录和存储可变的泄漏试验数据,如泄漏率、循环时间和试验部件压力。此外,系统可以有用户可编程的间隔校准例程的基础上的总机器周期或特定的时间,在给定的工作轮班。可以提供以太网通信的测试结果与客户的条码数据采集系统集成。

泄漏测试夹具

在任何泄漏测试系统中,固定装置往往是薄弱环节。在许多情况下,当客户认为泄漏检测器不工作时,真正的罪魁祸首在流程的其他地方。

如果制造工程师开始考虑在其余的组装过程到位之前如何测试泄漏,那么实施泄漏测试系统就会容易得多。

许多装配商惊讶地发现,他们用来制造产品的托盘和夹具可能在执行泄漏测试操作时不起作用。但是,汽车排气系统试验台的要求与基于氦的多站点硬真空检漏系统的要求有很大的不同。

毫无疑问,泄漏检测标准正变得越来越复杂。然而,由于测试系统设计的创新发展,汽车部件制造商可以满足更严格的泄漏率规范。