轿车燃油系统密封性及畅通性测试系统

技术说明

一.  测试系统描述

设备测试系统由测试单元、油箱口自动密封及连接头、碳罐油管自动气夹、悬挂行走小车（如果维修工位用则改为地面行走小车）。

由于ATEQ F520的测试单元具有快速充气的的功能组合，可保证对大体积软体容腔快速充气，并进行可靠测量，行走小车保证测试系统与装配线随动，自动连接头保证测试系统与燃油系统的油箱的密封及连接可靠。极佳的组合使该设备测量准确快速，操作方便，不但可以测量燃油系统的密封性而且可以测量油箱到碳罐的畅通性。在设备上设置国标工作状态及工厂测试状态选择按扭，方便不同状态之间的切换。

二．测试单元

测量单元的主要部分为一台由法国ATEQ公司生产的最新型号ATEQ F520压差密封测量仪及工业控制机构成。其中ATEQ F520压差密封测量仪用于测量燃油系统的密封性及畅通性，工业控制机用来进行测量时的控制。

三．技术参数及一般计算

1.技术参数

本单元传感器精度：≤FS0.25%

      量程：

l  压差传感器：0~500Pa、0~5000Pa可选

  分辨率：0.1Pa

测试压力：0~100kpa

测试节拍：〈75S

2.基本计算

  测试系统测试结果可右由压差单位Pa（帕斯卡）使用压差测量时的合格标准为有国标状态标准进行现场等效转换后得出：

密封性：

u   应堵上蒸发控制系统向大气的通气孔(燃油箱口和活性碳罐口)。

u   对燃油供给系统施加3.63kPa±0.10kPa的压力。

u   在燃油供给系统压力稳定后，将压力源断开。

u   燃油供给系统压力源断开后，5min内压力降不大于0.49kPa。

国标状态最大泄漏率为：dp/dt=490/300=1.633Pa/s

在实际工作状态6Kpa 、75 S/辆的状态下：

dp/dt≤15Pa/2S(或者在现场等效试验后给出)

畅通性：应堵上蒸发控制系统向大气的通气孔(燃油箱口和活性碳罐口)。

u   对燃油供给系统施加3.63kPa±0.10kPa的压力。

u   在燃油供给系统压力稳定后，将压力源断开。

u   蒸发控制系统到大气的通气孔应恢复到产品原状态。

u   此时燃油供给系统的压力应在0.5-2min内降到0.98kPa以下。

  在实际工作状态畅通型：大于 200Pa/6S

等效转换操作方法

    为了适应现代化轿车生产线的生产节拍（75S）及提高检测的可靠性，将国标测试压力3.63Kpa提高到6.0Kpa，将国标状态下的测试时间（5~7分钟）缩减到75秒以内。

    相应的提高检测压力进行检测，不仅可以缩短检测时间，而且可以大大的提高检测的可靠性。对于高压力状况下的检测，并相应的提高测试结果的评判值，能有效的忽略外部因素对测试的影响，使结果更容易分辨。

2、转换操作方法

  2.1泄漏试验

    根据欧II中E7生产一致性的指导方法，在国标状态下（3.63Kpa测试压力下）测试出一个保证不泄漏的轿车，即泄漏测试结果为零的轿车作为试验样车。

    根据国标状态下的轿车泄漏标准，计算出该车型所允许的最大泄漏量，计算公式如下：

        F（泄漏量L/H）=0.03    6*△P(pa/s)*V(L)

           F ：泄漏量L/H（升/小时） ；

           0.036：计算系数；

           △P：国标状态下计算出的压力泄漏率pa/s（帕斯卡/秒）；

           V：被测试轿车的燃油回路容积L(升)；

     根据计算出来的国标状态下的泄漏值，用高精密度可调流量发生器在密封的测试回路中制造出这样的一个漏点。此时该样车相当于一个临界车辆，然后将测试状态转换到在线测试状态，进行重复性测试，得到的测试结果就为所需要的在线状态测试临界值。

（国标泄漏测试参考：对燃油供给系统施加3.63Kpa的压力，等压力稳定后切断压力源，压力源切断后系统5分钟内的压力降不大于0.49Kpa）

2.2通气试验

根据欧II中E7生产一致性的指导方法，在国标状态下（3.63Kpa测试压力下）测试出一个保证不泄漏的轿车，即泄漏测试结果为零的轿车作为试验样车。

在国标的测试状态下，用高精密度可调流量发生器在密封的测试回路中制造出一个漏点，并且该漏点保证燃油供给系统在0.5~2min内压力下降到0.98Kpa以下。然后转换到在线测试状态并对碳罐密封，并进行重复性测试，得出的测试结果即是通气性测试临界点；

3、最终泄漏测试标准及通气测试标准设置

    为了去除外部因素对测试环境的影响，根据客户要求可对转换试验结果进行适当的放大，但ATEQ建议放大不应超过20%。

四．连接及密封

自动连接由自动连接头完成，这一装置用法国技术在国内加工。操作工测量时只须将连接头放入加油口然后按动远程控制按钮，碳罐堵头可改为内插自动外涨式，此种设计决不会受尺寸误差的影响。设备便可自动完成夹紧密封和测量。测量结果有泄漏值，流通量及声音灯光给出。密封装置按照厂方要求提供备件。

五．本体及行走单元

本体是测量单元、结果打印机、电脑及其他电器元件的载体，该部分安装在可以移动的箱体内，便于移动。行走单元是测量枪头悬挂在导轨上，便于操作。

在线检测用：导轨悬挂及设备布置简图

也可以做成固定小车型，

1、滑动导轨长度为六米，测试枪头及碳罐夹头相连接的气管被悬挂在滑动导轨上。     

2、充气枪头采用自动封堵式设计，当按下启动按纽时，枪头密封橡胶处被自动胀紧。碳罐夹头根据碳罐通大气口的设计方式有夹紧型及胀紧型两种，如果碳罐口的尺寸允许，我们还可以将碳罐胀紧头设计成带充气及通大气的模式，该设计不需要操作人员在畅通检测时立即拔下碳罐堵头，进而减小工人工作量，并提高畅通检测的准确型，避免了因为取下碳罐堵头时间不准确性带来的检测误差。

3、位置开关设置为两处，第一处为警报提示，提示操作人员该设备进入导轨末端；第二处位置开关和汽车线停止开关相连，如果检测设备到达该位置，汽车线停止运动。

测试工艺图：

六．车辆识别及结果打印

（1）设备可通过软件设置车型信息，可根据VIN码识别车型，或者通过车间IT网络获取车型信息，选择仪器对应的测试程序。

（2） 控制柜的工控机通过modbus协议对测试单元进行数据传输处理，并且可以根据扫描得到的VIN码，指示测试单元更换测试程序，可根据需要通过电脑界面切换常规测试参数和模拟测试参数。

（3）测试数据可存储在不同的数据库内，常用的是SQL、Access数据库，也可根据甲方要求，存储在指定数据库内。

（4）设备的配备为工控机+显示屏，测试数据及结果能自动存储，自动比较判定合格与否；历史记录便于查询，可根据测试时间、测试结果等方式查询、调阅和导出检测结果。

七．售后服务及校准

我们的售后服务将按照客户公司的要求做到尽善尽美。

随仪器我们配备有法国特制的标准流量校验头。用户用它定期对仪器测量值的校验。用户定期应将校验头送ATEQ上海办事处鉴定，校验仪也定期送法国鉴定。由此我们与用户就有一个完整的精度溯源体系，保证测量的可靠。

八．元件选用

电器元件选用德国西门子或法国施耐德。

 气动元件选用SMC 、FESTO或LIGRIS、ATEQ

九．工作标准

本项目所有工作标准按客户公司要求执行

十．设备技术数据

l  环境温度

-10℃ - 50℃

l  测试节拍

u   T≤ 80S/台，T为试验时间

十一。安装工位

待定

十二。固定方式

行走小车，可以脚刹固定或。

十三。设备交付：

1、合同签定后乙方需立即开始详细设计，并向甲方提供进度及设计方案；

2、乙方在项目各阶段向甲方提供的资料清单及要求：

十四。设备验收

验收测试包含2个部分，乙方处预验收和在甲方工厂的最终验收。

1 预验收

在预验收前，乙方需要与项目工程师确认预验收项目不满足甲方要求的零件或程序，乙方应负责改进、调整或替换。之后相关的测试也应重新进行。

  2 最终验收

设备在安装到甲方工厂后，设备之前对其安排合理的测试计划和流程，目的是验证设备，甲方安排相关人员按照标书要求对设备进行测试及最终验收，确保设备满足甲方要求。

十五。安全装置

试验系统必须具有安全装置，使行走机构能在快要脱离滑动轨道时向流水线发出信号，使流水线停机，以免造成人员伤害和财产损失

十六。安装：

*对所有部件进行布线连接

*对所有电气工装设备作标记

*外围设施（例如电缆车、上升路线、电缆保护套和各安装用材料）

十七。安装条件

电源及气源。提供2~3平米宽敞地面

ATEQ F520 简介

1．  介绍

ATEQ F520是ATEQ最新研发的仪器，该型号仪器具有自动快速充气功能，而且快速充气的压力及时间可以精确调整。该型号仪器用于生产线上进行气密性检查的气/气型泄漏检测仪。其测量原理是：先对两工件充入一定压力的气体，稳定后测量两工件间的压力差。这两个工件分别是：

         - 无泄漏的标准件

         - 测试工件

这个微压差变化是由安装在两工件间的压差传感器测量的。

2．工作原理

有两种主要的测量方法：

                    - 直接测量法

                    - 间接测量法

什么样的应用决定了选用什么样的测量方法。这两种方法均可在充压或负压下工作。

    2．1直接测量法或压降法

对被测件和基准件同时充气结束后，ATEQ F520关闭平衡阀将二者分开，测量二者的压差，测量结束后，通过排气阀排出二者中的充压气体。

2． 2间接测量法或压升法

ATEQ F520与一罩体相联，把待测件放在罩体内，向被测件中充入高压气体（最高可达200Bar），此时罩体内气体相对为低压，如果被测件泄漏，则罩体内气压上升，如果罩体泄漏，则其内气压会下降。该法常用于测试在高压下不受影响且不变形的工件。ATEQ F520检测罩体内气体与外界大气的压差。如果泄漏过大，压力传感器监测系统将中止测量，以保证仪器的安全

。 

ATEQ仪器使用的注意事项

1． 安全因素

空气：

气源必须干燥，清洁。杂质、油污或其它一些杂物都将严重影响仪器的使用质量。

当ATEQ 520仪在负压方式下运行时，严禁杂质进入仪器的气路中。为此，强烈建议在测试件和仪器的连接气路中安装一过滤器，该过滤器可由ATEQ公司提供。

请参见工业测量仪器用压缩气源的国际质量标准ISO8573-1。

ATEQ公司要求：

1.     固体微粒及浓度   4级(40um和10mg/m3)

2.     露点             4级(-40 C)

3.     油的最大浓度     3级(1.0 mg/m3)

ATEQ公司建议安装：

· 干燥机：用于干燥空气且使其露点低于 –40 C

· 双过滤器：25 um和1/100 um

电气：

     仪器采用110V或240V交流电源。在必要时，安装一整流器或一隔离变压器。

2．仪器工作的最佳环境。

      气源气压应保持在4到8 Bar之间，以达到仪器运行的最佳测量效果。

对一工件泄漏量的测量结果往往是由很小的压力降(几个Pa)反映出来的，因此应最大限度地避免外部因素造成的压力变化。

      根据玻-马定律：

P：测试压力         V：测试容积               n：气体摩尔数           

R：空气常量         T：气体温度

故会有以下几种因素影响测量结果：

温度的变化：

如果在测试过程中、温度发生变化，则气体密度也会相应发生变化，所以测量结果也不准确。我们应尽可能避免温度变化，尤其是过大的温差变化。

如果工件温度与周围的空气温度不一样(如经过加热炉，清洗机，压力机等处理)，最好让工件恢复到与周围温度相近后再进行测量。

容积的变化：

容积的变化会引起气压变化，从而影响测量准确性。应尽可能地避免工件夹紧处的气体泄漏。一般来说，连接部分最好应是金属/金属连接，并使用环型密封垫(如果必要的话)，对密封口的两侧还应做机械固定。

在实际应用中，尽量减小被测件容积会带来如下好处。

        - 减少测试循环时间

        - 提高仪器的灵敏度(与容积有直接关系)

压力不稳定：

当气体发生膨胀，温度升高，或者受压，根据热力学定律，其内部压力也会改变。因此，我们在进行测试前往往要等到气体内部压力稳定下来，以便得到正确的结果。

注意：如果稳定时间太短，则测量结果不精确；反之如果稳定时间太长，则测量周期加长。应根据工艺的要求，工件的泄漏等级及要求的精度等综合因素设置一合适的稳定时间。

流量及压降公式推导

LINKING A LEAK – (IN VOLUME UNITS/TIME) TO A PRESSURE DROP

Given the following formula:

F(cm³/min) = 0,0006 x V(cm³) x P     (Pa/s)

This formula is derived from the Mariotte law: PV = nRT

Let’s put the following system in an equation:

Four equations are given: 2 for the part to be tested (SYSTEM 1 and SYSTEM 3), 2 for the atmosphere (SYSTEM 2 and SYSTEM 4) with a difference between the two equations (the delta), of 1 second.

SYSTEM 1            P x V = nRT

SYSTEM 3            (P - P) V = (n - n) RT

Development of  SYSTEM 3

P x V - (P x V) = nRT - (nRT)

·     Difference between SYSTEM 1 and SYSTEM 3

- (P x V) = - (nRT)

This is “positive”    

(P x V) = (nRT)

SYSTEM 2            Patm x Vatm = nRT

SYSTEM 4            Patm (Vatm + Vf) = (n + n) RT

·     Development of SYSTEM 4

(Patm x Vatm) + (Patm x Vf) = nRT + nRT

·     Difference between SYSTEM 2 and SYSTEM 4

Patm x Vf = nRT

·     Simplification between systems by deleting  "nRT "

Patm x Vf = P x V

The Vf element should be isolated.

V       in m³

P       in Pa

Vf          in m³

Patm         in Pa

For one second, this will result in: 

V       in m³

P/t in Pa/s

Vf          in m³/s

Patm         in Pa

Given V in cm³ 

V       in cm³

P/t in Pa/s

Vf          in m³/s

Patm         in Pa

Given Vf in m³/min

Given Vf in cm³/min and Patm=1 bar= 10⁵ Pa

The formula will then be:

Given the following formula:

F(cm³/min) = 0,0006 x V(cm³) x P     (Pa/s)