[發(fā)明專(zhuān)利]一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)油封泄漏測(cè)量方法以及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110691916.6
• 申請(qǐng)日: 2021-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113432790A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王越;黃雪青;杜學(xué)軍;瞿曉君
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司;上海大眾動(dòng)力總成有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01M3/02
• 分類(lèi)號(hào): G01M3/02;G01M3/20
• 代理公司: 上海申匯專(zhuān)利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊;徐穎

本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)油封泄漏測(cè)量方法以及裝置，裝置模擬發(fā)動(dòng)機(jī)(不點(diǎn)火)在臺(tái)架運(yùn)行時(shí)的工況，對(duì)被測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋通氦氣，并自主設(shè)計(jì)集氣裝置裝在進(jìn)、排氣門(mén)接口，對(duì)氦氣進(jìn)行收集，來(lái)對(duì)滲漏進(jìn)行有效定量測(cè)量。有效的解決發(fā)動(dòng)機(jī)在各個(gè)工況下多個(gè)零部件因臨界區(qū)域的交互作用而無(wú)法判定引起機(jī)油耗高的異?，F(xiàn)象，還可以用來(lái)測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)瞬態(tài)工況下氣門(mén)油封泄漏量?？蓪?duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋中氣門(mén)油封進(jìn)行精確的密封性測(cè)量和檢測(cè)，該裝置精度高、測(cè)量速度快，適用于汽油和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)、制造生產(chǎn)、維修階段的機(jī)油消耗測(cè)量和檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)油封泄漏測(cè)量方法以及裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái),汽油發(fā)動(dòng)機(jī)特別是汽油直噴Gasoline Direct Injection(以下簡(jiǎn)稱(chēng)GDI)發(fā)動(dòng)機(jī)以其熱效率高、燃油消耗低等一系列優(yōu)勢(shì)成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)并贏(yíng)得了市場(chǎng)青睞。研究表明，少量機(jī)油參與缸內(nèi)燃油的燃燒會(huì)較為顯著地增加微粒排放，并且發(fā)動(dòng)機(jī)排放的微粒中含有大量來(lái)自于機(jī)油的金屬元素包括Zn、Ca、Mg、Ba等，這些元素會(huì)對(duì)人體健康造成一定的影響。相關(guān)的研究和報(bào)道指出,缸內(nèi)直噴汽油機(jī)特別是渦輪增壓缸內(nèi)直噴汽油機(jī)存在較為明顯的燒機(jī)油現(xiàn)象。并且還會(huì)影響燃油經(jīng)濟(jì)性、尾氣排放、動(dòng)力性能、可靠性、使用壽命及維修保養(yǎng)成本。

隨著日漸嚴(yán)格的機(jī)動(dòng)車(chē)排放需求以及國(guó)家對(duì)節(jié)能減排相關(guān)法政策出臺(tái)，特別是現(xiàn)階段渦輪直噴發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)氣門(mén)油封的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，它要求氣門(mén)油封應(yīng)能更好的承受高溫，耐磨等條件，并且有使用壽命長(zhǎng)，密封可靠等性能。

目前，市場(chǎng)上對(duì)氣門(mén)油封的測(cè)量、檢測(cè)主要使用數(shù)顯卡尺、投影儀、三坐標(biāo)測(cè)量、徑向力檢測(cè)、以發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油或空氣為介質(zhì)的泄漏量試驗(yàn)機(jī)、有限元模擬仿真分析，這些方法主要基于靜態(tài)狀況下，而渦輪直噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室在高溫(2000℃)、高壓(平均有效壓力22bar)環(huán)境中與氣門(mén)油封的“動(dòng)態(tài)控制”能力息息相關(guān)。又因?yàn)闅忾T(mén)油封是一次性裝配零件，正常裝配完成后再拆除即為報(bào)廢品，所以目前市場(chǎng)上缺乏對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)油封在靜態(tài)、動(dòng)態(tài)控制下的高精度泄漏量測(cè)試設(shè)備。

為了更深入的研究氣門(mén)油封泄漏引起的機(jī)油消耗異常對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能的影響和氣門(mén)油封的失效測(cè)試，設(shè)計(jì)了一種可模擬發(fā)動(dòng)機(jī)各工況運(yùn)行下氣門(mén)油封泄漏量的測(cè)試設(shè)備，最后，通過(guò)該設(shè)備測(cè)試得到了不同失效狀態(tài)的氣門(mén)油封泄漏量和機(jī)油消耗的關(guān)系。大量的計(jì)算及仿真測(cè)試和現(xiàn)實(shí)中發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)氣門(mén)油封動(dòng)態(tài)控制下的泄漏量存在著較大誤差，而且，運(yùn)算過(guò)程和仿真過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，總體來(lái)說(shuō)缺乏精度保障和實(shí)用性。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)油消耗測(cè)量效率以及測(cè)試實(shí)用性，提出了一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)油封泄漏測(cè)量方法以及裝置，大大節(jié)約了測(cè)量、檢測(cè)成本，有效縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)油封泄漏測(cè)量方法，將被測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋固定安裝在缸蓋適配裝置上，形成氣缸蓋總成，進(jìn)氣凸輪軸電機(jī)和排氣凸輪軸電機(jī)輸出軸帶動(dòng)氣缸蓋總成中的進(jìn)、排氣凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，配合缸蓋適配裝置中的燃燒室和溫控裝置，模擬發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行工況；氣缸蓋總成除了與潤(rùn)滑單元、曲軸箱通風(fēng)管接口外其他外接口均封堵，加壓氦氣通過(guò)曲軸箱通風(fēng)管接口吸入，被測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋進(jìn)、排氣側(cè)通過(guò)集氣裝置對(duì)氣門(mén)油封泄漏氣體進(jìn)行收集，收集的氣體通過(guò)檢測(cè)管道送入氦氣質(zhì)譜檢漏單元，氦氣質(zhì)譜檢漏單元將氣體電離并對(duì)應(yīng)于不同的離子質(zhì)量m、不同的離子偏轉(zhuǎn)軌道半徑R，即q為離子電荷量，不同質(zhì)荷比的離子的運(yùn)動(dòng)偏轉(zhuǎn)半徑不同，通過(guò)離子過(guò)濾器只允許氦氣離子到達(dá)收集極，在收集極用電流來(lái)表達(dá)測(cè)量到的離子流，即泄漏值，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制下單獨(dú)對(duì)氣門(mén)油封的泄漏量進(jìn)行檢漏。

優(yōu)選的，所述氦氣質(zhì)譜檢漏單元檢測(cè)室內(nèi)石英薄膜層上采用刻蝕技術(shù)均勻刻蝕了具有氦滲透性的納米級(jí)的微孔，孔徑大小只允許氦氣分子滲透進(jìn)去，檢測(cè)室將進(jìn)入的氦氣電離后測(cè)量電流值的大小即是泄漏率。