探討汽車燃油箱泄漏檢測設(shè)備設(shè)計(jì)

郭西送

摘要：本文探討了某廠用汽車燃油箱泄漏檢測設(shè)備的設(shè)計(jì)，并分析了兩種常用檢測方式的區(qū)別，主要介紹了燃油箱氦氣檢漏設(shè)備的設(shè)計(jì)，為氦氣檢測設(shè)備的設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：氦檢設(shè)備;本底;漏率

為保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保障人體健康，防治壓燃式及氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)汽車排氣對環(huán)境的污染，環(huán)境保護(hù)部、國家質(zhì)檢總局發(fā)布了《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》，簡稱國六排放標(biāo)準(zhǔn)，針對此標(biāo)準(zhǔn)汽車燃油箱對其允許泄露指標(biāo)有了新的要求，設(shè)計(jì)一套汽車燃油箱檢測設(shè)備勢在必行。

1、國際上常用的燃油箱泄漏檢測方法簡介

對于燃油箱的檢測，要檢測接口處是否有泄漏，還需要檢測整體漏率是否符合要求，目前常用的檢測方法有水泡檢測法和氦氣檢測法。

（1）水泡檢測法：水泡檢測法又稱冒泡法，首先將燃油箱的ICV口密封，并向其內(nèi)部沖入一定量的空氣，使燃油箱內(nèi)部處于微正壓的狀態(tài)，然后將燃油箱整體浸入水池中，靜置一段時間，在靜置的過程中檢測燃油箱內(nèi)部壓力是否有變化，并觀察油箱周圍是否有氣泡產(chǎn)生，此種檢測方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備成本低，易于操作，便于維護(hù);其缺點(diǎn)是最小檢測漏率僅能達(dá)到10-3mbarl/s，不能顯示具體的漏率，受人為因素影響太大。

（2）氦氣檢測法：氦氣檢測法是利用氦氣作為示蹤氣體進(jìn)行檢測工件是否泄漏的一種方法。此種檢測方式包含三種：噴氦式、吸槍式和真空箱式。噴氦式和吸槍式通常用于檢測局部漏點(diǎn)，真空箱式主要用于檢測整體漏率。其操作過程為：首先將燃油箱放入真空箱內(nèi)，并將其ICV口密封，對燃油箱和真空箱進(jìn)行抽空，抽空完成后，向油箱內(nèi)部充入一定量的氦氣，檢測燃油箱的內(nèi)部壓力是否有變化，氦質(zhì)譜檢漏儀檢測出的具體漏率值是否符合要求。此種檢測方法是優(yōu)點(diǎn)是最小可檢漏率能達(dá)到10-12mbarl/s，可顯示具體的漏率，不受人為因素干擾;其缺點(diǎn)是設(shè)備成本高，不易維護(hù)。

2、燃油箱氦檢設(shè)備設(shè)計(jì)

2.1氦檢設(shè)備是一種專用設(shè)備，其按照系統(tǒng)功能分，有五大類：

（1）抽真空系統(tǒng)：對真空箱和工件進(jìn)行抽真空，為氦檢漏提供真空環(huán)境;主要構(gòu)成：真空箱、真空泵、真空計(jì)、真空閥、管路接頭及管道等;其特點(diǎn)為：真空箱材質(zhì)為不銹鋼，其內(nèi)表面經(jīng)過特殊處理，保證良好的本底和極少的藏氣，提高了抽空效率，采用密封圈密封，簡單、可靠、耐用，不易變形，開關(guān)門機(jī)構(gòu)具有安全光柵等安全設(shè)施，確保操作人員人身安全。

（2）真空檢漏系統(tǒng)：對真空箱內(nèi)的工件進(jìn)行檢漏，根據(jù)檢漏結(jié)果自動給出工件漏率是否合格的聲光提示，并能進(jìn)行相關(guān)檢漏數(shù)據(jù)的顯示;主要構(gòu)成：真空檢漏系統(tǒng)由氦質(zhì)譜檢漏儀、真空泵、連接管道、控制閥門及校準(zhǔn)部分等;其特點(diǎn)為：氦質(zhì)譜檢漏儀根據(jù)不同的檢測結(jié)果，自動給出工件漏率是否合格的聲光提示;其具有運(yùn)行自診斷功能，檢漏儀出現(xiàn)故障時，設(shè)備自動報(bào)警并停止運(yùn)行。

（3）氦氣充注及回收系統(tǒng)：用戶氣源（氦氣）直接接入系統(tǒng)，設(shè)備根據(jù)參數(shù)設(shè)置，增壓、調(diào)壓后充入測試件內(nèi)，檢測完成后設(shè)備將工件內(nèi)氦氣自動予以回收，重復(fù)使用。在檢測過程中有氦濃度儀實(shí)時監(jiān)測氦氣濃度，保證檢漏結(jié)果的準(zhǔn)確性。主要構(gòu)成：氣體增壓泵、儲氣罐、電磁閥、氦濃度儀、壓力傳感器、精密調(diào)壓器、回收泵以及管路等。其特點(diǎn)為：對氦氣濃度及壓力進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，確保各項(xiàng)參數(shù)符合測試工藝要求;氦氣回收率可達(dá)到90%以上。

（4）電控系統(tǒng)：控制設(shè)備自動運(yùn)行并對設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。主要構(gòu)成：由 PLC、工業(yè)PC、低壓電氣元件、條碼掃描、強(qiáng)電元器件等。其特點(diǎn)為：主界面為監(jiān)控界面、顯示當(dāng)前工作狀態(tài);提供自動運(yùn)行、手動操作兩種工作模式，分別適用于不同情況;可根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行在線設(shè)置，對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行分級處理，提供密碼保護(hù)，使設(shè)備不同使用者享有不同的權(quán)限。

（5）機(jī)械結(jié)構(gòu)：為實(shí)現(xiàn)上述功能設(shè)計(jì)的機(jī)械系統(tǒng)。主要構(gòu)成：伺服系統(tǒng)、升降裝置、防護(hù)網(wǎng)、維修通道等。其特點(diǎn)為：設(shè)備安全系數(shù)高，便于維護(hù)保養(yǎng);抽空和破空防變形設(shè)計(jì);油箱固定壓緊防變形設(shè)計(jì);自動氣動密封，密封可靠、O型圈使用壽命長、換型簡單;工件從工作臺一側(cè)進(jìn)料，在工作臺上檢測完成后，從另外一側(cè)出料，減輕操作人員勞動強(qiáng)度。

2.2其操作流程為：

將工件放入合適的工裝內(nèi)，插上ICV堵頭，按下啟動按鈕，堵頭密封，伺服電機(jī)動作，帶動真空箱蓋上升實(shí)現(xiàn)與真空箱的密封，密封完成后工件和真空箱開始抽真空，抽空完成后檢本底，本底合格后充入適量的氦氣，充氦完成后開始檢測，檢測結(jié)果會直接顯示在屏幕上，檢測合格后回收系統(tǒng)啟動將充入的氦氣回收到負(fù)壓罐中等待下次繼續(xù)使用，回收完成后真空箱和油箱開始破空，待真空箱和油箱達(dá)到常壓后，堵頭解除密封，伺服電機(jī)帶動真空箱蓋下降到合適位置，此時指示燈亮起，人工取下ICV堵頭，將檢測合格的油箱運(yùn)轉(zhuǎn)到下一工位。

結(jié)語：

對于目前國際上常用的檢漏方法，氦氣檢漏法被公認(rèn)為最先進(jìn)可靠的方法之一。消除了水泡檢漏法檢漏靈敏度低、判斷較為困難、誤判較多的缺點(diǎn)。

此檢漏設(shè)備的設(shè)計(jì)可供同類型行業(yè)在設(shè)計(jì)氦檢設(shè)備時參考，在做氦檢設(shè)備時應(yīng)充分考慮泵組的選用，真空檢測系統(tǒng)管路的搭建，充注及回收壓力的確定等。這樣才能設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)適用的檢漏設(shè)備。

參考文獻(xiàn)：

[1] ?GB 18352.6-2016 輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）

[2] ?真空設(shè)計(jì)手冊/達(dá)道安主編.-3版.-北京：國防工業(yè)出版社，2004.7

（作者單位：韋樂海茨（上海）醫(yī)藥設(shè)備科技有限公司）