发动机缸体和缸盖水套试漏工艺的探讨

张家文+俞岩+苗岐

【摘 要】 本文从实际生产出发，着重探讨了发动机缸体和缸盖水套采用差压测试法试漏工艺在调试初期如何确定各项工艺参数。合理的标定了泄漏值，完成了试漏工艺的工艺确定。

【关键词】 水套试漏 压力 泄漏值 试漏时间

【Abstract】 In this paper， based on the actual production，We focuses on the way how to determine the process parameters of engine block and cylinder head leakage test process by differential pressure test leak testing method during the commissioning stage. Demarcated leakage value reasonablely.And completed a test to determine the process leakage process.

【Key words】 Leakage test Pressure Leakage value Leakage test time

发动机工作时，与燃烧气体接触的各个零件温度急剧升高，需要良好的冷却才能正常工作。作为发动机最关键的零部件之一，缸体和缸盖的冷却尤为重要。缸体和缸盖的水套腔内的循环水就起到了这一关键作用。

由于毛坯铸造质量上存在局部组织疏松、铸造或机械加工误差引起孔道壁过薄以及工艺堵处密封胶涂抹不均等原因，导致了缸体和缸盖高达10%左右的水套腔泄漏故障概率。内腔越复杂的零件越容易产生废品。水套试漏工艺也就显得愈加的重要。

1 试漏工艺的技术要求

缸体和气缸盖关于水套腔设计要求为：水套应经水压或气压试验，其压力为0.4MPa，时间为2分钟，不得有渗漏。

缸体和缸盖的试漏工艺的目的就是挑出水套腔有泄漏的零件，寻找泄漏部位，然后分情况对其进行处理。为了达到这一目的，试漏机先后经历了水压试漏目测法、气压浸水目测气泡法以及现在的干式测量法等，工艺不断在改善，更加的经济可靠以及人性化。本文就是以干式测量法中的差压测量法为基础探讨水套试漏工艺。

2 试漏工艺的工艺参数

差压测量法测量缸体和缸盖的水套是否泄漏的原理如图1所示，首先试漏机夹具系统采用封堵把被测零件的水套腔封堵成为一个封闭的内腔且与空气测试仪相通。然后空气测试仪启动，控制测试压源同时向被测零件和标准品充入一定压力的压缩空气，一段时间后关闭测试压源，稳定一段时间，使差压表处于平衡状态，稳定后关闭阀门1和阀门2，经过一段时间后比较缸体或缸盖封闭腔和标准压力罐中的压力差，通过公式1计算出被测零件封闭腔的空气泄漏量，通过泄漏量判定该零件是否泄漏。

Q=K（Ve）· （公式1）

式中Q：泄漏量（mL/s）

K（Ve）：泄漏系数（等效内容积mL）

△P：差压（Pa）

△T：检出时间（Min）

若存在泄漏，把零件和封堵系统沉入水箱，保持压力状态，查找漏点。该工艺中主要存在的参数是压缩空气压力、试漏时间和泄漏量。

2.1 压缩空气压力

该压缩空气替代正常工作时参与冷却的冷却水，压缩空气的压力主要参考冷却水的压力。考虑到在发动机正常工作情况下，缸体缸盖温度升高且存在震动，可适当提高测试压力。气体比液体粘度小，同等压力下气体泄漏，但液体不一定泄漏，若测试压过高可能导致正常工作不泄漏的零件在测试时泄漏。所以测试压缩空气的压力需严格界定且通过试验验证。

（1）计算柴油机机体和水套腔内冷却水的压力。以我厂现使用的一个机型水泵为例：当转速为2800r/min，扬程为12m时，其流量不得小于383L/min。

在此工况下，考虑柴油机在正常工作中，水箱及气缸盖机体的位置落差基本为零，按照水泵出水口压力计算公式：

P=ρgH

=103×9.8×12

=1.176×105Pa

式中： H——在某个工况内的扬程 ，m；ρ——水的密度，kg/m3；g——重力加速度。（水泵的流量Q由水泵特性曲线与管道的阻力特性曲线的交点确定。）

此时计算的出口压力是在转速为2800时的压力，而我厂的大部分配套机型均达不到2800，此时出水处压力为117.6KPa，即机体和气缸盖内的水压为小于117.6KPa。

（2）测量某一种水泵正常工作时机体内的水压。通过转接接头，从机体放水阀处接出一个压力传感器测量该处压力。通过试验，各个转速段的压力为：1800rpm时，放水阀处的压力为0.2MPa左右；2200rpm时，放水阀处的压力为0.3MPa左右。

我们把测试该机型的缸体缸盖的压空压力在工作水压的基础上增加了0.1MPa，定在0.4MPa，经过一年时间的检验，在该压力下测试出的合格零件在使用中未发现泄漏情况，达到了试漏效果。

2.2 试漏时间

试漏时间主要包括充气加压时间、平衡延迟时间、平衡时间、检出泄漏值时间和排气时间。测试压力、被测零件内腔大小、充气截面面积、封堵变形、温差和测量精度等因素对试漏时间都有一定影响。

充气加压时间主要由被测件密封容积的大小和充气口的大小决定，但计算起来比较麻烦。一般采用固定平衡延迟时间、平衡时间、检出泄漏值时间和排气时间，单独试验充气加压时间的方法来确定。首先设定一个比较长确认可以充满的充气时间，记录泄漏值，然后再减少充气时间，直到寻找到一个比较接近泄漏值稳定的最小充气时间。保证充气足够且时间较短。

平衡延迟时间和平衡时间与差压表灵敏度量程以及被测零件内腔大小及压力有关，厂家会根据自身的产品给出参考值。平衡时间会检测出泄漏量极大地零件，不宜设定过长。检出泄漏值时间根据差压表的灵敏度确定，一般比较短的时间便可。排气时间很短，基本不会超过5秒。

2.3 泄漏值

泄漏值由两部分组成：测试系统泄漏值和被测物泄漏值。测试系统泄漏我们一般指的是封堵系统及充气系统的泄漏，受密封性及测试压力影响较大。但在正常情况下，测试系统泄漏值比较稳定，基本可以认为是一个固定值。另外一个对泄漏值有影响的因素是环境温度和零件自身温度，一般要求测试环境温度和零件自身温度相差不超过3℃，基本可消除温差的影响。环境温度的影响可要求试漏仪厂家通过修正参数校正，我们一般采用统计法来确定一个合理的泄漏值，保证零件的泄漏量在泄漏值范围内的零件均为不泄露的合格零件。当我们不确定泄漏值是否合理时，首先，我们把试漏仪的泄漏值设定一个很低的值，让每个零件都浸水。我们通过观察水面是否产生气泡判定零件是否泄漏。接下来我们测试100台左右零件，记录每台零件的泄漏值及其浸水产生的气泡情况。若为封堵不严实产生的气泡需重新检测。然后统计不泄漏的零件的泄漏量，取其平均值为泄漏值。

3 结语

该方法对各类的油道、水道检漏工艺均有一定的参考价值。通过长期大量的生产实际证明，使用该方法确定的工艺参数可操作性强，可靠性高。达到了零件水套腔试漏的目的，保证了交出合格零件，杜绝了该类问题在试验过程中的二次拆装。

参考文献：

[1]JB/T 9753.3-2011内燃机气缸盖与机体第3部分：灰铸铁气缸盖和机体铸件 技术条件[S].

[2]龚栋梁.发动机零件泄漏检测技术及应用[EB/OL].http：//www.doc88.com/p-693583503613.html.

[3]高连兴，吴明，王会明.拖拉机与汽车上册发动机[M].北京：中国农业出版社，2000.endprint

【摘 要】 本文从实际生产出发，着重探讨了发动机缸体和缸盖水套采用差压测试法试漏工艺在调试初期如何确定各项工艺参数。合理的标定了泄漏值，完成了试漏工艺的工艺确定。

【关键词】 水套试漏 压力 泄漏值 试漏时间

【Abstract】 In this paper， based on the actual production，We focuses on the way how to determine the process parameters of engine block and cylinder head leakage test process by differential pressure test leak testing method during the commissioning stage. Demarcated leakage value reasonablely.And completed a test to determine the process leakage process.

【Key words】 Leakage test Pressure Leakage value Leakage test time

发动机工作时，与燃烧气体接触的各个零件温度急剧升高，需要良好的冷却才能正常工作。作为发动机最关键的零部件之一，缸体和缸盖的冷却尤为重要。缸体和缸盖的水套腔内的循环水就起到了这一关键作用。

由于毛坯铸造质量上存在局部组织疏松、铸造或机械加工误差引起孔道壁过薄以及工艺堵处密封胶涂抹不均等原因，导致了缸体和缸盖高达10%左右的水套腔泄漏故障概率。内腔越复杂的零件越容易产生废品。水套试漏工艺也就显得愈加的重要。

1 试漏工艺的技术要求

缸体和气缸盖关于水套腔设计要求为：水套应经水压或气压试验，其压力为0.4MPa，时间为2分钟，不得有渗漏。

缸体和缸盖的试漏工艺的目的就是挑出水套腔有泄漏的零件，寻找泄漏部位，然后分情况对其进行处理。为了达到这一目的，试漏机先后经历了水压试漏目测法、气压浸水目测气泡法以及现在的干式测量法等，工艺不断在改善，更加的经济可靠以及人性化。本文就是以干式测量法中的差压测量法为基础探讨水套试漏工艺。

2 试漏工艺的工艺参数

差压测量法测量缸体和缸盖的水套是否泄漏的原理如图1所示，首先试漏机夹具系统采用封堵把被测零件的水套腔封堵成为一个封闭的内腔且与空气测试仪相通。然后空气测试仪启动，控制测试压源同时向被测零件和标准品充入一定压力的压缩空气，一段时间后关闭测试压源，稳定一段时间，使差压表处于平衡状态，稳定后关闭阀门1和阀门2，经过一段时间后比较缸体或缸盖封闭腔和标准压力罐中的压力差，通过公式1计算出被测零件封闭腔的空气泄漏量，通过泄漏量判定该零件是否泄漏。

Q=K（Ve）· （公式1）

式中Q：泄漏量（mL/s）

K（Ve）：泄漏系数（等效内容积mL）

△P：差压（Pa）

△T：检出时间（Min）

若存在泄漏，把零件和封堵系统沉入水箱，保持压力状态，查找漏点。该工艺中主要存在的参数是压缩空气压力、试漏时间和泄漏量。

2.1 压缩空气压力

该压缩空气替代正常工作时参与冷却的冷却水，压缩空气的压力主要参考冷却水的压力。考虑到在发动机正常工作情况下，缸体缸盖温度升高且存在震动，可适当提高测试压力。气体比液体粘度小，同等压力下气体泄漏，但液体不一定泄漏，若测试压过高可能导致正常工作不泄漏的零件在测试时泄漏。所以测试压缩空气的压力需严格界定且通过试验验证。

（1）计算柴油机机体和水套腔内冷却水的压力。以我厂现使用的一个机型水泵为例：当转速为2800r/min，扬程为12m时，其流量不得小于383L/min。

在此工况下，考虑柴油机在正常工作中，水箱及气缸盖机体的位置落差基本为零，按照水泵出水口压力计算公式：

P=ρgH

=103×9.8×12

=1.176×105Pa

式中： H——在某个工况内的扬程 ，m；ρ——水的密度，kg/m3；g——重力加速度。（水泵的流量Q由水泵特性曲线与管道的阻力特性曲线的交点确定。）

此时计算的出口压力是在转速为2800时的压力，而我厂的大部分配套机型均达不到2800，此时出水处压力为117.6KPa，即机体和气缸盖内的水压为小于117.6KPa。

（2）测量某一种水泵正常工作时机体内的水压。通过转接接头，从机体放水阀处接出一个压力传感器测量该处压力。通过试验，各个转速段的压力为：1800rpm时，放水阀处的压力为0.2MPa左右；2200rpm时，放水阀处的压力为0.3MPa左右。

我们把测试该机型的缸体缸盖的压空压力在工作水压的基础上增加了0.1MPa，定在0.4MPa，经过一年时间的检验，在该压力下测试出的合格零件在使用中未发现泄漏情况，达到了试漏效果。

2.2 试漏时间

试漏时间主要包括充气加压时间、平衡延迟时间、平衡时间、检出泄漏值时间和排气时间。测试压力、被测零件内腔大小、充气截面面积、封堵变形、温差和测量精度等因素对试漏时间都有一定影响。

充气加压时间主要由被测件密封容积的大小和充气口的大小决定，但计算起来比较麻烦。一般采用固定平衡延迟时间、平衡时间、检出泄漏值时间和排气时间，单独试验充气加压时间的方法来确定。首先设定一个比较长确认可以充满的充气时间，记录泄漏值，然后再减少充气时间，直到寻找到一个比较接近泄漏值稳定的最小充气时间。保证充气足够且时间较短。

平衡延迟时间和平衡时间与差压表灵敏度量程以及被测零件内腔大小及压力有关，厂家会根据自身的产品给出参考值。平衡时间会检测出泄漏量极大地零件，不宜设定过长。检出泄漏值时间根据差压表的灵敏度确定，一般比较短的时间便可。排气时间很短，基本不会超过5秒。

2.3 泄漏值

泄漏值由两部分组成：测试系统泄漏值和被测物泄漏值。测试系统泄漏我们一般指的是封堵系统及充气系统的泄漏，受密封性及测试压力影响较大。但在正常情况下，测试系统泄漏值比较稳定，基本可以认为是一个固定值。另外一个对泄漏值有影响的因素是环境温度和零件自身温度，一般要求测试环境温度和零件自身温度相差不超过3℃，基本可消除温差的影响。环境温度的影响可要求试漏仪厂家通过修正参数校正，我们一般采用统计法来确定一个合理的泄漏值，保证零件的泄漏量在泄漏值范围内的零件均为不泄露的合格零件。当我们不确定泄漏值是否合理时，首先，我们把试漏仪的泄漏值设定一个很低的值，让每个零件都浸水。我们通过观察水面是否产生气泡判定零件是否泄漏。接下来我们测试100台左右零件，记录每台零件的泄漏值及其浸水产生的气泡情况。若为封堵不严实产生的气泡需重新检测。然后统计不泄漏的零件的泄漏量，取其平均值为泄漏值。

3 结语

该方法对各类的油道、水道检漏工艺均有一定的参考价值。通过长期大量的生产实际证明，使用该方法确定的工艺参数可操作性强，可靠性高。达到了零件水套腔试漏的目的，保证了交出合格零件，杜绝了该类问题在试验过程中的二次拆装。

参考文献：

[1]JB/T 9753.3-2011内燃机气缸盖与机体第3部分：灰铸铁气缸盖和机体铸件 技术条件[S].

[2]龚栋梁.发动机零件泄漏检测技术及应用[EB/OL].http：//www.doc88.com/p-693583503613.html.

[3]高连兴，吴明，王会明.拖拉机与汽车上册发动机[M].北京：中国农业出版社，2000.endprint

【摘 要】 本文从实际生产出发，着重探讨了发动机缸体和缸盖水套采用差压测试法试漏工艺在调试初期如何确定各项工艺参数。合理的标定了泄漏值，完成了试漏工艺的工艺确定。

【关键词】 水套试漏 压力 泄漏值 试漏时间

【Abstract】 In this paper， based on the actual production，We focuses on the way how to determine the process parameters of engine block and cylinder head leakage test process by differential pressure test leak testing method during the commissioning stage. Demarcated leakage value reasonablely.And completed a test to determine the process leakage process.

【Key words】 Leakage test Pressure Leakage value Leakage test time

发动机工作时，与燃烧气体接触的各个零件温度急剧升高，需要良好的冷却才能正常工作。作为发动机最关键的零部件之一，缸体和缸盖的冷却尤为重要。缸体和缸盖的水套腔内的循环水就起到了这一关键作用。

由于毛坯铸造质量上存在局部组织疏松、铸造或机械加工误差引起孔道壁过薄以及工艺堵处密封胶涂抹不均等原因，导致了缸体和缸盖高达10%左右的水套腔泄漏故障概率。内腔越复杂的零件越容易产生废品。水套试漏工艺也就显得愈加的重要。

1 试漏工艺的技术要求

缸体和气缸盖关于水套腔设计要求为：水套应经水压或气压试验，其压力为0.4MPa，时间为2分钟，不得有渗漏。

缸体和缸盖的试漏工艺的目的就是挑出水套腔有泄漏的零件，寻找泄漏部位，然后分情况对其进行处理。为了达到这一目的，试漏机先后经历了水压试漏目测法、气压浸水目测气泡法以及现在的干式测量法等，工艺不断在改善，更加的经济可靠以及人性化。本文就是以干式测量法中的差压测量法为基础探讨水套试漏工艺。

2 试漏工艺的工艺参数

差压测量法测量缸体和缸盖的水套是否泄漏的原理如图1所示，首先试漏机夹具系统采用封堵把被测零件的水套腔封堵成为一个封闭的内腔且与空气测试仪相通。然后空气测试仪启动，控制测试压源同时向被测零件和标准品充入一定压力的压缩空气，一段时间后关闭测试压源，稳定一段时间，使差压表处于平衡状态，稳定后关闭阀门1和阀门2，经过一段时间后比较缸体或缸盖封闭腔和标准压力罐中的压力差，通过公式1计算出被测零件封闭腔的空气泄漏量，通过泄漏量判定该零件是否泄漏。

Q=K（Ve）· （公式1）

式中Q：泄漏量（mL/s）

K（Ve）：泄漏系数（等效内容积mL）

△P：差压（Pa）

△T：检出时间（Min）

若存在泄漏，把零件和封堵系统沉入水箱，保持压力状态，查找漏点。该工艺中主要存在的参数是压缩空气压力、试漏时间和泄漏量。

2.1 压缩空气压力

该压缩空气替代正常工作时参与冷却的冷却水，压缩空气的压力主要参考冷却水的压力。考虑到在发动机正常工作情况下，缸体缸盖温度升高且存在震动，可适当提高测试压力。气体比液体粘度小，同等压力下气体泄漏，但液体不一定泄漏，若测试压过高可能导致正常工作不泄漏的零件在测试时泄漏。所以测试压缩空气的压力需严格界定且通过试验验证。

（1）计算柴油机机体和水套腔内冷却水的压力。以我厂现使用的一个机型水泵为例：当转速为2800r/min，扬程为12m时，其流量不得小于383L/min。

在此工况下，考虑柴油机在正常工作中，水箱及气缸盖机体的位置落差基本为零，按照水泵出水口压力计算公式：

P=ρgH

=103×9.8×12

=1.176×105Pa

式中： H——在某个工况内的扬程 ，m；ρ——水的密度，kg/m3；g——重力加速度。（水泵的流量Q由水泵特性曲线与管道的阻力特性曲线的交点确定。）

此时计算的出口压力是在转速为2800时的压力，而我厂的大部分配套机型均达不到2800，此时出水处压力为117.6KPa，即机体和气缸盖内的水压为小于117.6KPa。

（2）测量某一种水泵正常工作时机体内的水压。通过转接接头，从机体放水阀处接出一个压力传感器测量该处压力。通过试验，各个转速段的压力为：1800rpm时，放水阀处的压力为0.2MPa左右；2200rpm时，放水阀处的压力为0.3MPa左右。

我们把测试该机型的缸体缸盖的压空压力在工作水压的基础上增加了0.1MPa，定在0.4MPa，经过一年时间的检验，在该压力下测试出的合格零件在使用中未发现泄漏情况，达到了试漏效果。

2.2 试漏时间

试漏时间主要包括充气加压时间、平衡延迟时间、平衡时间、检出泄漏值时间和排气时间。测试压力、被测零件内腔大小、充气截面面积、封堵变形、温差和测量精度等因素对试漏时间都有一定影响。

充气加压时间主要由被测件密封容积的大小和充气口的大小决定，但计算起来比较麻烦。一般采用固定平衡延迟时间、平衡时间、检出泄漏值时间和排气时间，单独试验充气加压时间的方法来确定。首先设定一个比较长确认可以充满的充气时间，记录泄漏值，然后再减少充气时间，直到寻找到一个比较接近泄漏值稳定的最小充气时间。保证充气足够且时间较短。

平衡延迟时间和平衡时间与差压表灵敏度量程以及被测零件内腔大小及压力有关，厂家会根据自身的产品给出参考值。平衡时间会检测出泄漏量极大地零件，不宜设定过长。检出泄漏值时间根据差压表的灵敏度确定，一般比较短的时间便可。排气时间很短，基本不会超过5秒。

2.3 泄漏值

泄漏值由两部分组成：测试系统泄漏值和被测物泄漏值。测试系统泄漏我们一般指的是封堵系统及充气系统的泄漏，受密封性及测试压力影响较大。但在正常情况下，测试系统泄漏值比较稳定，基本可以认为是一个固定值。另外一个对泄漏值有影响的因素是环境温度和零件自身温度，一般要求测试环境温度和零件自身温度相差不超过3℃，基本可消除温差的影响。环境温度的影响可要求试漏仪厂家通过修正参数校正，我们一般采用统计法来确定一个合理的泄漏值，保证零件的泄漏量在泄漏值范围内的零件均为不泄露的合格零件。当我们不确定泄漏值是否合理时，首先，我们把试漏仪的泄漏值设定一个很低的值，让每个零件都浸水。我们通过观察水面是否产生气泡判定零件是否泄漏。接下来我们测试100台左右零件，记录每台零件的泄漏值及其浸水产生的气泡情况。若为封堵不严实产生的气泡需重新检测。然后统计不泄漏的零件的泄漏量，取其平均值为泄漏值。

3 结语

该方法对各类的油道、水道检漏工艺均有一定的参考价值。通过长期大量的生产实际证明，使用该方法确定的工艺参数可操作性强，可靠性高。达到了零件水套腔试漏的目的，保证了交出合格零件，杜绝了该类问题在试验过程中的二次拆装。

参考文献：

[1]JB/T 9753.3-2011内燃机气缸盖与机体第3部分：灰铸铁气缸盖和机体铸件 技术条件[S].

[2]龚栋梁.发动机零件泄漏检测技术及应用[EB/OL].http：//www.doc88.com/p-693583503613.html.

[3]高连兴，吴明，王会明.拖拉机与汽车上册发动机[M].北京：中国农业出版社，2000.endprint