探讨汽车燃油箱泄漏检测设备设计

郭西送

摘要：本文探讨了某厂用汽车燃油箱泄漏检测设备的设计，并分析了两种常用检测方式的区别，主要介绍了燃油箱氦气检漏设备的设计，为氦气检测设备的设计提供参考。

关键词：氦检设备;本底;漏率

为保护生态环境，保障人体健康，防治压燃式及气体燃料点燃式发动机汽车排气对环境的污染，环境保护部、国家质检总局发布了《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》，简称国六排放标准，针对此标准汽车燃油箱对其允许泄露指标有了新的要求，设计一套汽车燃油箱检测设备势在必行。

1、国际上常用的燃油箱泄漏检测方法简介

对于燃油箱的检测，要检测接口处是否有泄漏，还需要检测整体漏率是否符合要求，目前常用的检测方法有水泡检测法和氦气检测法。

（1）水泡检测法：水泡检测法又称冒泡法，首先将燃油箱的ICV口密封，并向其内部冲入一定量的空气，使燃油箱内部处于微正压的状态，然后将燃油箱整体浸入水池中，静置一段时间，在静置的过程中检测燃油箱内部压力是否有变化，并观察油箱周围是否有气泡产生，此种检测方法的优点是设备成本低，易于操作，便于维护;其缺点是最小检测漏率仅能达到10-3mbarl/s，不能显示具体的漏率，受人为因素影响太大。

（2）氦气检测法：氦气检测法是利用氦气作为示踪气体进行检测工件是否泄漏的一种方法。此种检测方式包含三种：喷氦式、吸枪式和真空箱式。喷氦式和吸枪式通常用于检测局部漏点，真空箱式主要用于检测整体漏率。其操作过程为：首先将燃油箱放入真空箱内，并将其ICV口密封，对燃油箱和真空箱进行抽空，抽空完成后，向油箱内部充入一定量的氦气，检测燃油箱的内部压力是否有变化，氦质谱检漏仪检测出的具体漏率值是否符合要求。此种检测方法是优点是最小可检漏率能达到10-12mbarl/s，可显示具体的漏率，不受人为因素干扰;其缺点是设备成本高，不易维护。

2、燃油箱氦检设备设计

2.1氦检设备是一种专用设备，其按照系统功能分，有五大类：

（1）抽真空系统：对真空箱和工件进行抽真空，为氦检漏提供真空环境;主要构成：真空箱、真空泵、真空计、真空阀、管路接头及管道等;其特点为：真空箱材质为不锈钢，其内表面经过特殊处理，保证良好的本底和极少的藏气，提高了抽空效率，采用密封圈密封，简单、可靠、耐用，不易变形，开关门机构具有安全光栅等安全设施，确保操作人员人身安全。

（2）真空检漏系统：对真空箱内的工件进行检漏，根据检漏结果自动给出工件漏率是否合格的声光提示，并能进行相关检漏数据的显示;主要构成：真空检漏系统由氦质谱检漏仪、真空泵、连接管道、控制阀门及校准部分等;其特点为：氦质谱检漏仪根据不同的检测结果，自动给出工件漏率是否合格的声光提示;其具有运行自诊断功能，检漏仪出现故障时，设备自动报警并停止运行。

（3）氦气充注及回收系统：用户气源（氦气）直接接入系统，设备根据参数设置，增压、调压后充入测试件内，检测完成后设备将工件内氦气自动予以回收，重复使用。在检测过程中有氦浓度仪实时监测氦气浓度，保证检漏结果的准确性。主要构成：气体增压泵、储气罐、電磁阀、氦浓度仪、压力传感器、精密调压器、回收泵以及管路等。其特点为：对氦气浓度及压力进行实时监控，确保各项参数符合测试工艺要求;氦气回收率可达到90%以上。

（4）电控系统：控制设备自动运行并对设备运行进行监控。主要构成：由 PLC、工业PC、低压电气元件、条码扫描、强电元器件等。其特点为：主界面为监控界面、显示当前工作状态;提供自动运行、手动操作两种工作模式，分别适用于不同情况;可根据系统运行情况进行在线设置，对系统参数进行分级处理，提供密码保护，使设备不同使用者享有不同的权限。

（5）机械结构：为实现上述功能设计的机械系统。主要构成：伺服系统、升降装置、防护网、维修通道等。其特点为：设备安全系数高，便于维护保养;抽空和破空防变形设计;油箱固定压紧防变形设计;自动气动密封，密封可靠、O型圈使用寿命长、换型简单;工件从工作台一侧进料，在工作台上检测完成后，从另外一侧出料，减轻操作人员劳动强度。

2.2其操作流程为：

将工件放入合适的工装内，插上ICV堵头，按下启动按钮，堵头密封，伺服电机动作，带动真空箱盖上升实现与真空箱的密封，密封完成后工件和真空箱开始抽真空，抽空完成后检本底，本底合格后充入适量的氦气，充氦完成后开始检测，检测结果会直接显示在屏幕上，检测合格后回收系统启动将充入的氦气回收到负压罐中等待下次继续使用，回收完成后真空箱和油箱开始破空，待真空箱和油箱达到常压后，堵头解除密封，伺服电机带动真空箱盖下降到合适位置，此时指示灯亮起，人工取下ICV堵头，将检测合格的油箱运转到下一工位。

结语：

对于目前国际上常用的检漏方法，氦气检漏法被公认为最先进可靠的方法之一。消除了水泡检漏法检漏灵敏度低、判断较为困难、误判较多的缺点。

此检漏设备的设计可供同类型行业在设计氦检设备时参考，在做氦检设备时应充分考虑泵组的选用，真空检测系统管路的搭建，充注及回收压力的确定等。这样才能设计出经济适用的检漏设备。

参考文献：

[1]  GB 18352.6-2016 轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）

[2]  真空设计手册/达道安主编.-3版.-北京：国防工业出版社，2004.7

（作者单位：韦乐海茨（上海）医药设备科技有限公司）