应用研究：氦质谱检漏仪用于在直喷发动机生产

　　氦气检测作为一项新的测漏工艺，可有效提高发动机的出厂质量，降低泄露隐患，相对于传统气密性检测而言，氦检有着无可比拟的优势，克服了燃油检测受安全性、设备构成及节拍长等问题。

　　燃油直喷技术引入汽油发动机后，其发动机核心部分的高压油轨系统装配质量直接影响整车性能和用户体验。直喷发动机高压油轨系统装配后的两种密封性检测技术，通过在投产项目中的实际应用，列举了两种密封检测技术案例及特点，对在发动机装配过程中密封检测工艺的选择有一定的借鉴价值。

　　高压油轨系统是直喷发动机最关键的系统，与以前油气在进气歧管内混合，然后被负压吸入发动机燃烧室不同，直喷发动机是用高压喷油嘴将燃油直接喷入燃烧室，通过活塞头部特殊构造，使燃油与进气在燃烧室内充分混合，达到更高的燃烧效率转化。

　　高压油轨系统是个密闭的空间，正常工作时，高压油轨系统内压力达到150～400bar（普通油轨3～6bar），整个系统处于高压状态，这对燃油系统的密封性要求很高，细微的漏点都会出现非常严重的渗油现象，无法形成高压，极易造成安全、质量事故。因此各主机厂在直喷类发动机生产时，均对油轨系统装配过程进行严格控制，通过不同的检测手段对高压油轨系统密封性进行检测、监控，防止风险发生。如在高压油轨系统正常工作压力下进行测漏，试漏仪分辨率需达到10-4cc/s，目前常用的检测方式有氦气检测和模拟发动机工作状态下的燃油检测。

　　某公司第三代发动机项目在投产过程中，通过对比了燃油检测、氦检两种方式，最终将氦检投入到实际生产中。

　　氦质谱检漏仪——氦气检测

　　氦检是利用氦质谱检漏仪以氦气作为示踪气体进行检漏的技术，主要通过质谱仪将气体分子电离，让带电离子在磁场作用下偏转，不同质荷比的离子偏转半径不同，通过过滤器筛选测量收集到的氦气离子，达到检测目的。

　　由于空气中氦气成分极少（约百万分之5.2），属惰性气体，具有分子小、质量轻且穿透性强等特点，同时因不易起化学反应、不污染工件、操作安全的特性，氦检技术广泛应用在零部件制造领域。通过调研国内各大主机厂商，发现针对高压油轨装配后的质量均采用吸枪式氦检方式进行检漏保证。

　　吸枪式氦检设备主要有四部分组成：

　　（1）抽真空系统 对管路系统进行抽真空、排空，保持管路气体成分清洁；

　　（2）氦气供给系统 保证检测过程的氦气供应；

　　（3）氦检仪、吸枪 氦检核心设备，对系统漏点进行检测；

　　（4）排风系统 及时排空氦检区域泄露的氦气及管路残余氦气，保证区域清洁，防止干扰。

　　氦检工艺流程

　　（1）抽真空 对充气管路抽真空，主要目的是用来排除充气管路内的空气，确保充入的气体为氦气；

　　（2）小压力充氦气 只要保证能够在高压油泵的低压入口端能够把高压油泵打开，顺利把氦气充入油轨即可，根据油泵的特性一般在1～2bar；

　　（3）测大漏 检测系统是否存在大的泄露点，防止氦气大量泄露对测试环境影响，影响正常生产；通常的做法是在一定的时间内检测充气系统的压力下降变化；

　　（4）充测试压力氦气 对测试系统充入设定压力的氦气；

　　（5）检漏 使用吸枪对安装点进行检测；

　　（6）测试系统氦气排空 该步骤有两个作用，一是消除残余氦气影响，对测试管路氦气进行排空，防止管路内残余氦气泄露，影响测试，二是消除安全隐患，因充气压力一般在8bar，直接拔封堵存在冲击；

　　（7）结束 工件测试结束，进行下一测漏循环。

　　氦检工艺流程逻辑顺序如图所示。

　　根据氦检测试流程及调研情况，结合某公司第三代发动机项目装配线特点，为达到投入少、维护成本低及有效防错的需求，在现有产线工艺布置上，最终采用了手动检漏方式。

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