电子节气门气密测试系统设计

　　气密性检测也称泄漏检测，主要用于测试被测件的气密性状态。气密性是密封性产品的一个重要性能指标，也是影响密封部件质量的关键因素。气密性不好会引起泄漏，将直接影响产品的可靠性、经济性和整体性能，导致在实际使用中出现机器失灵、运行异常、效率降低、寿命缩短等问题。

　　节气门是汽车发动机的进气通道，被称为汽车发动机的咽喉。节气门主通道的气密性会影响到整车发动机的性能。为了提高汽车行驶的动力性、平稳性及燃油经济性，并减少废气污染，世界各大汽车零部件供应商不断推出各种可精确控制进气量的新式电子节气门。各种电子节气门在装配完成后面临的一道不可或缺的共同工序便是气密性检测。文中的气密检测系统的设计便是针对型号为 DV-E5. 8NC 的电子节气门进行的，但同时也适应于当前大多数电子节气门的气密性测试。

　　1 气密性测试原理

　　气密性检测有很多方法，总体上可以分为直接测量法和间接测量法。直接测量法即对泄漏量的大小进行直接测定，其中有水检法、氦气测量法等; 间接测量法即通过检测相关参数来测量气体的泄漏，其中有流量测量法、直接压力法、差压法、超声波测量法等。气密性检测常用的方法有直压法和差压法。一般情况下直压法成本低，但检测精度较低; 差压法成本相对较高，检测精度也较高。考虑到检测精度的要求，文中选用差压法检测。

　　差压法的实质是以布置在传感器两侧的标准件与测试件的压力差作为判定工件密封性能的依据。差压法原理见图1，其测试一般包括 4 个过程，按顺序依次为充气阶段、平衡阶段、调试阶段和排气阶段。在充气阶段打开所有阀，将过滤后的压缩空气充入标准件和测试件; 在平衡阶段关掉V0，让标准件和测试件腔体间的空气相互流通、平衡; 在测试阶段再关掉V1、V2，隔离两工件测试腔，进入保压状态并实时监视压差传感器的值，该值便是判断被测件气密性是否符合要求的主要依据; 测试结束后进入排气阶段，各个电磁阀恢复初始状态，一个测试周期结束。泄漏量与压差变化率的关系可用下式表示[1]

式中: Q_L为气体泄漏量，mL/s;Δp 为压差变化量，Pa;

　　pa为大气压力，P^_a;

　　t 为产生差压 Δp 相对应的测试时间s;

　　ΔV/Δp 为压差传感器 系数，取1. 36 × 10^{- 7}mL / Pa;

　　VT为测试件容器容积，mL;

　　VR为标准件容器容积，mL;

　　pt为测试压力，Pa。

　　气体压力曲线见图2。

　　文中主要测试如图3 所示的电子节气门主通道中阀轴与阀体间配合处的气体泄漏量是否超标，以及测试设备的稳定性。将电子节气门水平放置到测试台上，阀腔两端用聚氨酯封挡并由气密测试缸压紧，然后向阀腔中充入气体进行泄漏量测量。该系统的主要测试误差来源于阀腔两端的气体泄漏，这一泄漏会致使检测的气体泄漏量变大。如果在此基础上得出的泄漏量满足生产要求，则实际泄漏量必然满足气密性要求。