[发明专利]一种发动机气门油封泄漏测量方法以及装置

说明书

本发明涉及一种发动机气门油封泄漏测量方法以及装置，装置模拟发动机(不点火)在台架运行时的工况，对被测发动机缸盖通氦气，并自主设计集气装置装在进、排气门接口，对氦气进行收集，来对渗漏进行有效定量测量。有效的解决发动机在各个工况下多个零部件因临界区域的交互作用而无法判定引起机油耗高的异常现象，还可以用来测量内燃机瞬态工况下气门油封泄漏量。可对发动机缸盖中气门油封进行精确的密封性测量和检测，该装置精度高、测量速度快，适用于汽油和柴油发动机。特别是在发动机开发、制造生产、维修阶段的机油消耗测量和检测。

技术领域

本发明涉及一种汽车发动机领域，特别涉及一种发动机气门油封泄漏测量方法以及装置。

背景技术

近年来,汽油发动机特别是汽油直喷Gasoline Direct Injection(以下简称GDI)发动机以其热效率高、燃油消耗低等一系列优势成为当今的研究热点并赢得了市场青睐。研究表明，少量机油参与缸内燃油的燃烧会较为显著地增加微粒排放，并且发动机排放的微粒中含有大量来自于机油的金属元素包括Zn、Ca、Mg、Ba等，这些元素会对人体健康造成一定的影响。相关的研究和报道指出,缸内直喷汽油机特别是涡轮增压缸内直喷汽油机存在较为明显的烧机油现象。并且还会影响燃油经济性、尾气排放、动力性能、可靠性、使用寿命及维修保养成本。

随着日渐严格的机动车排放需求以及国家对节能减排相关法政策出台，特别是现阶段涡轮直喷发动机对气门油封的要求也越来越严格，它要求气门油封应能更好的承受高温，耐磨等条件，并且有使用寿命长，密封可靠等性能。

目前，市场上对气门油封的测量、检测主要使用数显卡尺、投影仪、三坐标测量、径向力检测、以发动机机油或空气为介质的泄漏量试验机、有限元模拟仿真分析，这些方法主要基于静态状况下，而涡轮直喷发动机燃烧室在高温(2000℃)、高压(平均有效压力22bar)环境中与气门油封的“动态控制”能力息息相关。又因为气门油封是一次性装配零件，正常装配完成后再拆除即为报废品，所以目前市场上缺乏对发动机气门油封在静态、动态控制下的高精度泄漏量测试设备。

为了更深入的研究气门油封泄漏引起的机油消耗异常对发动机的性能的影响和气门油封的失效测试，设计了一种可模拟发动机各工况运行下气门油封泄漏量的测试设备，最后，通过该设备测试得到了不同失效状态的气门油封泄漏量和机油消耗的关系。大量的计算及仿真测试和现实中发动机运行时气门油封动态控制下的泄漏量存在着较大误差，而且，运算过程和仿真过程耗时较长，总体来说缺乏精度保障和实用性。

发明内容

为了提高发动机油消耗测量效率以及测试实用性，提出了一种发动机气门油封泄漏测量方法以及装置，大大节约了测量、检测成本，有效缩短了产品开发周期。

本发明的技术方案为：一种发动机气门油封泄漏测量方法，将被测发动机缸盖固定安装在缸盖适配装置上，形成气缸盖总成，进气凸轮轴电机和排气凸轮轴电机输出轴带动气缸盖总成中的进、排气凸轮轴转动，配合缸盖适配装置中的燃烧室和温控装置，模拟发动机正常运行工况；气缸盖总成除了与润滑单元、曲轴箱通风管接口外其他外接口均封堵，加压氦气通过曲轴箱通风管接口吸入，被测发动机缸盖进、排气侧通过集气装置对气门油封泄漏气体进行收集，收集的气体通过检测管道送入氦气质谱检漏单元，氦气质谱检漏单元将气体电离并对应于不同的离子质量m、不同的离子偏转轨道半径R，即q为离子电荷量，不同质荷比的离子的运动偏转半径不同，通过离子过滤器只允许氦气离子到达收集极，在收集极用电流来表达测量到的离子流，即泄漏值，实现动态控制下单独对气门油封的泄漏量进行检漏。

优选的，所述氦气质谱检漏单元检测室内石英薄膜层上采用刻蚀技术均匀刻蚀了具有氦渗透性的纳米级的微孔，孔径大小只允许氦气分子渗透进去，检测室将进入的氦气电离后测量电流值的大小即是泄漏率。