高曉斌，陳亮

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

整車制動新型氣密檢漏儀研制與應用

高曉斌，陳亮

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

為改變整車氣管路氣密性檢測方式，提高檢測效率，增加車輛信息與檢測數(shù)據(jù)儲存等功能，實現(xiàn)整車氣管路氣密性檢測的現(xiàn)代化，研制一臺新型氣密檢漏儀代替原有設備。應用結果表明，新型氣密檢漏儀檢測過程符合工藝要求，檢測方式方便、快捷、高效。

氣密性；檢測原理；編程；軟件開發(fā)；壓力

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.11.013

CLC NO.: U463.5 Document Code: A Article ID: 1671-7988（2016）11-33-03

引言

整車氣密性完好是整車制動系統(tǒng)良好的重要保障，也是汽車駕駛人員生命財產(chǎn)安全的保障，氣密性檢漏儀是整車氣管路密封性檢測的重要設備。

公司現(xiàn)用的氣密檢漏儀是天津博益氣動技術研究所有限公司生產(chǎn)的型號為BZD-001-1-1的氣密檢漏儀，由于該設備為公司2008年采購并頻繁使用至今，傳感器失效、設備零部件磨損引發(fā)的內部密封性差及設備檢測過程復雜等問題，嚴重制約整車氣管路密封性檢測，影響公司產(chǎn)品檢測效率。天津博益生產(chǎn)的氣密檢漏儀的檢測數(shù)據(jù)及車輛信息的填寫均采用手寫方式，檢測效率低且極易出現(xiàn)筆誤現(xiàn)象，極大影響檢測數(shù)據(jù)的真實性可靠性，此種檢測方式已遠遠無法滿足制造業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。為改變現(xiàn)有設備的檢測問題及落后的檢測方式，需研制一臺操作方便快捷、檢測準確無誤、車輛信息與檢測數(shù)據(jù)快速儲存、價格便宜且功能齊全的現(xiàn)代化新型氣密檢漏儀，以實現(xiàn)整車氣管路氣密性快速檢測，保證產(chǎn)品的檢測效率與質量。

1、工作原理分析

1.1工藝要求

整車裝配完成后進入車輛氣密檢測區(qū)域，首先啟動車輛，將汽車制動儲氣筒內部氣壓充至0.7-0.9MPa之間，然后將車輛熄火靜止，利用氣管將汽車制動儲氣筒與氣密性檢漏儀連接，啟動設備開始檢測，在規(guī)定的3min檢測時間內，如果氣密檢漏儀顯示壓力值下降小于10KPa（即100×100pa）時，則整車氣管路氣密性合格；如果氣密檢漏儀顯示壓力值大于等于10KPa時，則整車氣管路氣密性不合格，需檢測并調整車輛氣密性，調整完成對設備進行復位操作，再對車輛氣密性重新檢測。檢測過程中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，按下復位按鈕停止當前操作。

1.2檢測原理分析

檢測原理如圖1，當車輛在氣密檢測區(qū)域進行檢測時，先用掃碼槍掃描車輛跟單，車輛信息直接識別并儲存在電腦軟件內，點擊檢測啟動按鈕，氣密檢漏儀的充氣電磁閥打開，車輛儲氣筒與檢漏儀連通，檢漏儀內部壓力傳感器可將氣壓數(shù)據(jù)傳輸至電腦軟件的實時氣壓單元顯示，如果顯示的氣壓值不在規(guī)定的0.7-0.9MPa之間，需復位氣密檢漏儀，重新啟動車輛打壓或者直接排氣降壓，再啟動氣密檢漏儀觀察實時氣壓值，直到顯示的氣壓值在規(guī)定的范圍內；檢測開始30秒為車輛儲氣筒與氣密檢漏儀內部氣壓平衡階段（平衡即儲氣瓶氣壓與氣密檢漏儀氣壓一致）；當30秒結束時，以30秒結束時的瞬時實時氣壓值作為初始氣壓進行3min檢測的壓差計算；3min檢測時間結束，充氣電磁閥關閉，排氣電磁閥打開3秒排出檢漏儀內部氣體，與此同時電腦軟件將初始氣壓值與實時壓差（實時壓差即初始氣壓值減去不斷變化的實時氣壓值）進行儲存，并將記錄的實時壓差與規(guī)定的壓降數(shù)值100（軟件的壓力值單位均為1×100Pa）進行判斷，小于100則符合工藝要求，合格指示燈亮，軟件檢測結果記錄為合格；大于等于100則不符合工藝要求，不合格指示燈亮，軟件檢測結果記錄為不合格，軟件判斷、記錄并儲存完成后設備待機等待下次檢測。注：不合格車輛重新檢測時，檢測數(shù)據(jù)不會覆蓋以往數(shù)據(jù)，此為車輛一次性裝配合格率提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

圖1　檢測原理圖

2、技術及創(chuàng)新

2.1關鍵部件選型

壓力傳感器選型：日本Jukuda公司生產(chǎn)的MI-170型多功能數(shù)字壓力傳感器僅使用于天津博益生產(chǎn)的型號為BZD-001-1-1的氣密檢漏儀，其它設備均無使用，使用范圍狹隘，雖其檢測的壓力值可直接顯示，但且其功能復雜多變，又對其工作原理無任何基礎，采購價格也高達14000元。

WIKA公司生產(chǎn)的Type A-10型號的壓力傳感器使用于公司正負壓加注機等多種類型的設備，使用范圍廣，且其工作原理早已掌握，雖其顯示需轉換模塊轉化，但采購價格合計不到3000元，遠遠低于MI-170型多功能數(shù)字壓力傳感器。經(jīng)過綜合評比，最終選擇WIKA公司生產(chǎn)的Type A-10型壓力傳感器。

WIKA公司生產(chǎn)的Type A-10型壓力傳感器輸出信號是4-20mA電流值，無法直接輸出壓力數(shù)值，需PLC數(shù)據(jù)模塊轉換，經(jīng)過原理分析初步選擇型號為FX2N-4AD與FX2N-5A的模數(shù)轉換模塊。為確定最優(yōu)方案，通過計量檢測單位的標準壓力儀器對兩種模數(shù)轉換模塊的輸出數(shù)據(jù)進行標定對比。標定的數(shù)據(jù)如表1。

表1　轉換壓力值統(tǒng)計表

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)X2N-4AD模數(shù)轉換模塊轉換的壓力值精度為100×100Kp，其精度不滿足工藝對于氣密檢測的要求，F(xiàn)X2N-5A模數(shù)轉換模塊轉換的壓力值精度為0.1×100Kp，其精度完全滿足工藝要求，因此最終選擇FX2N-5A型模數(shù)轉換模塊。

2.2接線及PLC編程調試

根據(jù)氣密檢漏儀工作原理及選型備件繪制電器控制原理圖（如圖2），并以此圖進行接線作業(yè)，接線完成利用萬用表等工具檢測信號通訊，信號通訊不暢，先逐項檢查接線方式，接線無誤再分析原理圖并進行調整，經(jīng)過多次嘗試，各線路信號通訊正常有效。

根據(jù)電器控制原理圖進行PLC編程（如圖3），編程完畢，程序上傳至PLC，通電調試，各控制單元出現(xiàn)無動作、誤動作或亂動作現(xiàn)象，需對PLC邏輯控制進行分析并修改，經(jīng)過不斷的實驗，PLC編程各單元控制功能正常。

圖2　電器控制原理圖

圖3　PLC編程圖

2.3軟件開發(fā)

利用編程軟件VB 6.0進行軟件開發(fā)，如圖4，在控制單元設置檢測啟動、檢測復位、檢測停止三個基本控制按鈕；根據(jù)檢測數(shù)據(jù)后期查詢方便及數(shù)據(jù)分析要求設置數(shù)據(jù)導出按鈕；為防止檢測過程中錯誤或車輛信息與檢測車輛不符，增加刪除記錄開關，以便最終檢測數(shù)據(jù)準確無誤。

在顯示單元，設置了VIN碼（即車輛代碼）、實時氣壓、充氣時間、實時壓差、檢測時間和合格判斷窗口6個窗口，檢測人員可通過軟件6個窗口時時觀察檢測車輛信息、檢測初始氣壓、充氣過程、檢測時間與檢測結果，提高檢測效率。

軟件中也有數(shù)據(jù)統(tǒng)計窗口，可在此窗口直接觀察到被檢測過車輛的氣管路氣密性合格情況，軟件增加的數(shù)據(jù)導出功能，可直接將統(tǒng)計窗口中的檢測數(shù)據(jù)導出為Excel表格，以提高檢測數(shù)據(jù)的分析能力。

圖4　

3、現(xiàn)場調試與應用

氣密檢漏儀在進行車輛氣管路氣密性檢測之前，先送往專業(yè)計量單位進行整機檢定，并獲得合格證書，再放置在現(xiàn)場進行檢測工作。在為期1個月的調試過程中，出現(xiàn)設備自身漏氣、程序不穩(wěn)定及軟件運行不流暢等問題，均在第一時間將其解決，設備上線檢測流程從識別車輛信息、檢測車輛氣管路氣密性、檢測判定到最終的數(shù)據(jù)儲存，設備的各項功能均完成了目標要求。經(jīng)過一個月的不斷努力，設備運行穩(wěn)定，將該設備的操作使用進行標準化作業(yè)。組織設備技術人員編制專業(yè)的設備操作作業(yè)指導書并由主管廠長簽字下發(fā)，在專業(yè)計量單位備案列入周期檢測設備計劃，將設備研發(fā)過程中的圖紙及其它資料歸入公司設備資料庫做永久儲存。

新型氣密檢漏儀自2014年12月研制成功并使用至今，現(xiàn)場檢測車輛7萬多輛，車型包括牽引車、半掛車、自卸車及載貨車等陜重汽生產(chǎn)的民用車型，車輛氣管路氣密性檢測準確率100%，完全滿足工藝要求，以該設備研究為課題的QC被評為2015年度西安市優(yōu)秀質量管理成果一等獎。該新型氣密檢漏儀的成功研制極大保障整車制動系統(tǒng)的良好，增加了駕駛人員的生命安全性，提高了產(chǎn)品車的質量形象，也降低了檢測人員的勞動強度，使其事半功倍。

4、總結

新型氣密檢漏儀利用軟件、掃碼功能將檢測車輛的信息及檢測數(shù)據(jù)實時儲存在電腦內，改善了以往手抄跟單及檢測數(shù)據(jù)的陳舊方式，防止手抄時出現(xiàn)各種失誤的可能性，極大的提高了檢測效率。電腦軟件儲存的車輛檢測信息可以直接導出到Excel表格內，此種方式為后期提高裝配質量提供了有力的數(shù)據(jù)分析。新型氣密檢漏儀從研發(fā)到使用，總計花費1.5萬元，而公司采購一臺新氣密檢漏儀需花費的6.8萬元，研發(fā)的氣密檢漏儀比采購的功能更齊全、操作更方便、價格更實惠。新型氣密檢漏儀的檢測方便、快捷、高效，是現(xiàn)代化制造業(yè)的必備。

[1]孔翔飛,廉潔. 基于嵌入式系統(tǒng)的氣密性檢測儀.儀表技術與傳感器[j]2013(2): 28-30.

[2]三菱FX2N-4AD模數(shù)轉換模塊使用說明書.

[3]三菱FX2N-5A模數(shù)轉換模塊使用說明書.

[4]MI-170型多功能數(shù)字壓力傳感器使用說明書.

[5]Type A-10型的壓力傳感器使用說明書.

Development and application of New Airtight Leak Detector Vehicle Brake

Gao Xiaobin, Chen Liang
( Shaanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710200 )

To change the vehicle air line leak detection methods, improving the detection efficiency, increasing information and vehicle test data storage function, to achieve modernization vehicle gas line leak testing, developed a new type airtight leak detector instead of the original equipment. Application results show that the new airtight leak detection process meet the technical requirements to facilitate the detection method, fast and efficient.

Tightness; Detection principle; Program; Software Development; Pressure

U463.5 文獻表示碼：A

1671-7988（2016）11-33-03

高曉斌（1988-），男，助理工程師，就職于陜西重型汽車有限公司汽車總裝配廠設備科。