整車(chē)制動(dòng)新型氣密檢漏儀研制與應(yīng)用

高曉斌，陳亮

（陜西重型汽車(chē)有限公司，陜西 西安 710200）

整車(chē)制動(dòng)新型氣密檢漏儀研制與應(yīng)用

高曉斌，陳亮

（陜西重型汽車(chē)有限公司，陜西 西安 710200）

為改變整車(chē)氣管路氣密性檢測(cè)方式，提高檢測(cè)效率，增加車(chē)輛信息與檢測(cè)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等功能，實(shí)現(xiàn)整車(chē)氣管路氣密性檢測(cè)的現(xiàn)代化，研制一臺(tái)新型氣密檢漏儀代替原有設(shè)備。應(yīng)用結(jié)果表明，新型氣密檢漏儀檢測(cè)過(guò)程符合工藝要求，檢測(cè)方式方便、快捷、高效。

氣密性；檢測(cè)原理；編程；軟件開(kāi)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(chē)氣密性完好是整車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)良好的重要保障，也是汽車(chē)駕駛?cè)藛T生命財(cái)產(chǎn)安全的保障，氣密性檢漏儀是整車(chē)氣管路密封性檢測(cè)的重要設(shè)備。

公司現(xiàn)用的氣密檢漏儀是天津博益氣動(dòng)技術(shù)研究所有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為BZD-001-1-1的氣密檢漏儀，由于該設(shè)備為公司2008年采購(gòu)并頻繁使用至今，傳感器失效、設(shè)備零部件磨損引發(fā)的內(nèi)部密封性差及設(shè)備檢測(cè)過(guò)程復(fù)雜等問(wèn)題，嚴(yán)重制約整車(chē)氣管路密封性檢測(cè)，影響公司產(chǎn)品檢測(cè)效率。天津博益生產(chǎn)的氣密檢漏儀的檢測(cè)數(shù)據(jù)及車(chē)輛信息的填寫(xiě)均采用手寫(xiě)方式，檢測(cè)效率低且極易出現(xiàn)筆誤現(xiàn)象，極大影響檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性可靠性，此種檢測(cè)方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿(mǎn)足制造業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。為改變現(xiàn)有設(shè)備的檢測(cè)問(wèn)題及落后的檢測(cè)方式，需研制一臺(tái)操作方便快捷、檢測(cè)準(zhǔn)確無(wú)誤、車(chē)輛信息與檢測(cè)數(shù)據(jù)快速儲(chǔ)存、價(jià)格便宜且功能齊全的現(xiàn)代化新型氣密檢漏儀，以實(shí)現(xiàn)整車(chē)氣管路氣密性快速檢測(cè)，保證產(chǎn)品的檢測(cè)效率與質(zhì)量。

1、工作原理分析

1.1工藝要求

整車(chē)裝配完成后進(jìn)入車(chē)輛氣密檢測(cè)區(qū)域，首先啟動(dòng)車(chē)輛，將汽車(chē)制動(dòng)儲(chǔ)氣筒內(nèi)部氣壓充至0.7-0.9MPa之間，然后將車(chē)輛熄火靜止，利用氣管將汽車(chē)制動(dòng)儲(chǔ)氣筒與氣密性檢漏儀連接，啟動(dòng)設(shè)備開(kāi)始檢測(cè)，在規(guī)定的3min檢測(cè)時(shí)間內(nèi)，如果氣密檢漏儀顯示壓力值下降小于10KPa（即100×100pa）時(shí)，則整車(chē)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(shí)，則整車(chē)氣管路氣密性不合格，需檢測(cè)并調(diào)整車(chē)輛氣密性，調(diào)整完成對(duì)設(shè)備進(jìn)行復(fù)位操作，再對(duì)車(chē)輛氣密性重新檢測(cè)。檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，按下復(fù)位按鈕停止當(dāng)前操作。

1.2檢測(cè)原理分析

檢測(cè)原理如圖1，當(dāng)車(chē)輛在氣密檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，先用掃碼槍掃描車(chē)輛跟單，車(chē)輛信息直接識(shí)別并儲(chǔ)存在電腦軟件內(nèi)，點(diǎn)擊檢測(cè)啟動(dòng)按鈕，氣密檢漏儀的充氣電磁閥打開(kāi)，車(chē)輛儲(chǔ)氣筒與檢漏儀連通，檢漏儀內(nèi)部壓力傳感器可將氣壓數(shù)據(jù)傳輸至電腦軟件的實(shí)時(shí)氣壓?jiǎn)卧@示，如果顯示的氣壓值不在規(guī)定的0.7-0.9MPa之間，需復(fù)位氣密檢漏儀，重新啟動(dòng)車(chē)輛打壓或者直接排氣降壓，再啟動(dòng)氣密檢漏儀觀(guān)察實(shí)時(shí)氣壓值，直到顯示的氣壓值在規(guī)定的范圍內(nèi)；檢測(cè)開(kāi)始30秒為車(chē)輛儲(chǔ)氣筒與氣密檢漏儀內(nèi)部氣壓平衡階段（平衡即儲(chǔ)氣瓶氣壓與氣密檢漏儀氣壓一致）；當(dāng)30秒結(jié)束時(shí)，以30秒結(jié)束時(shí)的瞬時(shí)實(shí)時(shí)氣壓值作為初始?xì)鈮哼M(jìn)行3min檢測(cè)的壓差計(jì)算；3min檢測(cè)時(shí)間結(jié)束，充氣電磁閥關(guān)閉，排氣電磁閥打開(kāi)3秒排出檢漏儀內(nèi)部氣體，與此同時(shí)電腦軟件將初始?xì)鈮褐蹬c實(shí)時(shí)壓差（實(shí)時(shí)壓差即初始?xì)鈮褐禍p去不斷變化的實(shí)時(shí)氣壓值）進(jìn)行儲(chǔ)存，并將記錄的實(shí)時(shí)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(jìn)行判斷，小于100則符合工藝要求，合格指示燈亮，軟件檢測(cè)結(jié)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(cè)結(jié)果記錄為不合格，軟件判斷、記錄并儲(chǔ)存完成后設(shè)備待機(jī)等待下次檢測(cè)。注：不合格車(chē)輛重新檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)數(shù)據(jù)不會(huì)覆蓋以往數(shù)據(jù)，此為車(chē)輛一次性裝配合格率提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

圖1　檢測(cè)原理圖

2、技術(shù)及創(chuàng)新

2.1關(guān)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(hào)為BZD-001-1-1的氣密檢漏儀，其它設(shè)備均無(wú)使用，使用范圍狹隘，雖其檢測(cè)的壓力值可直接顯示，但且其功能復(fù)雜多變，又對(duì)其工作原理無(wú)任何基礎(chǔ)，采購(gòu)價(jià)格也高達(dá)14000元。

WIKA公司生產(chǎn)的Type A-10型號(hào)的壓力傳感器使用于公司正負(fù)壓加注機(jī)等多種類(lèi)型的設(shè)備，使用范圍廣，且其工作原理早已掌握，雖其顯示需轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)化，但采購(gòu)價(jià)格合計(jì)不到3000元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于MI-170型多功能數(shù)字壓力傳感器。經(jīng)過(guò)綜合評(píng)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(hào)是4-20mA電流值，無(wú)法直接輸出壓力數(shù)值，需PLC數(shù)據(jù)模塊轉(zhuǎn)換，經(jīng)過(guò)原理分析初步選擇型號(hào)為FX2N-4AD與FX2N-5A的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。為確定最優(yōu)方案，通過(guò)計(jì)量檢測(cè)單位的標(biāo)準(zhǔn)壓力儀器對(duì)兩種模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定對(duì)比。標(biāo)定的數(shù)據(jù)如表1。

表1　轉(zhuǎn)換壓力值統(tǒng)計(jì)表

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

2.2接線(xiàn)及PLC編程調(diào)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(jìn)行接線(xiàn)作業(yè)，接線(xiàn)完成利用萬(wàn)用表等工具檢測(cè)信號(hào)通訊，信號(hào)通訊不暢，先逐項(xiàng)檢查接線(xiàn)方式，接線(xiàn)無(wú)誤再分析原理圖并進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過(guò)多次嘗試，各線(xiàn)路信號(hào)通訊正常有效。

根據(jù)電器控制原理圖進(jìn)行PLC編程（如圖3），編程完畢，程序上傳至PLC，通電調(diào)試，各控制單元出現(xiàn)無(wú)動(dòng)作、誤動(dòng)作或亂動(dòng)作現(xiàn)象，需對(duì)PLC邏輯控制進(jìn)行分析并修改，經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)，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(kāi)發(fā)

利用編程軟件VB 6.0進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，如圖4，在控制單元設(shè)置檢測(cè)啟動(dòng)、檢測(cè)復(fù)位、檢測(cè)停止三個(gè)基本控制按鈕；根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)后期查詢(xún)方便及數(shù)據(jù)分析要求設(shè)置數(shù)據(jù)導(dǎo)出按鈕；為防止檢測(cè)過(guò)程中錯(cuò)誤或車(chē)輛信息與檢測(cè)車(chē)輛不符，增加刪除記錄開(kāi)關(guān)，以便最終檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤。

在顯示單元，設(shè)置了VIN碼（即車(chē)輛代碼）、實(shí)時(shí)氣壓、充氣時(shí)間、實(shí)時(shí)壓差、檢測(cè)時(shí)間和合格判斷窗口6個(gè)窗口，檢測(cè)人員可通過(guò)軟件6個(gè)窗口時(shí)時(shí)觀(guān)察檢測(cè)車(chē)輛信息、檢測(cè)初始?xì)鈮骸⒊錃膺^(guò)程、檢測(cè)時(shí)間與檢測(cè)結(jié)果，提高檢測(cè)效率。

軟件中也有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)窗口，可在此窗口直接觀(guān)察到被檢測(cè)過(guò)車(chē)輛的氣管路氣密性合格情況，軟件增加的數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，可直接將統(tǒng)計(jì)窗口中的檢測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)出為Excel表格，以提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析能力。

圖4　

3、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與應(yīng)用

氣密檢漏儀在進(jìn)行車(chē)輛氣管路氣密性檢測(cè)之前，先送往專(zhuān)業(yè)計(jì)量單位進(jìn)行整機(jī)檢定，并獲得合格證書(shū)，再放置在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)工作。在為期1個(gè)月的調(diào)試過(guò)程中，出現(xiàn)設(shè)備自身漏氣、程序不穩(wěn)定及軟件運(yùn)行不流暢等問(wèn)題，均在第一時(shí)間將其解決，設(shè)備上線(xiàn)檢測(cè)流程從識(shí)別車(chē)輛信息、檢測(cè)車(chē)輛氣管路氣密性、檢測(cè)判定到最終的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，設(shè)備的各項(xiàng)功能均完成了目標(biāo)要求。經(jīng)過(guò)一個(gè)月的不斷努力，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，將該設(shè)備的操作使用進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。組織設(shè)備技術(shù)人員編制專(zhuān)業(yè)的設(shè)備操作作業(yè)指導(dǎo)書(shū)并由主管廠(chǎng)長(zhǎng)簽字下發(fā)，在專(zhuān)業(yè)計(jì)量單位備案列入周期檢測(cè)設(shè)備計(jì)劃，將設(shè)備研發(fā)過(guò)程中的圖紙及其它資料歸入公司設(shè)備資料庫(kù)做永久儲(chǔ)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(chǎng)檢測(cè)車(chē)輛7萬(wàn)多輛，車(chē)型包括牽引車(chē)、半掛車(chē)、自卸車(chē)及載貨車(chē)等陜重汽生產(chǎn)的民用車(chē)型，車(chē)輛氣管路氣密性檢測(cè)準(zhǔn)確率100%，完全滿(mǎn)足工藝要求，以該設(shè)備研究為課題的QC被評(píng)為2015年度西安市優(yōu)秀質(zhì)量管理成果一等獎(jiǎng)。該新型氣密檢漏儀的成功研制極大保障整車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的良好，增加了駕駛?cè)藛T的生命安全性，提高了產(chǎn)品車(chē)的質(zhì)量形象，也降低了檢測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，使其事半功倍。

4、總結(jié)

新型氣密檢漏儀利用軟件、掃碼功能將檢測(cè)車(chē)輛的信息及檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)儲(chǔ)存在電腦內(nèi)，改善了以往手抄跟單及檢測(cè)數(shù)據(jù)的陳舊方式，防止手抄時(shí)出現(xiàn)各種失誤的可能性，極大的提高了檢測(cè)效率。電腦軟件儲(chǔ)存的車(chē)輛檢測(cè)信息可以直接導(dǎo)出到Excel表格內(nèi)，此種方式為后期提高裝配質(zhì)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(jì)花費(fèi)1.5萬(wàn)元，而公司采購(gòu)一臺(tái)新氣密檢漏儀需花費(fèi)的6.8萬(wàn)元，研發(fā)的氣密檢漏儀比采購(gòu)的功能更齊全、操作更方便、價(jià)格更實(shí)惠。新型氣密檢漏儀的檢測(cè)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(cè)儀.儀表技術(shù)與傳感器[j]2013(2): 28-30.

[2]三菱FX2N-4AD模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊使用說(shuō)明書(shū).

[3]三菱FX2N-5A模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊使用說(shuō)明書(shū).

[4]MI-170型多功能數(shù)字壓力傳感器使用說(shuō)明書(shū).

[5]Type A-10型的壓力傳感器使用說(shuō)明書(shū).

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(xiàn)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(chē)有限公司汽車(chē)總裝配廠(chǎng)設(shè)備科。