泄漏测试用于测试零件封闭容腔的气密性，作为发动机生产线检测环节的重要过程，主要用于检测缸盖进排气门、润滑油通道、冷却水通道、燃油通道及进排气歧管等零件的密封性，对保证发动机的质量和性能至关重要。

除了传统的浸水法之外，比较常见的泄漏测试方法有流量测量法、示踪气体泄漏探测法、压差式测量法及压降式测量法等。压降试测量法适用于相对小型体积产品的检漏，用空气对产品加压，仪器监控压力的负变化。如果出现压力降低，则表示存在泄漏。这种检测方法只须几秒钟即可得出结果，广泛用于大型工业，如汽车产品、铸件、医疗设备和生活消费品的检漏。本文结合我公司发动机装配线的泄漏测试设备，以压降法为例展开讨论。

测试原理

1．测试过程

发动机在生产线辊道上自动进入测试站，带有压缩空气管的封堵装置自动对发动机的冷却水通道（水道）、润滑油通道（油道）进行密封，分别充入一定压力的空气，经过5个设定的时间段，两个通道中的气压会经历上升、稳定及一定的下降，通过其中一个阶段压降的数值并根据系统内设的公式换算，得出最终结果，即泄漏量。

图2  油道测试设备的标定

如表1所示，压降式泄漏测试分为五个阶段：充气、隔离、稳压、测试及排气，在系统内每个阶段都可以设置过程时间和结束时的参数极限值，用以判断测试合格与否。

以油道为例：在充气阶段结束时，若气压仅上升至0.9 bar（1 bar=0.1MPa），则测试提前失败，产品不合格；在测试阶段，若结果大于40 ml/min，则测试失败，产品不合格。

假设存在绝对密封的情况，理想的情况如图1中的曲线A—B—F—G，但绝对密封的设备和产品是不存在的，即使是一个装置非常良好的测量系统，再配以密封性非常优良的校准件。所以在压降法测试中，稳压和测试阶段，压力总是在降低的，如图1中A—B—C—D—E—G。而判断产品合格与否的标准在于测试阶段的压降，即换算后的泄漏量的大小。图1为压降法泄漏测试的时间—压力曲线。

在图1中，A—B为充气阶段，充气阀打开，压缩空气进入产品密封腔，压力上升；B—C为隔离阶段，充气阀关闭，此阶段无实际意义；C—D为稳压阶段，压缩空气在密封腔内均匀分布，设备的压力传感器处压力逐渐稳定；D—E为测试阶段，稳定后的压缩空气在密封腔内自然衰减，压力下降，此阶段的结果换算为测试最终泄漏结果值；E—G为排气阶段，测试结束，排气阀打开，压缩空气排出，对测试结果无影响；充气、隔离和稳压这三个阶段中，若每个阶段结束时的压力不在设定极限范围内，则测试提前失败。

2．测试设备的标定

以油道测试为例（见图2），在使用泄漏设备之前，要使用一个密封性非常好的标准产品对其进行标定。分别标定密封情况下的压力补偿值和2倍公差上限（即100 ml/min）的标准漏口情况下的校准。

正如上文所述，绝对密封的系统是不存在的，那么在使用校准件进行补偿值标定的时候，系统在测试阶段的压降为P0，则设备将P0设为补偿值，即标定后的测试中，在测试阶段压降为P0的产品均为0 ml/min的泄漏值；补偿标定结束后，继续使用校准件进行校准标定，在设备的气路系统中连接一个100 ml/min的标准漏口，此时测试的压降为P1，则设备把在测试阶段压降为P1的产品定义为100 ml/min。

图3  油道泄漏测试的一次TYPE1数据图

补偿和校准结束后，设备内部根据公式

S=kP+b （1）

在泄漏量S和压降P之间生成一个线性关系，任意一个测试阶段的压降P均能转化为相应的泄漏量S。

泄漏测试在MSA中的影响因素

MSA是一个用于评估测量设备的精确性和稳定性的工具，以长缸体泄漏测试设备验收中的油道值为例，使用TYPE1标准对设备进行评估（见表2）。

其中，T为泄漏范围公差；根据表1参数，T水=40+18=58，T油=50+22.5=72.5

其中，Xm为名义值，即0 ml/min。

由公式看出，TYPE1合格通过要求每台发动机的泄漏测试数据Xi都保持在0 ml/min值附近，其基本应保持在-3～3 ml/min。

泄漏测试设备验收过程中，使用TYP1和TYP3两个标准进行评估时，在设备性能良好的情况下，一些不利因素或错误的操作方法会对评估产生误判断，浪费人力物力，影响设备的验收进度。下面以长缸体泄漏测试设备验收过程油道测试数据为例，浅谈一下主要的影响因素。

1．测试间隔时间

同一个发动机被重复泄漏测试后，在压缩空气的作用下会产生微量的变形和温度变化，处于非常态的状况，对测试的重复稳定性造成一定影响。因此，每次测量结束后，应将设备封堵松开后，间隔2～3 min，待产品恢复正常状态。

即使测试间隔2～3 min，依然不能完全消除发动机状态微量变化造成的影响，也不必将时间延长，否则会造成人力的浪费。应该在TYPE1/TYPE3工作开始前的标定工作中，对这种情况进行稍微修正，即在确定了间隔时间后，依照该时间间隔标准对工件进行4～6次的测试，进行“预热”，然后在发动机进入这种状态下进行补偿值和校准值的标定工作。这样可以使TYPE1/TYPE3工作中的50次测量时的发动机基本与标定时发动机状态相同，对50次测量的稳定性和准确性有很大帮助。

2．发动机密封性

TYPE1工作中，挑选一台密封性较好的发动机是非常重要的。若挑选一个密封性较差的发动机进行标定，参照图2：标定补偿值时，压降会比正常发动机大，则P0右移；由于漏口的标准泄漏值是基于一定压力的（油道测试中为0.2 bar），则在标定校准值时，该发动机在测试阶段初始压力已经低于正常发动机的测试阶段初始压力，故此阶段的压降会稍微增加，但增幅低于标定补偿值时的增幅，即P1右移，但幅度低于P0右移的幅度。这种情况下，在公式（1）中，系数k增大，会导致相同的压降范围转换成更大范围的泄漏值，对数据稳定性统计造成不利因素。

图3为油道泄漏测试的一次TYPE1数据图，数据不稳定，后查发动机发现其中一个零件与缸体的连接处有极细微的泄漏。

3．测试阶段时间

根据表1，针对不同的发动机类型和不同的密封腔结构等差异，合理设置充气、稳压和测试三个阶段，可以得到更精确、稳定的数值。

应尽量使气源压力略高于工艺要求的压力，充气阶段的时间能保证阶段结束时压力达到工艺要求即可。

稳压阶段，应能保证在阶段终了时压力基本稳定，曲线平稳下降。参照图1，原始设置稳压阶段为6 s，则阶段终了时充入的气体尚未稳定即进入测试阶段，会导致测试阶段的曲线有较大的降幅和不稳定的表现。

测试阶段的时间应适当延长，理论上测试时间越长，越有助于获得准确的测试精度，但这不适合于生产线的实际需要，试漏机的节拍应在保证测试精度的情况下，与生产线的整体节拍相匹配。

收集批量的测试数据和曲线，并根据不同的发动机类型，对测试时间进行优化，不仅利于MSA顺利进行，也能保证后续产品测量的精确性。

4．环境温度

环境温度变化的同时会导致环境压力的变化，从而影响压缩空气在发动机油道、水道内的热量交换和泄漏度。在相对恒温的发动机工厂内，由于外界温度突然变化，仍会造成车间3～5 ℃的变化，从而在TYPE1工作的测量中带来数据结果的突变。因此应选择合适的时间段来进行TYPE1工作。同时，应尽量保证压降法泄漏仪在基本恒温的环境中使用。

结语

以上所述泄漏测试在MSA中的影响因素同样会影响正常生产中的稳定性和准确度，有效运用相关工艺改进会对提高生产效率和发动机质量有很大帮助。在实际操作过程中还存在许多实际问题，相信随着汽车工业的飞速发展，泄漏测试技术会日趋精密、完善，将不利于测试和生产的因素逐渐消除，为提高汽车产品质量做出更大贡献。