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用于汽车PCV阀设计的客户化流量测试仪 |
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newmaker |
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汽车PCV阀门是小型及看似简单的装置，却必须达到严格的规范才获得汽车制造商的认可，而每个阀门的设计必须证明在不同真空级别允许通过不同气流量的能力。当客户要求以图形格式提供样品流量测试数据时，美国Novo公司便要寻找现有仪器无法提供的测试能力，该公司最后采用重力流检漏仪和电脑化测试网络软件的客户化结合，大大缩短了测试的时间。
美国密歇根州Novo公司自1973年以来一直服务于汽车制造业，熟知汽车配件的严格规范要求，在排放控制装置、供油部件和发动机电子控制等方面已成为领先的二线及三线供应商。该公司研发的客户化流量测试仪提高了PCV阀的设计和制造能力，获得了很好的经济效益。
流量测试对PCV设计的重要性
汽车PCV阀（曲轴箱通风量控制阀）是一种小型化、貌似简单的装置，内部只有单个运动部件和单套弹簧，但该阀门必须满足极其严格的性能规格，例如在不同的真空情况下允许通过气流量的能力。为避免回火或烧毁垫圈及密封件，PCV阀必须妥善缓解发动机曲轴压力。PCV阀利用提升阀进出锥形孔可对发动机的流出压力进行调节：当真空较低时，弹簧拉力使提升阀打开；随着真空压力的增大，提升阀逐渐关闭。当提升阀打开、发动机排放气体时，管道口较低的真空压力将排放物引回空气/燃油入口，使之再次燃烧而不致成为污染物排往大气。因此，发动机真空量和曲轴压力允许排放量之间的不同关系，要求PCV阀提升阀和锥形孔的内部几何、弹簧力度和真空等级之间实现独特的平衡。客户规范确定了阀门的外部尺寸和形状，包括在指定真空等级所需的流量值（称为“三角点”或“△点”）。对于PCV阀而言，真空压力范围一般等于1~20 InHg，而流量值约0.2~8 cfm。因此，快速及精确的流量测试，对于PVC阀的设计和样本生产十分重要。
采用简单商用型流量计的缺点是人工收集资料相当耗费时间，缺乏准确性。
Novo公司的PCV阀
生产测试仪
组成：Novo公司与InterTech公司合作建造了一台双站式机型，每一站配置两套测试用固定装置，一套用于工作压力为0.2~2cfm 的阀，另一套用于工作压力为2~6cfm 的阀。两站的低流量和高流量固定装置与InterTech公司的两台M-1035重力流仪器交替连接。一台M-1035配备了涵盖低压力范围的重力流换能器，另一台换能器的配备则覆盖高压力范围。两套仪器均配置了可编程真空调节装置，覆盖压力范围为1~20 InHg。
测试：PCV阀置于同一固定装置中，M-1035仪器则依此通过三个程序，每一程序代表特定的真空三角点。到达每一点后，仪器按预定的稳定时间暂停，对输出电压进行电子转换，显示几乎即时的单点流量测定值。仪器还可显示测试期间的真空压力，将压力和流量与预设极限相比较，并发出接受或拒绝的信号，不需要操作员判断或外部计算。
Novo公司研制的双夹具、双站式、双仪器设置允许对每站的一套固定装置进行测试，当站内的固定装置用于人工卸载和重新加载，第二固定装置可以同时测试程序设置不同的部件。特点包括：
*用固定式夹具时，PLC（可编程逻辑控制）阀使各套测试仪在两站之间来回切换，因此，不需要高昂成本购买自动移动夹具和有关的安全装置。当阀门测试出现故障时，M-1035仪器可防止PLC向交替式夹具转换，直到获得操作员确认；
*自动保留记录。生产测试仪M-1035将各个三角点测定值视为独立的测试而区别对待，可自动保存最后1,000次测试（333个阀门）的真空、流量和及格/不及格记录，可打印出来用于R&R研究或评定废品率中存在的异常情况；
*该仪器能存储100条程序的单板内存，因此每个仪器可接受多达33个阀门设计的3程序序列。这样，可以与Novo公司现有的7阀系列统一，以作为未来生产线的扩展；
*编制精密的真空点和流量极限程序，能实现测试数据调用。
另外，由于测试不同的试件时需更换机具和程序，然后全部还原后才能恢复后续生产测试，而且涉及相当多的校准步骤，所以在设计工作中采用生产测试仪十分耗时。
客户化流量测试仪
InterTech公司的真空调节式M-1035系统能提供±0.5%的重力流换能器精确度，可以满足Novo公司较短的流量值范围内的高精度要求。于是InterTech公司开发了该仪器的客户化机型，其组成和特点如下：
*基于M-1035平台，重力流换能器能被主实验室校准精度在0.2~8 cfm流量范围内读数达±0.6%的外部层流元件代替，配备核定读数为0.15%的高精度差动压力换能器和核定读数为0.3%的高精度绝对压力换能器(包括气流温度传感器)，能使在实验室测试温度和压力下的流量值达到客户指定的标准条件修正后的流量值；
*S-3085软件通常用于通过远程主机电脑与34台IDC检漏仪器联网以实现监控的目的，其设计宗旨是提高多站测试运行、QC/SPC程序和可追踪文档管理。能使电脑接受和存储每个PCV阀多达20个三角点的测试参数，包括按照客户规范修正气压和温度所进行的计算。客户化附加软件允许电脑显示整合于单一连续性图形的所有三角点测试实时结果，依照各点的上下极限（接受/拒绝）在整个时间内描述真空等级和气流的变化。采用电脑完成这任务时，可单屏显示全范围曲线。导出到MS EXCEL格式之后，多种样品的测试数据可组合为混合屏幕显示，包括数据表及在样品组合中将平均流量性能与高/低极限比较的全范围曲线；
以EXCEL格式显示三角点测试的实时结果
*实验室单元的测试。客户编程允许该仪器能接收针对某一特定PCV阀门设计、从电脑下载的多点程序，然后通过测试为每个三角点编序，同时将实时测试数据发送回电脑进行显示和存储。每个三角点测试程序启动时将M-1035的可编程真空调节器调节至近似的目标级，再通过闭环调整以达到精确度级，根据客户标准条件对流量进行测定值修正，将该测定值与规定的极限进行对比，确定接受或者拒绝，然后前进至下一个三角点测试程序；
*新型测试设备IDC系统使实际测试时间缩短40~50%，不需暂停甚至中断生产。由于采用了更加精确的流量数据和曲线显示，实时图形显示直观快捷，便于观察和准确记录某个设计在周期过程的表现，使设计、加工和设备调整的反应更加迅速。因此，设计新型PCV阀门所需的总体时间一般能缩短20%。
优化设计测试的优势还可提高生产效率，促进新设计内部几何以满足流量规格，缩短弹簧和提升阀在生产过程的稳定时间，加速后期质检测试的周期。 (end)
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(10/30/2004) |
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