燃气系统高压密封性能安全检测方法 技术领域

本发明属于车辆系统的检测技术，具体涉及一 种压缩天然气汽车燃气系 统高压密封性能安全检测方法。 背景技术

在国内， 由于压缩天然气汽车的发展迅速， 而针对压缩天然气汽车实施 碰撞试验及碰撞试验后对燃气系统高压密封性 能安全检测技术及方法的相 应法规、 标准制定出现空缺。

目前在国内、 外都普遍使用在用车的通用检测方法标准， 即检漏液（中 性发泡液）检测法和气体防爆检测仪。 而此检测方法不能适用于压缩天然气 汽车碰撞试验后对燃气系统高压密封性能安全 检测。

针对压缩天然气汽车在实施碰撞试验后， 在不破坏车辆现有管路系统及 管路接头的情况下， 对压缩天然气汽车 CNG车辆燃气系统充压缩空气或氮 气至 20Mpa后， 并对车辆燃气系统实施高压密封性能检测。 首先检测人员 并不知道车辆燃气系统是否存在漏气行为，在 检测时直接采用检漏液或气体 防爆检测仪进行检测， 这样有可能造成的后果是： 如果燃气系统某处存在漏 气， 检测人员的人身安全将受到不可预见性的伤害 ， 这样违背初衷。

国内、 外现状

压缩天然气汽车碰撞试验后燃气系统高压密封 性能安全检测技术及方 法， 国外并没有详细地给出方法检测， 相应法规标准定义地比较模糊。 而此 行业在国内、 外的现状如下：

国外： 目前只有美国做过压缩天然气汽车碰撞试验后 燃气系统高压密封 性能安全检测， 在 FMVSS303标准中只规定了燃气系统的密封要求， 即在 一定的时间内压力下降值的量化指标，并没有 定义详细地检测技术及检测方 法， 并且安全性不高， 操作性不强； 而在其它国家（包括中国）及地区、 行 业中目前还尚处于空白。也就是目前在压缩天 然气汽车碰撞试验后燃气系统 高压密封性能安全检测方面，国内外上没有一 个安全可靠的具体定义的检测 技术及方法。 发明内容

本发明的目的在于提供一种安全可靠的压缩天 然气汽车碰撞试验后燃气 系统高压密封性能安全检测方法， 以解决上述问题。

本发明的技术方案为：压缩天然气汽车碰撞试 验后燃气系统高压密封性 能安全检测方法，它是将具有一定特性曲线的 车用高压传感器安装在减压器 进气口管道上， 高压管路中注入安全压力的压缩气体； 压缩天然气汽车碰撞 试验前， 对燃气系统注入正常工作压力内的压缩气体， 在 1 ~ 3小时内通过 高压传感器检测的电压值， 当检测到的电压下降值小于设定值时， 就可判定 此辆压缩天然气汽车的燃气系统密封性能安全 检验合格；否则就判定此辆压 缩天然气汽车的燃气系统密封性能安全检验不 合格；所述具有特性曲线的高 压传感器的特性曲线公式为： V。=(A+B/P _max * Pressure*! ¹ ) / (100* V _dd ) 其中 P _max — 车用高压传感器最大量程压力值（bar ), Pressure 一 输入燃气系统的压力值（bar ), V _dd — 车用高压传感器供给电压值（V ), Vo 一车用高压传感器输出电压值， A-当 Pressure为 0时对应的 V。值， B- 当 Pressure = P _max 时对应的 V。值 -A; T-检测时间； 所述高压传感器为压阻式 压力传感器。

压阻式压力传感器是基于半导体材料 (单晶硅)的压阻效应原理制成的传 感器， 利用集成电路工艺直接在硅平膜片上按一定晶 向制成扩散压敏电阻， 当硅膜片受压时，膜片的变形将使扩散电阻的 阻值发生变化。硅平膜片上的 扩散电阻通常构成桥式测量电路，相对的桥臂 电阻是对称布置的， 电阻变化 时， 电桥输出电压与膜片所受压力成比例变化关系 。 即物理特性。

车用高压传感器把减压器进气口实时监控的气 体介质信息反馈给燃气管 理系统 (ECU), 实时信息包括： 气量动态信息和气量异常信息， ECU根据信 息分类传递给转换开关和高压电磁阀等终端执 行。

我们在不破坏高压系统管路及接头前提下，利 用物理特性的检测方法（即 敏感元件在压力的作用下， 其某些物理特性发生与压力成比例变化的原理 ， 将被测压力直接转换为各种电量)。 在车用高压传感器的三端口线束插接件 上,安装一个线束插接件转换接头,通过转换接� ��引出两根线束接入标定的数 字显示万能表或二次转换仪， 读取车用高压传感器反馈给 ECU的电压数值 信号进行检测。

所述燃气系统中的压力下降值小于设定值是依 据高压气体泄漏对人体 的最小伤害值； 它是根据不同车用燃气系统类型的人为设定的 可以是 0.5 ~ 3Mpa, 一般为 IMpa但不限于上述范围； 燃气气瓶中注入核定压力值也是 一个认为的设定值， 可以是 0 ~ 20Mpa, 一般在测试时燃气气瓶中注入核定 压力值为 20 Mpa但不限于上述范围； 本发明中利用具有 V =(A+B/P * Pressure*! ¹ ) / (100* V _dd ) 特性曲线 性能的车用高压传感器在单位时间内检测到的 电压的下降值来判断压缩天 然气汽车碰撞试验后燃气系统是否泄漏；其中 对于不同类型的车用高压传感 器输入电压值 V _dd , 对应的有不同的 A值和 B值， A值和 B值的得到是依据 欧洲 1999年出版的《EURUPEAN STANDARD》 EP60770-1 1999《传感器 输入输出特性的测试标准》 而定的。 对于采用 V _dd =5伏特， A=10, B=80, P _max =250伏特类型的车用高压传感 器时， 当对车辆检测时间在 1 小时内时， 相应检测的电压下降值须小于 V=0.67V。

对于采用 V _dd =5伏特， A=10, B=80, P _max =260伏特类型的车用高压传感 器时， 当对车辆检测时间在 1 小时内时， 相应检测的电压下降值须小于 V=0.66V。

对于采用 V _dd =5伏特， A=10, B=78.2 , P _max =250伏特类型的车用高压传 感器时， 当对车辆检测时间在 1小时内时，相应检测的电压下降值须小于 Δ V=0.67V。

对于采用 V _dd =5伏特， A=10, B=80, P _max =250伏特类型的车用高压传感 器时， 当对车辆检测时间在 2 小时内时， 相应检测的电压下降值须小于 V=0.84V。

对于采用 V _dd =5伏特， A=10, B=80, P _max =250伏特类型的车用高压传感 器时， 当对车辆检测时间在 2 小时内时， 相应检测的电压下降值须小于 V=1.01V 。 对于采用 V _dd =5伏特， A=10, B=80, P _max =260伏特类型的车用高压传感 器时， 当对车辆检测时间在 2 小时内时， 相应检测的电压下降值须小于 Δ V=0.83V。

对于采用 V _dd =5伏特， A=10, B=80, P _max =260伏特类型的车用高压传感 器时， 当对车辆检测时间在 3 小时内时， 相应检测的电压下降值须小于 Δ V=0.99V。

对于采用 V _dd =5伏特， A=10, B=78.2, P _max =250伏特类型的车用高压传 感器时， 当对车辆检测时间在 3小时内时，相应检测的电压下降值须小于 Δ V=0.83V。

对于采用 V _dd =5伏特， A=10, B=78.2, P _max =250伏特类型的车用高压传 感器时， 当对车辆检测时间在 3小时内时，相应检测的电压下降值须小于 Δ V=1.00V。 本发明 1、 解决高压系统管路及接头是否存在漏气行为判 断条件； 2、 确定泄露点所使用的操作方法 （利用检露液法） 的安全判断条件； 3、 保护 检测人员的人身安全；

特点： 它具有灵敏系数高。 比金属应变式压力传感器的灵敏度系数要大 50-100倍，压阻式压力传感器的输出不需要放大 器就可直接测量； 结构尺寸 小， 重量轻； 结构坚固、 抗沖击性和振动性； 压力分辨率、 频率响应高。 检 测出像血压那么小的 压 ，也可测量几十千赫的脉动压力 ； 工作可靠性和 精度高， 且使用寿命长。 其精度可达 ± 0.2 % ~ 0.02 % ; 具有温度补偿； 碰撞 试验后的燃气系统安全性能检验指标具体量化 ， 易操作性、 安全系数高； 附图说明

图 1传感器 I的物理特性图。

图 2传感器 II的物理特性图。

图 3传感器 III的物理特性图。

图 1中， V ₀ =(10+80/P _max * Pressure*! ¹ ) / (100* V _dd )

P _max = 260 bar; V _dd = 5伏特 T = 1小时或 2小时或 3小时。

图 2中， V ₀ =(10+80/P _max * Pressure*! ¹ ) / (100* V _dd )

P _max = 250 bar; V _dd = 5伏特 T = 1小时或 2小时或 3小时。

图 3中， V ₀ =(10+78.2/P _max * Pressure*! ¹ ) / (100* V _dd )

P _max = 250 bar; V _dd = 5伏特 T = 1小时或 2小时或 3小时。

具体实施方式

本实施例用于对本发明权利要求的解释，本领 域的技术人员依据本发明 技术方案做出的不同于本实施例的改变均属于 本发明的保护范围。

碰撞试验后燃气系统高压密封性能安全检测方 法及步骤：

对压缩天然气汽车压缩天然气汽车 CNG 的高压管路及接头处进行目视 检查， 在确认压缩天然气汽车 CNG系统高压管路及接头处没有明显的损坏 和泄露的情况下进行压缩天然气汽车燃气系统 高压密封性能安全检验。

试验前的准备：

( 1 )对压缩天然气汽车压缩天然气汽车的高压管� �及接头处进行目视 检查， 在确认压缩天然气汽车系统高压管路及接头处 没有明显的损坏和泄 ( 2 )在减压器进气口安装具有特性曲线的高压传� �器， 连接外用标定 的外接电压电源；

( 3 )对车用高压传感器实施线束连接并正常工作� � 线束具体接法为： 车用高压传感器数据输出 "+"端与电压数字显示仪或二次转换仪" +"端相连， 车用高压传感器供给电源 "+"端与可调电源 "+"端相连，车用高压传感器供给 电源" -"端与可调电源 "-"端、 电压数字显示仪或二次转换仪" -"端相连。

( 4 )对压缩天然气汽车 CNG车辆燃气系统加压至 20MPa的氮气（ N2 ) 或压缩干燥空气， 并在通风的试验间内放置 2 ~ 8小时后， 再次对压缩天然 气汽车 CNG车辆燃气系统加压至 20MPa的氮气（ N2 )或压缩干燥空气， 且气瓶的温度保持在 20°C； 碰撞试验后的燃气系统高压检验方法

a)启动外接电压电源的开启开关， 使车辆处于通电状态。 并在压缩天然 气汽车燃料系统高压一侧的选取特定区域进行 测量及记录电压值；

b) 车辆放置在检测车间内检测 1 ~ 3小时， 每隔 15 ~ 30分钟观测一次 万能表或二次转换仪， 记录相应的电压值和检测时间；

c) 以最后一次测量的电压值为准， 和第一次测量电压值进行比较， 如 果电压下降值小于 0.67 V (或 2小时内对应的电压下降值须小于 0.84V, 或 3小时内对应的电压下降值须小于 1.01V ),该高压传感器具有图 2的物理特 性；

注： （10+80/250bar*10.62bar) 1 100*5V=0.66992V « 0.67V

(10+80/250bar*10.62bar*2) / 100*5V=0.83984V « 0.84V (10+80/250bar*10.62bar*3) / 100*5V=1 .00976V « 1 .01 V 如果电压下降值小于 0.67 V (或 2 小时内对应的电压下降值须小于 0.83V, 或 3小时内对应的电压下降值须小于 1.00V ), 该高压传感器具有图 3的物理特性；

注： （10+78.2/250bar*10.62bar) 1 100*5V=0.66610V « 0.67V

(10+78.2/250bar*10.62bar*2) 1 100*5V=0.83219V « 0.83V

(10+78.2/250bar*10.62bar*3) 1 100*5V=0.99829V « 1 .00V 如果电压下降值小于 0.66V (或 2 小时内对应的电压下降值须小于 0.83V, 或 3小时内对应的电压下降值须小于 0.99V )该高压传感器具有图 1 的物理特性； 就可判定此辆压缩天然气汽车 CNG燃气系统密封性能安全检 险合格； 否则就判定此辆压缩天然气汽车 CNG燃气系统密封性能安全检险 不合格；

注： （10+80/260bar*10.62bar) 1 100*5V=0.66338V « 0.66V

(10+80/260bar*10.62bar*2) 1 100*5V=0.82677V « 0.83V

(10+80/260bar*10.62bar*3) / 100*5V=0.99015V « 0.99V d) 如果所检测的压缩天然气汽车 CNG 燃气系统密封性能安全检验不 合格， 须待整车高压系统内的气体降至安全保护压力 范围内， 高压实时检测 的电压值 < 0.98V或高压实时检测的电压值 < 0.96V或高压实时检测的电压 值 < 0.97V后， 再采取检漏液检测法确定泄露的具体位置并做 相应地记录、 拍照。

注： （10+80/250bar*30bar) 1 100*5V=0.98V « 0.98V

(10+80/260bar*30bar) 1 100*5V=0.96154V « 0.96V

(10+78.2/250bar*30bar) 1 100*5V=0.9692V « 0.97V

30bar是引用 ECE R110-2008版欧洲经济技术委员会汽车技术法规（ 筒称

ECE法规）条款 2压力分类定义中的安全工作压力的中压定义� �上限值。