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發(fā)動機冷測試技術(shù)的趨勢發(fā)展與投資分析

2022-03-02 23:11:15·  來源：汽車電子設(shè)計  作者：堅果  
　
汽車行業(yè)正快速發(fā)展，帶動了汽車動力總成智能測試設(shè)備和測試服務(wù)的發(fā)展。發(fā)動機測試設(shè)備預(yù)計2025年全球市場規(guī)模154.13億元（21-25年CAGR≈7.54%）、中國預(yù)計55.3
汽車行業(yè)正快速發(fā)展，帶動了汽車動力總成智能測試設(shè)備和測試服務(wù)的發(fā)展。發(fā)動機測試設(shè)備預(yù)計2025年全球市場規(guī)模154.13億元（21-25年CAGR≈7.54%）、中國預(yù)計55.39億元，市場規(guī)?？臻g可觀。其中冷試，作為發(fā)動機質(zhì)量檢測的重要手段越來越受到各大主機廠和資本的關(guān)注，正在成為國內(nèi)外汽車工業(yè)的研究熱點。
1.冷試的原理
發(fā)動機冷測試驗是用來檢測內(nèi)燃機裝配質(zhì)量的一種方法，顧名思義，在發(fā)動機不點火的前提條件下對發(fā)動機進行測試。冷試臺架通過電機拖動發(fā)動機的飛輪或者曲軸到達(dá)測試轉(zhuǎn)速，然后通過冷試臺架內(nèi)的各個傳感器對發(fā)動機進行全方位的量化測量與標(biāo)準(zhǔn)對比，輸出測試結(jié)果。
具體來講，當(dāng)采用冷測試技術(shù)檢測發(fā)動機時，發(fā)動機不需要燃料來運行，也不需要冷卻液進行冷卻。被測試的發(fā)動機進入測試臺，通過氣缸或液壓缸帶動夾具夾緊發(fā)動機的進氣口、排氣口和電氣適配接口。用抱爪或其它夾緊機構(gòu)自動夾緊發(fā)動機的飛輪或適配器，測試臺的伺服電機驅(qū)動發(fā)動機以不同的速度旋轉(zhuǎn)，與此同時，測試系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集卡同時從發(fā)動機進氣口、排氣口、夾緊機構(gòu)的扭矩傳感器以及主油道出口的壓力傳感器上采集數(shù)據(jù)，采集到的測試數(shù)據(jù)通過測試臺專用軟件進行分析，然后將分析結(jié)果與測試臺已設(shè)定好的極限值進行比較，從而確定發(fā)動機是否被正確裝配。
▲圖1 冷測試檢測過程
▲圖2 冷試臺架（弗洛里希臺架）
2.冷試與熱試的對比
發(fā)動機檢測本質(zhì)源于對整機裝配質(zhì)量的訴求，是盡可能對發(fā)動機真實工況還原情形下的檢測。根據(jù)測試原理，即最直觀的是否將發(fā)動機點火，將發(fā)動機測試劃分為冷試與熱試。值得注意的是冷試和熱試技術(shù)主要針對燃油汽車領(lǐng)域的發(fā)動機下線測試，不包括整車、變速器等對象的測試，在新能源領(lǐng)域，尤其在電池生產(chǎn)過程中，不存在冷試和熱試，但是也存在線下測試EOL(End of Line testing)。
▲圖3 發(fā)動機冷試與熱試對比
與傳統(tǒng)的發(fā)動機熱試設(shè)備相比，發(fā)動機冷試設(shè)備在成本、環(huán)保、安全、效率、精度等指標(biāo)方面具有優(yōu)越性。
（1）通過圖3對比可知，冷試測試時間短，無污染，可實現(xiàn)對發(fā)動機兩大機構(gòu)五大系統(tǒng)覆蓋性檢測，優(yōu)勢明顯。
（2）冷試測試過程無冷卻水介質(zhì)，冷試工況下無法監(jiān)控發(fā)動機冷卻系統(tǒng)（水路泄露，水泵工作狀態(tài)等）。冷試無法監(jiān)控一些熱機情況下的發(fā)動機問題，如動力輸出，曲軸箱壓力，曲軸箱串氣等問題；冷試無法監(jiān)控回油路的微小泄漏等。針對火花塞間隙，陶瓷開裂等情況也無法準(zhǔn)確監(jiān)控，需要增強對零件質(zhì)量的質(zhì)量管控。
3.冷試目前發(fā)展趨勢
（1）冷測試技術(shù)的發(fā)展依托于傳感器探測精度和DAQ數(shù)據(jù)采集板卡精度的提升，目前主流扭矩傳感器生產(chǎn)廠是HBM T10f系列非接觸傳感器，壓力傳感器是DL-system GmbH制造，溫度傳感器為PT100電阻式溫升傳感器及Optris/IFM，振動傳感器為PCB公司制造。傳感器精度的提升對于缺陷捕捉的準(zhǔn)確性會大幅度的提升。DAQ數(shù)據(jù)采集卡來自NI公司。
（2）隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，冷試過程不僅需要關(guān)注測試過程還需要關(guān)注數(shù)據(jù)處理和診斷分析環(huán)節(jié)，將測試采集到的數(shù)據(jù)曲線結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)進行趨勢預(yù)估和判斷將是下一階段發(fā)展的核心關(guān)鍵。
4.針對冷測試企業(yè)的投資分析
國外汽車主流國家已經(jīng)普遍應(yīng)用冷試設(shè)備，國內(nèi)冷試仍有很大空間，原因在于：對比海外主流汽車國家國內(nèi)冷試占比小+掌握冷試技術(shù)的公司少國內(nèi)冷試普及受限。具體來看:
●冷試憑借高效和環(huán)保等優(yōu)勢，逐步成為主流；
●國內(nèi)以熱試為主受限于冷試技術(shù)的缺乏，伴隨華依科技，聯(lián)測科技等國內(nèi)企業(yè)的技術(shù)破局，冷試的國產(chǎn)替代空間大有可為。
汽車動力總成測試設(shè)備市場規(guī)模2021年為38.31億元，到2025年為55.39億元，按照中國汽車銷量占全球比例，汽車動力總成測試服務(wù)市場規(guī)模2021年為40.9億元，到2025年為61.4億元。
國內(nèi)測試設(shè)備企業(yè)若想徹底打破壟斷需要從以下幾個方面開展：
1）發(fā)揮本土供應(yīng)商商的優(yōu)勢，采用測試設(shè)備供應(yīng)商+測試設(shè)備服務(wù)商的策略，考慮設(shè)備生命周期曲線（一般是七年），實現(xiàn)全生命周期的管理服務(wù)。
2）與國內(nèi)主機廠深入合作，將設(shè)備測試+大數(shù)據(jù)評估結(jié)合，充分挖掘測試數(shù)據(jù)的潛在價值，對質(zhì)量檢測過程進行反哺，全方位保證測試過程的設(shè)備穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。
3）加強與零部件供應(yīng)商的合作，針對冷測試技術(shù)瓶頸問題，能夠與供應(yīng)商探討合作機制，能夠在上游攔截，為整車OEM提供全方位的檢測方案。加強與主機廠合作，探索統(tǒng)一的質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)，打通全產(chǎn)業(yè)鏈的檢測服務(wù)。
4）拓展測試服務(wù)業(yè)務(wù)，隨著新能源電動汽車的發(fā)展，進一步探索純電動汽車動力總成測試服務(wù)，電池包測試服務(wù)，提供面向下游客戶動力總成產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計的測試服務(wù)業(yè)務(wù)，能夠為汽車動力總成性能、功能、品質(zhì)的設(shè)計、開發(fā)、改進提供工程試驗和分析驗證。
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