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發(fā)動(dòng)機(jī)冷測(cè)試技術(shù)的趨勢(shì)發(fā)展與投資分析

2022-03-02 23:11:15·  來(lái)源：汽車電子設(shè)計(jì)  作者：堅(jiān)果  
　
汽車行業(yè)正快速發(fā)展，帶動(dòng)了汽車動(dòng)力總成智能測(cè)試設(shè)備和測(cè)試服務(wù)的發(fā)展。發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試設(shè)備預(yù)計(jì)2025年全球市場(chǎng)規(guī)模154.13億元（21-25年CAGR≈7.54%）、中國(guó)預(yù)計(jì)55.3
汽車行業(yè)正快速發(fā)展，帶動(dòng)了汽車動(dòng)力總成智能測(cè)試設(shè)備和測(cè)試服務(wù)的發(fā)展。發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試設(shè)備預(yù)計(jì)2025年全球市場(chǎng)規(guī)模154.13億元（21-25年CAGR≈7.54%）、中國(guó)預(yù)計(jì)55.39億元，市場(chǎng)規(guī)?？臻g可觀。其中冷試，作為發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量檢測(cè)的重要手段越來(lái)越受到各大主機(jī)廠和資本的關(guān)注，正在成為國(guó)內(nèi)外汽車工業(yè)的研究熱點(diǎn)。
1.冷試的原理
發(fā)動(dòng)機(jī)冷測(cè)試驗(yàn)是用來(lái)檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)裝配質(zhì)量的一種方法，顧名思義，在發(fā)動(dòng)機(jī)不點(diǎn)火的前提條件下對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)試。冷試臺(tái)架通過(guò)電機(jī)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪或者曲軸到達(dá)測(cè)試轉(zhuǎn)速，然后通過(guò)冷試臺(tái)架內(nèi)的各個(gè)傳感器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行全方位的量化測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，輸出測(cè)試結(jié)果。
具體來(lái)講，當(dāng)采用冷測(cè)試技術(shù)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不需要燃料來(lái)運(yùn)行，也不需要冷卻液進(jìn)行冷卻。被測(cè)試的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入測(cè)試臺(tái)，通過(guò)氣缸或液壓缸帶動(dòng)夾具夾緊發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣口、排氣口和電氣適配接口。用抱爪或其它夾緊機(jī)構(gòu)自動(dòng)夾緊發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪或適配器，測(cè)試臺(tái)的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以不同的速度旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡同時(shí)從發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口、排氣口、夾緊機(jī)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(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)測(cè)試臺(tái)專用軟件進(jìn)行分析，然后將分析結(jié)果與測(cè)試臺(tái)已設(shè)定好的極限值進(jìn)行比較，從而確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否被正確裝配。
▲圖1 冷測(cè)試檢測(cè)過(guò)程
▲圖2 冷試臺(tái)架（弗洛里希臺(tái)架）
2.冷試與熱試的對(duì)比
發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)本質(zhì)源于對(duì)整機(jī)裝配質(zhì)量的訴求，是盡可能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)真實(shí)工況還原情形下的檢測(cè)。根據(jù)測(cè)試原理，即最直觀的是否將發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，將發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)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(duì)燃油汽車領(lǐng)域的發(fā)動(dòng)機(jī)下線測(cè)試，不包括整車、變速器等對(duì)象的測(cè)試，在新能源領(lǐng)域，尤其在電池生產(chǎn)過(guò)程中，不存在冷試和熱試，但是也存在線下測(cè)試EOL(End of Line testing)。
▲圖3 發(fā)動(dòng)機(jī)冷試與熱試對(duì)比
與傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)熱試設(shè)備相比，發(fā)動(dòng)機(jī)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(guò)圖3對(duì)比可知，冷試測(cè)試時(shí)間短，無(wú)污染，可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)兩大機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)覆蓋性檢測(cè)，優(yōu)勢(shì)明顯。
（2）冷試測(cè)試過(guò)程無(wú)冷卻水介質(zhì)，冷試工況下無(wú)法監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)（水路泄露，水泵工作狀態(tài)等）。冷試無(wú)法監(jiān)控一些熱機(jī)情況下的發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)題，如動(dòng)力輸出，曲軸箱壓力，曲軸箱串氣等問(wèn)題；冷試無(wú)法監(jiān)控回油路的微小泄漏等。針對(duì)火花塞間隙，陶瓷開裂等情況也無(wú)法準(zhǔn)確監(jiān)控，需要增強(qiáng)對(duì)零件質(zhì)量的質(zhì)量管控。
3.冷試目前發(fā)展趨勢(shì)
（1）冷測(cè)試技術(shù)的發(fā)展依托于傳感器探測(cè)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(dòng)傳感器為PCB公司制造。傳感器精度的提升對(duì)于缺陷捕捉的準(zhǔn)確性會(huì)大幅度的提升。DAQ數(shù)據(jù)采集卡來(lái)自NI公司。
（2）隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，冷試過(guò)程不僅需要關(guān)注測(cè)試過(guò)程還需要關(guān)注數(shù)據(jù)處理和診斷分析環(huán)節(jié)，將測(cè)試采集到的數(shù)據(jù)曲線結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)估和判斷將是下一階段發(fā)展的核心關(guān)鍵。
4.針對(duì)冷測(cè)試企業(yè)的投資分析
國(guó)外汽車主流國(guó)家已經(jīng)普遍應(yīng)用冷試設(shè)備，國(guó)內(nèi)冷試仍有很大空間，原因在于：對(duì)比海外主流汽車國(guó)家國(guó)內(nèi)冷試占比小+掌握冷試技術(shù)的公司少國(guó)內(nèi)冷試普及受限。具體來(lái)看:
●冷試憑借高效和環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，逐步成為主流；
●國(guó)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(cè)科技等國(guó)內(nèi)企業(yè)的技術(shù)破局，冷試的國(guó)產(chǎn)替代空間大有可為。
汽車動(dòng)力總成測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模2021年為38.31億元，到2025年為55.39億元，按照中國(guó)汽車銷量占全球比例，汽車動(dòng)力總成測(cè)試服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模2021年為40.9億元，到2025年為61.4億元。
國(guó)內(nèi)測(cè)試設(shè)備企業(yè)若想徹底打破壟斷需要從以下幾個(gè)方面開展：
1）發(fā)揮本土供應(yīng)商商的優(yōu)勢(shì)，采用測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商+測(cè)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(shí)現(xiàn)全生命周期的管理服務(wù)。
2）與國(guó)內(nèi)主機(jī)廠深入合作，將設(shè)備測(cè)試+大數(shù)據(jù)評(píng)估結(jié)合，充分挖掘測(cè)試數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值，對(duì)質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行反哺，全方位保證測(cè)試過(guò)程的設(shè)備穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。
3）加強(qiáng)與零部件供應(yīng)商的合作，針對(duì)冷測(cè)試技術(shù)瓶頸問(wèn)題，能夠與供應(yīng)商探討合作機(jī)制，能夠在上游攔截，為整車OEM提供全方位的檢測(cè)方案。加強(qiáng)與主機(jī)廠合作，探索統(tǒng)一的質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，打通全產(chǎn)業(yè)鏈的檢測(cè)服務(wù)。
4）拓展測(cè)試服務(wù)業(yè)務(wù)，隨著新能源電動(dòng)汽車的發(fā)展，進(jìn)一步探索純電動(dòng)汽車動(dòng)力總成測(cè)試服務(wù)，電池包測(cè)試服務(wù)，提供面向下游客戶動(dòng)力總成產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)的測(cè)試服務(wù)業(yè)務(wù)，能夠?yàn)槠噭?dòng)力總成性能、功能、品質(zhì)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、改進(jìn)提供工程試驗(yàn)和分析驗(yàn)證。
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