汽車行業正快速發展,帶動了汽車動力總成智能測試設備和測試服務的發展。發動機測試設備預計2025年全球市場規模154.13億元
(21-25年CAGR≈7.54%)
、中國預計55.39億元,市場規模空間可觀。其中冷試,作為發動機質量檢測的重要手段越來越受到各大主機廠和資本的關注,正在成為國內外汽車工業的研究熱點。
發動機冷測試驗是用來檢測內燃機裝配質量的一種方法,顧名思義,在發動機不點火的前提條件下對發動機進行測試。冷試臺架通過電機拖動發動機的飛輪或者曲軸到達測試轉速,然后通過冷試臺架內的各個傳感器對發動機進行全方位的量化測量與標準對比,輸出測試結果。
具體來講,當采用冷測試技術檢測發動機時,發動機不需要燃料來運行,也不需要冷卻液進行冷卻。被測試的發動機進入測試臺,通過氣缸或液壓缸帶動夾具夾緊發動機的進氣口、排氣口和電氣適配接口。用抱爪或其它夾緊機構自動夾緊發動機的飛輪或適配器,測試臺的伺服電機驅動發動機以不同的速度旋轉,與此同時,測試系統通過數據采集卡同時從發動機進氣口、排氣口、夾緊機構的扭矩傳感器以及主油道出口的壓力傳感器上采集數據,采集到的測試數據通過測試臺專用軟件進行分析,然后將分析結果與測試臺已設定好的極限值進行比較,從而確定發動機是否被正確裝配。


發動機檢測本質源于對整機裝配質量的訴求,是盡可能對發動機真實工況還原情形下的檢測。根據測試原理,即最直觀的是否將發動機點火,將發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主要針對燃油汽車領域的發動機下線測試,不包括整車、變速器等對象的測試,在新能源領域,尤其在電池生產過程中,不存在冷試和熱試,但是也存在線下測試EOL
(End of Line testing)
。

與傳統的發動機熱試設備相比,發動機冷試設備在成本、環保、安全、效率、精度等指標方面具有優越性。
(1)
通過圖3對比可知,冷試測試時間短,無污染,可實現對發動機兩大機構五大系統覆蓋性檢測,優勢明顯。
(2)
冷試測試過程無冷卻水介質,冷試工況下無法監控發動機冷卻系統
(水路泄露,水泵工作狀態等)
。冷試無法監控一些熱機情況下的發動機問題,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確監控,需要增強對零件質量的質量管控。
(1)
冷測試技術的發展依托于傳感器探測精度和DAQ數據采集板卡精度的提升,目前主流扭矩傳感器生產廠是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確性會大幅度的提升。DAQ數據采集卡來自NI公司。
(2)
隨著大數據技術的發展,冷試過程不僅需要關注測試過程還需要關注數據處理和診斷分析環節,將測試采集到的數據曲線結合大數據技術進行趨勢預估和判斷將是下一階段發展的核心關鍵。
國外汽車主流國家已經普遍應用冷試設備,國內冷試仍有很大空間,原因在于:對比海外主流汽車國家國內冷試占比小+掌握冷試技術的公司少國內冷試普及受限。具體來看:
●國內以熱試為主受限于冷試技術的缺乏,伴隨華依科技,聯測科技等國內企業的技術破局,冷試的國產替代空間大有可為。
汽車動力總成測試設備市場規模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市場規模2021年為40.9億元,到2025年為61.4億元。
國內測試設備企業若想徹底打破壟斷需要從以下幾個方面開展:
1)發揮本土供應商商的優勢
,采用測試設備供應商+測試設備服務商的策略,考慮設備生命周期曲線
(一般是七年)
,實現全生命周期的管理服務。
2)與國內主機廠深入合作
,將設備測試+大數據評估結合,充分挖掘測試數據的潛在價值,對質量檢測過程進行反哺,全方位保證測試過程的設備穩定性和數據準確性。
3)加強與零部件供應商的合作
,針對冷測試技術瓶頸問題,能夠與供應商探討合作機制,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,探索統一的質量檢測標準,打通全產業鏈的檢測服務。
4)拓展測試服務業務
,隨著新能源電動汽車的發展,進一步探索純電動汽車動力總成測試服務,電池包測試服務,提供面向下游客戶動力總成產品研發設計的測試服務業務,能夠為汽車動力總成性能、功能、品質的設計、開發、改進提供工程試驗和分析驗證