試漏技術在自動變速器生產中的應用

任翔 熊英勇 武倩倩

摘 要：日趨激烈的市場競爭對自動變速器的質量水平提出越來越高的要求。而當前自動變速器市場問題主要集中在異響、漏油及振動噪聲三大問題。文章通過從試漏原理以及關鍵參數設定等方面，對自動變速器生產過程中的試漏檢測進行分析。

關鍵詞：自動變速器;漏油;試漏

中圖分類號：V268.7 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）04-174-03

Application of Leakage-Testing in Automatic-transmission Manufacturing^*

Ren Xiang， Xiong Yingyong， Wu Qianqian

（Technology Center， Anhui Jianghuai Automobile Co. LTD.， Anhui Hefei 230601）

Abstract：?Sustained heating-up of market competition， promotes transmission production status a higher position. Whats more， abnormal noise， NVH， oil-leakage are the top-3 question of automatic-transmissions marketing feedback-sheet. So this article focus on the oil-leakage issue， starts from test principle and key-parameters setting， making analysis on Leakage-Testing during automatic transmission manufacturing process.

Keywords： Leakage-Testing; Automatic Transmission;?Oil-leakage

CLC NO.： V268.7 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）04-174-03

引言

國內自動變速器產業還處于起步的初級階段，日趨激烈的市場競爭對變速器零件的質量水平提出越來越高的要求，變速器尤其是自動變速器在市場上問題主要集中在漏油、異響及振動噪聲三大問題。其中漏油問題首當其沖，因此，盡量減少漏油風險的樣機流入市場成為控制不合格產品產生的重要舉措。而在生產制造過程中對變速器漏油的判定方法主要通過在生產線下線測試過程中的試漏檢測，試漏技術近幾年廣泛應用于工業生產中，因此試漏檢測作為自動變速器生產中的重要一環也已經引起生產廠商的重視。

1 試漏基礎知識及方法

對自動變速器進行試漏檢測，不僅可以提高產品質量，預防漏油減少故障，而且降低售后維修成本;在某些工位增加試漏工序可以降低生產制造成本以及后期服務成本，此外還能應用于自動化大批量生產。

目前在自動變速器生產線需要試漏的主要有兩個位置：機加工后的殼體以及裝配完成后的整機。針對殼體進行的試漏是由于殼體毛坯由于自身鑄造原因，存在局部疏松或者砂眼、氣孔等缺陷，可能會導致漏油或者油水貫通，需要通過殼體試漏進行判定;對整機進行的試漏主要由于整機裝配過程中，由于裝配缺陷導致的裝配不到位，或者密封不當可能導致的漏油。主要用于判斷裝配密封狀態是否良好，殼體連接面或者油封部位是否存在漏油風險。普遍采用的試漏方法主要有沉水法以及氣密法。

沉水法通常是將待測工件使用密封夾具進行密封，只保留一個充氣孔，通過充氣孔向待測工件的容腔充氣并完全沉水，觀察水面有無連續氣泡產生，即可判斷工件有無泄漏。通過觀察氣泡產生的數量、大小以及位置，可以判斷具體泄漏的部位以及嚴重程度，沉水法具有較高的靈敏度，可以直觀找到泄漏位置。缺點是單臺測量時間長，無法實現自動化并且存在漏檢風險，會弄濕表面造成工件銹蝕。零件還需經過防銹、烘干、殘水處理等工藝流程，操作比較繁瑣且自動化程度不高，目前該方法已漸漸被淘汰。

氣密法需要在密封夾具中向被測工件的容腔充入一定的氣壓，并使用專用泄漏檢測設備測量泄漏量是否在允許的范圍內，如果在允許范圍內則合格，超出范圍則不合格。優點是測試效率高，可實現自動化測試及管理，缺點是無法有效判斷具體泄漏部位。當前生產線主要應用氣密法進行試漏測試。

2 試漏關鍵參數

2.1 環境

測試過程對環境變化尤為敏感，溫度、濕度等因素對測量結果影響較大。充入的壓縮空氣中如果含有水分，在充氣階段，水分吸收熱量，會造成腔體內壓力上升，對測試結果產生較大影響。在測試過程中如果發生溫度變化，也會對測試結果產生較大影響。因此在測試過程需要使用經過濾水的壓縮空氣，并且盡量控制整個測試過程的溫度變化不超過一定范圍。

2.2 檢測壓力

充氣壓力一般由自動變速器設計時的最大工作壓力決定，殼體單體測試時的壓力一般根據工作狀態的不同主要分成腔體及油道壓力，鑄造缺陷一般難以發現，需要較高的充氣壓力進行測試;整機的測試壓力一般由變速器設計時的最大工作壓力決定，而最大工作壓力往往由內部油封的工作壓力決定，因此整機充氣壓力不能超過內部油封等密封件的工作壓力，否則可能造成油封脫落失效等風險。

2.3 試漏過程

整個試漏過程可以分為等候、充氣、穩定、測試、排氣五個階段，試漏時間作為試漏主要過程，受生產線節拍影響，需要控制在一定時間內。測試壓力大小、被測整機容積、腔體形狀、充氣口面積、封堵效果等對試漏時間都有一定影響。

等候階段主要包括被測工件到位時間、工裝封堵到位時間、進入測試界面時間等;

充氣階段指將壓力充入工件腔體內，使腔體內壓力達到期望測試壓力的時間，主要由被測整機容積大小以及充氣口形狀決定;

穩定階段指等待腔體內壓力達到穩定平衡所需的時間，一般自動變速器分為多個腔體，腔體結構比較復雜，小腔及油道較多。需要較長的時間進入壓力穩定狀態，當壓力穩定后代表該階段結束，可以進入下一步測試過程;

測試階段作為結果評價，只要變速箱的生產一致性達到要求，不論內部壓力是否穩定，只要經過足夠數量的總成泄漏值統計，測試時間及泄漏量是成線性比例關系的，因此，可以認為測試時間不是氣密性檢測標準的關鍵影響因素，而更多的是與生產節拍強相關。

排氣階段指封堵工裝撤離，工件離開測試工位的時間，一般在生產線設計初期根據生產節拍進行定義。

其中充氣及穩定過程，時間較短可能導致內部壓力混合不均勻，影響測試結果判斷。首先可設定一個比較長確認可以充滿的時間，并觀察壓力是否可以保持穩定，然后逐漸較少充氣時間，直到尋找到一個可以使壓力基本保持穩定的較短時間。

2.4 試漏方法

氣密法進行試漏主要采用兩種測試方案，即壓差法及絕對壓力法：

壓差法原理是由被測工件通過壓差傳感器與標準工件相連組成一個比較系統。其中，標準工件容積及結構最好與被測工件想同，且保證標準工件完全無泄漏或者泄漏極小。檢測時，首先向標準工件和被測工件測量腔內同時充氣，達到測量壓力后，經過一定的平衡時間，使壓差傳感器兩側壓力相等，然后進行測量階段。經過規定的時間，標準工件無泄漏，如果被測工件泄漏，會引起工件測量腔內的氣壓下降，使壓差傳感器失去平衡。根據壓差傳感器數值大小判斷被測工件泄漏程度以及是否合格。

絕對壓力法原理，首先將被測工件使用工裝進行封堵，保留一個充氣孔，向被測工件內充氣，然后關閉閥，使系統內氣體平衡。再轉入測量階段，通過絕對壓力傳感器測量開始時被測工件內部壓力，經過一定的測量時間后，再測量結束時的壓力值，將這兩個壓力值進行比較，根據泄漏量的大小判斷工件是否合格。

壓差法與絕對壓力法可以通過換算進行等效。壓差法測得的壓力降是在測量時間內，被測腔中壓力的變動量。絕對壓力法測得的泄漏率是指被測腔在一定的壓力下，單位時間泄漏至大氣中的空氣體積;兩者之間是可以相互換算的，首先確定一個合格的泄漏速率，根據腔體的容積即可換算出壓力降。

式中：F：泄漏速率 V：腔體內部容積：壓力降

2.5 試漏值

選定試漏方法后，需要確定合適的試漏值，試漏值一般由兩個組成部分相加而成：整個測量系統的試漏值和被測工件的試漏值。測量系統試漏值一般指整個封堵系統以及充氣系統的泄漏量，受工裝封堵效果以及測試壓力影響較大。但在正常情況下，測量系統試漏值比較穩定，基本處在一個固定的小范圍區間，可以忽略不計。另外一個對試漏值有影響的因素是環境溫度、工件自身溫度以及壓縮空氣溫度三者差值，如果溫差過大，會導致試漏值出現異常變化，一般要求環境溫度、工件自身溫度及壓縮空氣溫度保持在同一水平，相差不超過3℃，基本可以消除溫差影響。

最終試漏值的確定一般采用統計學方法，首先，在前期工藝驗證過程中，對試生產的工件采用沉水法進行測試，確定密封是否良好，如果合格的工件再通過氣密法進行測試，得到最終的試漏值。統計批量合格工件測試的數據，根據統計出的數據范圍確定最終試漏值，再經過一段時間的試生產即可確定合格限值范圍。

3 結束語

本文結合試漏原理，對自動變速器生產過程中的試漏過程關鍵步驟進行分析。

近幾年來，隨著生產線在線檢測技術的升級應用和智能制造裝配的投入使用，我國汽車工業生產制造水平有了長足的進步，國產汽車質量及自動變速器質量水平與合資品牌差距越來越小。隨著中國制造2025的推進，我國汽車工業也將迎來與國外汽車工業齊肩并肩的機會，甚至超越他們。

參考文獻

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