試漏技術(shù)在自動(dòng)變速器生產(chǎn)中的應(yīng)用

任翔 熊英勇 武倩倩

摘 要：日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)自動(dòng)變速器的質(zhì)量水平提出越來越高的要求。而當(dāng)前自動(dòng)變速器市場(chǎng)問題主要集中在異響、漏油及振動(dòng)噪聲三大問題。文章通過從試漏原理以及關(guān)鍵參數(shù)設(shè)定等方面，對(duì)自動(dòng)變速器生產(chǎn)過程中的試漏檢測(cè)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)變速器;漏油;試漏

中圖分類號(hào)：V268.7 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：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(guó)內(nèi)自動(dòng)變速器產(chǎn)業(yè)還處于起步的初級(jí)階段，日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)變速器零件的質(zhì)量水平提出越來越高的要求，變速器尤其是自動(dòng)變速器在市場(chǎng)上問題主要集中在漏油、異響及振動(dòng)噪聲三大問題。其中漏油問題首當(dāng)其沖，因此，盡量減少漏油風(fēng)險(xiǎn)的樣機(jī)流入市場(chǎng)成為控制不合格產(chǎn)品產(chǎn)生的重要舉措。而在生產(chǎn)制造過程中對(duì)變速器漏油的判定方法主要通過在生產(chǎn)線下線測(cè)試過程中的試漏檢測(cè)，試漏技術(shù)近幾年廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，因此試漏檢測(cè)作為自動(dòng)變速器生產(chǎn)中的重要一環(huán)也已經(jīng)引起生產(chǎn)廠商的重視。

1 試漏基礎(chǔ)知識(shí)及方法

對(duì)自動(dòng)變速器進(jìn)行試漏檢測(cè)，不僅可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，預(yù)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(chǎn)制造成本以及后期服務(wù)成本，此外還能應(yīng)用于自動(dòng)化大批量生產(chǎn)。

目前在自動(dòng)變速器生產(chǎn)線需要試漏的主要有兩個(gè)位置：機(jī)加工后的殼體以及裝配完成后的整機(jī)。針對(duì)殼體進(jìn)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(huì)導(dǎo)致漏油或者油水貫通，需要通過殼體試漏進(jìn)行判定;對(duì)整機(jī)進(jìn)行的試漏主要由于整機(jī)裝配過程中，由于裝配缺陷導(dǎo)致的裝配不到位，或者密封不當(dāng)可能導(dǎo)致的漏油。主要用于判斷裝配密封狀態(tài)是否良好，殼體連接面或者油封部位是否存在漏油風(fēng)險(xiǎn)。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(cè)工件使用密封夾具進(jìn)行密封，只保留一個(gè)充氣孔，通過充氣孔向待測(cè)工件的容腔充氣并完全沉水，觀察水面有無連續(xù)氣泡產(chǎn)生，即可判斷工件有無泄漏。通過觀察氣泡產(chǎn)生的數(shù)量、大小以及位置，可以判斷具體泄漏的部位以及嚴(yán)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(diǎn)是單臺(tái)測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化并且存在漏檢風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)弄濕表面造成工件銹蝕。零件還需經(jīng)過防銹、烘干、殘水處理等工藝流程，操作比較繁瑣且自動(dòng)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(cè)工件的容腔充入一定的氣壓，并使用專用泄漏檢測(cè)設(shè)備測(cè)量泄漏量是否在允許的范圍內(nèi)，如果在允許范圍內(nèi)則合格，超出范圍則不合格。優(yōu)點(diǎn)是測(cè)試效率高，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試及管理，缺點(diǎn)是無法有效判斷具體泄漏部位。當(dāng)前生產(chǎn)線主要應(yīng)用氣密法進(jìn)行試漏測(cè)試。

2 試漏關(guān)鍵參數(shù)

2.1 環(huán)境

測(cè)試過程對(duì)環(huán)境變化尤為敏感，溫度、濕度等因素對(duì)測(cè)量結(jié)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(huì)造成腔體內(nèi)壓力上升，對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生較大影響。在測(cè)試過程中如果發(fā)生溫度變化，也會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生較大影響。因此在測(cè)試過程需要使用經(jīng)過濾水的壓縮空氣，并且盡量控制整個(gè)測(cè)試過程的溫度變化不超過一定范圍。

2.2 檢測(cè)壓力

充氣壓力一般由自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)時(shí)的最大工作壓力決定，殼體單體測(cè)試時(shí)的壓力一般根據(jù)工作狀態(tài)的不同主要分成腔體及油道壓力，鑄造缺陷一般難以發(fā)現(xiàn)，需要較高的充氣壓力進(jìn)行測(cè)試;整機(jī)的測(cè)試壓力一般由變速器設(shè)計(jì)時(shí)的最大工作壓力決定，而最大工作壓力往往由內(nèi)部油封的工作壓力決定，因此整機(jī)充氣壓力不能超過內(nèi)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(fēng)險(xiǎn)。

2.3 試漏過程

整個(gè)試漏過程可以分為等候、充氣、穩(wěn)定、測(cè)試、排氣五個(gè)階段，試漏時(shí)間作為試漏主要過程，受生產(chǎn)線節(jié)拍影響，需要控制在一定時(shí)間內(nèi)。測(cè)試壓力大小、被測(cè)整機(jī)容積、腔體形狀、充氣口面積、封堵效果等對(duì)試漏時(shí)間都有一定影響。

等候階段主要包括被測(cè)工件到位時(shí)間、工裝封堵到位時(shí)間、進(jìn)入測(cè)試界面時(shí)間等;

充氣階段指將壓力充入工件腔體內(nèi)，使腔體內(nèi)壓力達(dá)到期望測(cè)試壓力的時(shí)間，主要由被測(cè)整機(jī)容積大小以及充氣口形狀決定;

穩(wěn)定階段指等待腔體內(nèi)壓力達(dá)到穩(wěn)定平衡所需的時(shí)間，一般自動(dòng)變速器分為多個(gè)腔體，腔體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，小腔及油道較多。需要較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)入壓力穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)壓力穩(wěn)定后代表該階段結(jié)束，可以進(jìn)入下一步測(cè)試過程;

測(cè)試階段作為結(jié)果評(píng)價(jià)，只要變速箱的生產(chǎn)一致性達(dá)到要求，不論內(nèi)部壓力是否穩(wěn)定，只要經(jīng)過足夠數(shù)量的總成泄漏值統(tǒng)計(jì)，測(cè)試時(shí)間及泄漏量是成線性比例關(guān)系的，因此，可以認(rèn)為測(cè)試時(shí)間不是氣密性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵影響因素，而更多的是與生產(chǎn)節(jié)拍強(qiáng)相關(guān)。

排氣階段指封堵工裝撤離，工件離開測(cè)試工位的時(shí)間，一般在生產(chǎn)線設(shè)計(jì)初期根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行定義。

其中充氣及穩(wěn)定過程，時(shí)間較短可能導(dǎo)致內(nèi)部壓力混合不均勻，影響測(cè)試結(jié)果判斷。首先可設(shè)定一個(gè)比較長(zhǎng)確認(rèn)可以充滿的時(shí)間，并觀察壓力是否可以保持穩(wěn)定，然后逐漸較少充氣時(shí)間，直到尋找到一個(gè)可以使壓力基本保持穩(wěn)定的較短時(shí)間。

2.4 試漏方法

氣密法進(jìn)行試漏主要采用兩種測(cè)試方案，即壓差法及絕對(duì)壓力法：

壓差法原理是由被測(cè)工件通過壓差傳感器與標(biāo)準(zhǔn)工件相連組成一個(gè)比較系統(tǒng)。其中，標(biāo)準(zhǔn)工件容積及結(jié)構(gòu)最好與被測(cè)工件想同，且保證標(biāo)準(zhǔn)工件完全無泄漏或者泄漏極小。檢測(cè)時(shí)，首先向標(biāo)準(zhǔn)工件和被測(cè)工件測(cè)量腔內(nèi)同時(shí)充氣，達(dá)到測(cè)量壓力后，經(jīng)過一定的平衡時(shí)間，使壓差傳感器兩側(cè)壓力相等，然后進(jìn)行測(cè)量階段。經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)工件無泄漏，如果被測(cè)工件泄漏，會(huì)引起工件測(cè)量腔內(nèi)的氣壓下降，使壓差傳感器失去平衡。根據(jù)壓差傳感器數(shù)值大小判斷被測(cè)工件泄漏程度以及是否合格。

絕對(duì)壓力法原理，首先將被測(cè)工件使用工裝進(jìn)行封堵，保留一個(gè)充氣孔，向被測(cè)工件內(nèi)充氣，然后關(guān)閉閥，使系統(tǒng)內(nèi)氣體平衡。再轉(zhuǎn)入測(cè)量階段，通過絕對(duì)壓力傳感器測(cè)量開始時(shí)被測(cè)工件內(nèi)部壓力，經(jīng)過一定的測(cè)量時(shí)間后，再測(cè)量結(jié)束時(shí)的壓力值，將這兩個(gè)壓力值進(jìn)行比較，根據(jù)泄漏量的大小判斷工件是否合格。

壓差法與絕對(duì)壓力法可以通過換算進(jìn)行等效。壓差法測(cè)得的壓力降是在測(cè)量時(shí)間內(nèi)，被測(cè)腔中壓力的變動(dòng)量。絕對(duì)壓力法測(cè)得的泄漏率是指被測(cè)腔在一定的壓力下，單位時(shí)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(gè)合格的泄漏速率，根據(jù)腔體的容積即可換算出壓力降。

式中：F：泄漏速率 V：腔體內(nèi)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(gè)組成部分相加而成：整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的試漏值和被測(cè)工件的試漏值。測(cè)量系統(tǒng)試漏值一般指整個(gè)封堵系統(tǒng)以及充氣系統(tǒng)的泄漏量，受工裝封堵效果以及測(cè)試壓力影響較大。但在正常情況下，測(cè)量系統(tǒng)試漏值比較穩(wěn)定，基本處在一個(gè)固定的小范圍區(qū)間，可以忽略不計(jì)。另外一個(gè)對(duì)試漏值有影響的因素是環(huán)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(huì)導(dǎo)致試漏值出現(xiàn)異常變化，一般要求環(huán)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(tǒng)計(jì)學(xué)方法，首先，在前期工藝驗(yàn)證過程中，對(duì)試生產(chǎn)的工件采用沉水法進(jìn)行測(cè)試，確定密封是否良好，如果合格的工件再通過氣密法進(jìn)行測(cè)試，得到最終的試漏值。統(tǒng)計(jì)批量合格工件測(cè)試的數(shù)據(jù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)出的數(shù)據(jù)范圍確定最終試漏值，再經(jīng)過一段時(shí)間的試生產(chǎn)即可確定合格限值范圍。

3 結(jié)束語

本文結(jié)合試漏原理，對(duì)自動(dòng)變速器生產(chǎn)過程中的試漏過程關(guān)鍵步驟進(jìn)行分析。

近幾年來，隨著生產(chǎn)線在線檢測(cè)技術(shù)的升級(jí)應(yīng)用和智能制造裝配的投入使用，我國(guó)汽車工業(yè)生產(chǎn)制造水平有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，國(guó)產(chǎn)汽車質(zhì)量及自動(dòng)變速器質(zhì)量水平與合資品牌差距越來越小。隨著中國(guó)制造2025的推進(jìn)，我國(guó)汽車工業(yè)也將迎來與國(guó)外汽車工業(yè)齊肩并肩的機(jī)會(huì)，甚至超越他們。

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