变速器总成密封性试验

王玲生

南亚变速箱厂

摘要本文较完整地叙述了变速器总成密封性试验的两种方法——气密法和浸水法，研究了漏气和漏油以及时间的关系，提出气密曲线无泄漏区的概念，指出变速器总成工作时的内腔压力是引起漏油的重要原因，内腔压力高于无泄漏区压力时，总成必然漏油。总结了气密参数确定的原则和方法并以本厂总成为例加以说明，计算了水密封试验中漏气量和气泡量的定量关系，认为密封性能检查时，气密法比浸水法好，浸水法应只用来寻泄漏点。

关键词密封性能试验气密试验浸水试验干空气粘度泄漏曲线临界曲线

无泄漏区变速器工作时内腔压力漏气与气泡泄漏点

汽车变速器在使用中不应有漏油甚至渗油现象，出厂前必须进行检查，现在一般都采用气密封试验或浸水试验，气密封试验的方法是先封闭所有可能出气口，通入规定的无水压缩空mide008

气，切断气源后，在规定时间内，检查漏气情况。浸水法，是先堵住出气口，输入无水压缩空气，在不断气源的情况下，浸入水池中，观察气泡情况；浸水试验还有一个目的，是在气密试验中已查处有泄漏时，出泄漏点。下面分别讨论两种方法。

1 气密封试验

1.1 气密封试验的规范值

目前国内外所有汽车制造厂家均采用这种试验方法，列举几家汽车厂的试验规范见表1：

表 1 气密封试验规范

厂家	IBEZA 西班牙	PALLIO 土耳其	IVECO 南京	NJ1020（试行）南京	EAGLE 英格尔
测试气压	500毫克	0.153bar	0.25bar	25KPa	500毫克
测试时间	6S	2S	6S	6S	6S
允许泄漏	5毫克	6毫克	40Pa	4KPa	5毫克

我厂生产的英格尔汽车是由西班牙引进的产品，变速器总成气密试验参数采用西班牙IBEZA汽车的参数。从上表内容看，似乎各个厂家使用的参数差异很大，是否各变速器生产厂对漏气和漏油之间的定量关系各有看法？也有人说大批生产的的变速器总存在少量漏气，绝对一点不漏气难以做到，也不利于生产，因为油和气性质不一样，漏气不一定漏油，为此先对这两种物质作一简易介绍。

1.2 压缩空气和润滑油

我们使用的空气应该是不含水分的空气，也就是是干空气，干空气的部分性能和组成成分见表2

表2表3可以看出，两种物质共有特性为粘度，故只列出两种物质的其余部分性能。这里只在粘度上加以讨论。空气和油一样，流动时其分子间的摩擦阻力称为粘度，作为一种流体，其粘度只受温度变化的影响，而压力变化对其影响很小。从这两表中比较油的粘度比空气大得多，是空气的10多倍。粘度试验中，其运动粘度在温度为t时计算公式为：

式中运动粘度

C —— 粘度计常数

—— 试样的平均流动时间 s

表2 干空气的组成成分和部分性能

组成成分 %
元素			Ar		其它
体积组成	78.03	20.93	0.932	0.03	0.078
重量组成	75.5	23.1	1.28	0.046	0.074
性能项目
运动粘度（C）	2.38（cst）

润滑油部分技术指标见表3：

表3 机械变速器润滑油部分技术要求

性能项目
运动粘度（C）	13.524.0（cst）
成沟点	-C
铜片腐蚀	1级
橡胶相容性
抗锈蚀

上式说明，粘度和流动时间成正比，粘度越大，通过相同的泄漏点时，流动时间越长。于是，我们可以说在相同压力下，变速器漏气必然漏油，只是空气泄漏表现快，而油表现得慢些，这也是用空气来检查变速器泄漏的原因。那么为什么所有国家气密试验时都允许一定的泄漏值那？

1.3 漏气与时间

为出这个关系，以我厂生产的变速器做试验，经多次试验可得到如图1、图2所示曲线，图1的试验方法：固定输入测试气压，当内腔气压表显示达到该值时切断气源，考察漏气情况，用不同泄漏量的总成可得到不同的曲线。

图1 图2

图2的试验方法：固定泄漏量即用同一个总成，用不同的输入测试气压，当总成内腔达到测试气压时切断气源，观察泄漏情况，也可得到不同的曲线，但图中各曲线最终会重合成一条。实际上是一条曲线的左右移动。

图1、图2都显示，压力越高漏气越快，随时间延长越来越缓慢，而趋于平行于时间轴的直线。也就是不再泄漏，我们把这一段叫做无泄漏区。从两图中还可以看到，泄漏量一定时其泄漏曲线是唯一的。不难想象，当变速器一定时，即内腔容积固定，如果已知变速器工作时的内腔压力，可以从图1曲线族中到泄漏的临界曲线，其无泄漏区压力等于变速器工作时内腔压力，当测试某变速器总成的气泄漏曲线在临界线以上时，该总成不会漏油，在临界曲线之下必定漏油。这是变速器漏气与漏油的定性关系。可以这样说变速器工作时能产生多大压力呢？从设计来说，为防止渗漏，希望变速器内腔工作压力越小越好，所以我厂设计的变速器总成出气孔不用压力弹簧顶出气孔盖，是靠迷宫式出气结构，能出气而不会漏油。对于用弹簧顶住出气孔盖的变速器，显然内腔压力大于弹簧力时才能出气，如何设计出气孔结构，不是本文讨论范围。

1.4 测定变速器工作时内腔压力

我厂变速器设计时内腔和外界的空气通道无阻挡，那么内腔压力是否能做到零呢？实际生产中不能每台做到，这是由于润滑油，清洁度以及各零件制造误差，工作时的高温，都可能使内腔压力升高，大多总成质量较好，其内部压力会做到零。出正常工作时内腔可能产生允许的最高压力这是比较难做的试验，对我厂变速器做的5台试验数据如表4：

表4 变速器工作时内腔压力

电子发声挂图不锈钢抛光轮

被测总成	输入转速转/分	加载力矩 Nm	时间分	档位	温升 C	内腔压力毫巴
1#	5000	20	15	4	100	20
2#	4500	20	12	4	80	0+
3#	4200	0	23	4	90	0+
4#	5000	20	20	4	90	0+
5#	4500	0	30	钻机转盘4	90	0+

被测总成(1#)运行约10分钟在温升到60C时，内腔压力开始产生，表针抖动，后基本保

持在20毫巴处摆动。其余总成均未测到内腔压力值，是否可以用计算的办法解得内腔压力值，假定出气口被堵塞且无泄漏，按查理定律，在容积不变的条件下，气体状态变化时，其压力与绝对温度T成正比。P1／Tl=P2／T2，当变速器温升由0℃升到90℃时，可解得内腔压力为329毫巴，这显然是不实际，故一般采用试验法。

1.5气密试验参数确定

综上所述，一般气密试验参数确定仍以试验方法决定，参数选择的原则如下：

1.5.1 试样，由于容积大小直接影响压力变化的快慢，而变速器内腔复杂，齿轮、拨叉等零件又占据空间，模拟其实际容积很困难，通常以实物做试验。

1.5.2 由变速器工作时内腔压力决定临界曲线的无泄漏区压力。实际取用时无泄漏区压力一定要大于变速器工作内腔压力，一般取3倍。

1.5.3 由生产节拍决定测试气压的高低，测试气压高，相同时间内压降变化大，测量结果

精确，生产节拍快。

1.5.4 在满足生产节拍要求前提下，测试气压不能无限取高，以利试验机元件选#，同时

避免损坏总成。

按这个原则，以我厂变速器总成进行气密试验参数确定为例，进一步说明以上原则的应用。由上节知本变速器工作时最高内腔压力为20毫巴，因为测试数量有限，刚装成的总成内部较清洁，故取临界曲线的无泄漏区压力为70毫巴。

按我厂生产节拍为50秒，气密试验机为人工上下料，节拍分配：上、下料30秒，自动夹紧5秒，充气10秒，测试时间只能为5秒，试验结果：测试压力应为500毫巴，这是下限值，低于这个压力就不能满足生产节拍。试验数据见表5、表6，表中数据是在测试时间为1000秒之内的数值，表5为无泄漏标准总成数据，表6为总成泄漏曲线无泄漏区压力为70毫巴的数据，图3是这两组参数的描点图，图中上一条曲线为标准总成泄漏曲线，是一条略倾斜直线，这是因为系统泄漏的原故。下一条曲线为表6数据，非常清楚地描述了漏气情况，当其变化的斜率与上一条标准总成斜率一致时，我们认为已达到不泄漏的状况，压力刚好为70毫巴。这是一条我厂总成泄漏值为下限时的曲线。

表5 标准无泄漏总成试验参数压力：毫克时间：秒

导热胶带

压力	时间	压力	时间	压力	时间	压力	时间
500	8	450	245	400	550	350	855
490	39	440	316	490	591	340	951
480	105	430	354	380	676	335	1000
470	139	420	429	370	720
460	208	410	470	360	809

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