解析汽车变速器氦气检漏技术

就目前技术而言，变速器一定会遇到泄漏的情况，而那些新型多级变速器的操作过程又十分复杂，一旦出现传动液泄漏，就会严重影响换档效果。但如果将问题解决在在产品制造的初期阶段，即在铸造后和装配前就进行产品的泄漏检测，不仅会为变速器供应商节省大量生产成本，还会免去因客户投诉甚至召回而带来的诸多问题。因而氦气检漏系统的研发，无疑为这些问题提供了又一良好的解决方案。

一．变速器机加铸造后进行的泄漏检测

以往变速器的泄漏问题总是在组装之后才会被发现。但如果使用配有氦气检漏仪的工装夹具，大部分漏点则可在铸造之后就能被检测出，在生产过程初期排除问题铸件，从而大量节约生产成本。

该泄漏检测的流程如下：首先，变速器在工装工位上被自动机械地取下，用特定夹具将对蜗型阀板(换档通道)和变矩器腔体等孔进行封堵，该封堵夹具有非常高的精密度，可有效防止封堵孔泄漏；接着，将套有封堵夹具的变速器放人一全封闭的设备中并夹紧、密封并抽成真空。之后，向该密封的设备中注入氦气，在风扇的搅拌下，形成密度为1％的氦气／空气均匀混合物，并被均匀分散至变速器外部的各个部位。氦检漏仪通过“换档通道”与被检测设备连在一起。如果氦气通过孔隙、裂缝、螺纹孔或其它任何泄漏点从氦气含量丰富的外部进入变速器内部，氦气检漏仪会立刻精准快速地检测到。此时，便可判定产品是否合格并收集到相关数据进行后期追踪。此外，变速器上的所有通道和孔洞均需要进行单独测试。

如果铸铝件表面25.4mm直径范围内存在多孔隙泄漏，那么氦分子就有可能通过数以亿计个细孔进入产品内部。空气检测或者水下检测法根本无法检测出此类孔隙，而氦检设备则可以做到，这正是该设备的独特之处。相较而言，氦气检漏仪只需数秒便可完成检测。且产品的整个检测时间也不过30-40s，保证氦气检漏工序与钻孔或安装电磁阀等生产工艺一样迅速。

目前，行业内允许的泄漏率约为1 sccm，但随着变速器不断升级换代，结构日益复杂，其内部使用的液体也随之变化，性能要求越来越高的同时，泄漏率也必须做到越来越低。熟悉该工艺的汽车测试工程师表示，新的9档和10档变速器的泄漏率可低至0.1sccm，仅为原标准的l0％。

二．成品变速器装备线上的泄漏检测

在第二阶段，尤其是在生产阶段后期，制造商可能会再次对变速器进行检测，这次是进行由内至外的泄漏检测。测试腔抽真空后，将密闭的变速器成品置于其中进行测试。测试时，一旦测试腔盖闭合，便立刻用大型真空泵抽真空。接着将LDS3000氦气检漏仪与真空泵连接，检测是否有氦分子从成品变速器中流出。

变速器与测试腔同时抽真空，随后将氦气注入到变速器内部。由于变速器密封组件无法承受大于27.6kPa的压差，因此测试过程中变速器内部纯氦气的压力保持在约20.7kPa的范围内。如果变速器存在裂缝的话，氦气便会由内向外溢出—之前是由外向内。之所以进行由内而外的泄漏测试，首先是因为制造商通常要求在产品设计标准内进行测试。而对于自动变速器而言, 液体压力是由其内部传输至外部，所以模具也应当模拟产品最终的运行条件。如果在压力下通道出现挤压，或者接头扩张。氦气便会像液体一样流出；其次，由于生产工艺复杂——电磁阀、液力变扭器、“换档通道”和所有的弯曲通道——如果变速器存在裂缝的话，氦气会更快地泄漏至真空中。在产品出厂前，变速器内所有通道都必须通过泄漏检测以确保其密闭性。

相较于空气检测法或压力衰减检测法，氦气检测法具有更好的可重复性，且不受温度限制，测试后更容易清洁。氦气检漏仪的测试方程中设有诸多变量，可达到测量效果R&R——可重复性与可再现性。



三．氨气检测法的优越性

与传统的空气测试方法相比，氦气检测方法具有诸多优越性。首先，空气检测法对温度十分敏感，热部件或待冷却部件都会造成质量流量不准确或无法重复测试；其次，待测量产品体积对示踪气体检漏测试毫无影响，但体积大会给质量流量或压力衰减检测法等空气测试法带来很多的问题。体积大的产品需要更长的测试时间，且敏感度也会降低。其中压力衰减检测法不仅需要多次才能获得稳定压力，而且向产品内的多次增压势必造成温度的上升，从而影响压力测试的准确度。



氦气检测法的测试过程所需压力非常低，同时由于氦气检漏仪具有非常高的灵敏度，即使非常低浓度的氦气也能被检测到。压力降低的好处，一方面不仅降低了生产成本，即每个产品每次检测费用约降低0.5元人民币，另一方面还提高了生产的安全性，确保了员工的操作安全。虽然采用氦气检测法只需很低的压力，但检测质量却更高效，而且还能够检测出质量流量和压力衰减测试所无法探测的孔隙。这些细小的纹理和孔隙是变速器中潜在的安全隐患，长期运行使用后会出现液体泄露的情况。

氦气检测法不仅适用于汽车变速器领域，而且也适用于任何铸铝产品，包括涡轮增压器壳体、分动器壳体、阀组、阀盖、甚至柴油液体阀门壳体。此外，废气再循环冷却器和增压空气冷却器(一般是不锈钢，但也使用铜制组件)也使用类似的测试方法。