氦气检漏仪在汽车变速器上的应用

就现有技术而言,变速器不可避免地会遇到泄漏问题,而且新型多级变速器的运行过程非常复杂。变速箱油一旦泄漏,将严重影响换挡效果。但是,如果在产品制造的早期阶段就解决问题,即在铸造后、装配前进行产品检漏,不仅可以为变速器供应商节省大量的生产成本,还可以避免客户投诉甚至召回的后果。因此,氦检漏系统的开发无疑为这些问题提供了另一个很好的解决方案。

一、变速器铸造后的检漏

过去,变速器泄漏问题总是在组装后才发现。但是,如果使用配备了氦气检漏仪的工装夹具,大多数泄漏都可以在铸造后检测出来,在生产过程的早期阶段就可以排除有问题的铸件,从而节省了大量的生产成本。

泄漏检测流程如下:首先,变速器在工作站被自动拆卸,并使用特定的夹具对蜗型阀板(换档通道)和变矩器腔体等孔进行封堵,该夹具具有很高的精密度,能有效防止堵塞孔的泄漏。接下来,将带有封堵夹具的变速器放置在一个全封闭的设备中并夹紧、密封和抽真空。之后,向密封的设备内注入氦气,在风机的搅拌下,形成密度为1%的均匀氦气/空气混合物,并均匀分散到变速器外的各个部位。氦检漏仪通过“换档通道”与被测设备相连。如果氦气通过孔隙、裂纹、螺纹孔或任何其他泄漏点从富含氦气的外部进入变速器内部,氦气检漏仪将立即、准确和迅速地检测到它。此时,就可以判断产品是否合格并收集相关数据,以备后续跟踪。此外,变速器中的所有通道和孔都需要单独测试。

如果在铸铝件表面25.4mm直径范围内有多孔泄漏,氦分子可能会通过数以亿计的孔进入产品内部。空气测试或水下测试根本无法检测到这样的孔隙,但氦检漏仪可以检测到,这就是该仪器的独特之处。相比之下,氦检漏仪只需几秒钟就能完成测试。而且,该产品的整个检测时间只有30—40秒,确保氦气检漏过程与钻孔或安装电磁阀等生产过程一样快速。

目前,业界的容许泄漏率约为1 sccm。然而,随着变速器的不断升级和更换,其结构变得越来越复杂,其内部使用的液体也发生了变化。随着性能要求越来越高,泄漏率也必须越来越低。熟悉这流程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0.1 sccm,为原来标准的10%。

二、成品变速器的线上泄漏检测。

在第二阶段,特别是在生产阶段的后期,制造商可能会再次检查变速器,这一次是从内到外的检漏。在试验室抽真空后,将密封的成品变速器放入其中进行试验。在试验过程中,一旦关闭试验箱盖,使用大型真空泵对试验箱进行抽真空。然后将氦检漏仪连接到真空泵,以检测是否有氦分子从成品传输中流出。

变速器和试验箱同时抽真空,然后将氦注入变速器。由于变速器密封组件不能承受大于27.6kPa的压差,因此在测试过程中变速器内的纯氦气压力保持在大约20.7kPa的范围内。如果在变速器中有一个裂缝,氦可以从内部逸出——以前是从外部逸出的。之所以要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。而对于自动变速器来说,液体的压力是从内部传递到外部的,因此模具还应模拟产品的工作条件。如果通道在压力下受到挤压,或者接头膨胀,氦气就会像液体一样流出。其次,由于制造过程的复杂性,如果变速器中有裂缝,氦气会更快地泄漏到真空中。产品出厂前,变速器内的所有通道都必须通过检漏,以确保其密封性。

与空气检测法或压力衰减检测法相比,氦检测法具有更好的重复性,不受温度的限制,检测后更容易清洗。氦检漏仪的测试方程中有许多变量,可实现重复性和再现性。

氦检测法的试验过程要求极低的压力。同时,由于氦检漏仪具有极高的灵敏度,即使是极低浓度的氦也能被检测到。减压带来的好处不仅降低了生产成本,即每件产品的每次检验费用降低了0.5元左右,而且提高了生产安全性,保证了员工的操作安全。

氦检测方法不仅适用于汽车变速器领域,还适用于任何铸铝产品,包括涡轮增压器壳体、分动箱壳体、阀块、阀盖,甚至柴油流体阀壳体。此外,排气再循环冷却器和充气冷却器(一般为不锈钢,但也使用铜部件)也采用类似的测试方法。

上腾科技(广州)有限公司自2005年成立,迄今为止已在测漏领域深耕18年,拥有专业的研发团队和售后团队,致力于为客户提供前沿的技术和安心的保障。公司目前有直压式泄漏测试仪、差压式泄漏测试仪、双通道泄漏测试仪、四通道泄漏测试仪、质谱仪等,标准漏孔、压力表、流量计等,可提供完整的泄漏测试方案,满足客户的多样需求。