變速器整車涉水試驗分析與研究

曾輝 陳裕棋 尹國強

摘 要：變速器整車涉水試驗目的是考核汽車通過水槽，浸沒或淹沒道路時變速器的涉水能力。本文主要對變速器的整車涉水試驗失效分析，從變速器方向提升其涉水能力，通過對變速器通氣管設計優化，設計一種新型的變速器通氣管，進而提升變速器的涉水能力。

關鍵詞：變速器;通氣管;涉水試驗;水含量

0 引言

按國家法規要求在人工涉水池中，汽車全輪驅動，低速通過符合設計任務書要求的水深水池[1]。水池最高的深度由變速器系統需求規范定義，來源于主機廠，一般至少400mm。變速器涉水能力一般由整車底護板，側護板設計，整車布置，變速器離地高度，變速器通氣管設計等因素決定。本文重點研究從變速器角度提升變速器的涉水能力，如優化變速器通氣管設計。變速器通氣管一般安裝在變速器殼體頂部，具有平衡變速器內外氣壓，提高變速器水平位置，增強涉水能力的功能。通氣管的長度及結構尺寸將影響變速器的涉水能力，如果通氣管防進水能力差，在汽車行駛過程中，外界粉塵及水汽通過變速器通氣管進入變速器內部，從而造成潤滑油污染，含水量超標，進而造成變速器離合器鋼片拋光或零件銹蝕，影響離合器耐久及整車駕駛性能，如整車起步、蠕行時抖動等問題。

1 變速器涉水試驗失效分析案例

變速器涉水試驗需要采集各工況下油品中的水含量值，水含量值是涉水試驗一個重要判定條件。若水含量超標，則判定試驗不通過。以某開發變速器產品為例，根據變速器潤滑油品特性定義水含量值不能超過1000ppm，試驗共22個工況[2]，試驗后發現有5個試驗工況[2]水含量檢測超過規定限值，最大達到1586ppm，試驗判定不通過。詳細信息請見如下圖1。

2 問題分析

因該變速器開發產品專有件只有通氣管，其它硬件已經在量產項目的涉水試驗驗證和通過;通過對潛在因子逐一排查，懷疑變速器通氣管是涉水試驗失效的潛在根本原因。

更換不同的主機廠的通氣管搭載涉水試驗做AB驗證和對試驗過程中采集的水含量值數據做統計分析。相同工況，對不同通氣管測量的水含量做差值并做單樣本T檢驗。

分析結果：

P值小于0.05，說明拒絕Ho假設，OEM通氣管對水含量有顯著的影響，設計優化后的通氣管對水含量有顯著地改善。

3 改進措施

常規的通氣管通過增加通氣管長度和拔高變速器水平位置來增加其涉水能力，但這種結構通用性不強，由于通氣管本體結構復雜，因不同車型整車布置的差異，給通氣管預留的設計空間不同，從而需要設計不同的通氣管，故這種通氣管通常子零件多、長度長，需要增加額外管架定位，導致零件成本相對較高。

基于項目平臺通用性和零件成本考慮，設計一種新型的變速器通氣管。通氣管由通氣管本體10、通氣管連接件30和一種新型設計通氣帽20組成。通氣管本體10與變速器連接，通氣管連接件20連接通氣管本體10和通氣帽20;通氣帽20采用雙層帽結構設計，在保證通氣基礎下，能有效的防水，防止水進入變速器內部，進而提升變速器的涉水能力。

詳細設計見如下圖2。

4 試驗驗證

改進后通氣管搭載變速器整車試驗，水含量值有顯著地降低（最大降低747ppm@400mm 工況），試驗后拆卸檢查零件無異常，滿足試驗通過的標準。

5 系統預防和推廣

新型設計通氣管通用較強，已推廣應用其它項目產品。

參考文獻：

[1]Standard：GB/T 12541-90 汽車地形通過性試驗方法[S].

[2]Standard：GET-RF.00.1030-251.CNALL.FF3 變速器涉水試驗規范[S].

作者簡介：曾輝（1988-），男，江西南昌人，本科，工程師，從事汽車變速器開發工作。