变速器整车涉水试验分析与研究

曾辉 陈裕棋 尹国强

摘 要：变速器整车涉水试验目的是考核汽车通过水槽，浸没或淹没道路时变速器的涉水能力。本文主要对变速器的整车涉水试验失效分析，从变速器方向提升其涉水能力，通过对变速器通气管设计优化，设计一种新型的变速器通气管，进而提升变速器的涉水能力。

关键词：变速器;通气管;涉水试验;水含量

0 引言

按国家法规要求在人工涉水池中，汽车全轮驱动，低速通过符合设计任务书要求的水深水池[1]。水池最高的深度由变速器系统需求规范定义，来源于主机厂，一般至少400mm。变速器涉水能力一般由整车底护板，侧护板设计，整车布置，变速器离地高度，变速器通气管设计等因素决定。本文重点研究从变速器角度提升变速器的涉水能力，如优化变速器通气管设计。变速器通气管一般安装在变速器壳体顶部，具有平衡变速器内外气压，提高变速器水平位置，增强涉水能力的功能。通气管的长度及结构尺寸将影响变速器的涉水能力，如果通气管防进水能力差，在汽车行驶过程中，外界粉尘及水汽通过变速器通气管进入变速器内部，从而造成润滑油污染，含水量超标，进而造成变速器离合器钢片抛光或零件锈蚀，影响离合器耐久及整车驾驶性能，如整车起步、蠕行时抖动等问题。

1 变速器涉水试验失效分析案例

变速器涉水试验需要采集各工况下油品中的水含量值，水含量值是涉水试验一个重要判定条件。若水含量超标，则判定试验不通过。以某开发变速器产品为例，根据变速器润滑油品特性定义水含量值不能超过1000ppm，试验共22个工况[2]，试验后发现有5个试验工况[2]水含量检测超过规定限值，最大达到1586ppm，试验判定不通过。详细信息请见如下图1。

2 问题分析

因该变速器开发产品专有件只有通气管，其它硬件已经在量产项目的涉水试验验证和通过;通过对潜在因子逐一排查，怀疑变速器通气管是涉水试验失效的潜在根本原因。

更换不同的主机厂的通气管搭载涉水试验做AB验证和对试验过程中采集的水含量值数据做统计分析。相同工况，对不同通气管测量的水含量做差值并做单样本T检验。

分析结果：

P值小于0.05，说明拒绝Ho假设，OEM通气管对水含量有显著的影响，设计优化后的通气管对水含量有显著地改善。

3 改进措施

常规的通气管通过增加通气管长度和拔高变速器水平位置来增加其涉水能力，但这种结构通用性不强，由于通气管本体结构复杂，因不同车型整车布置的差异，给通气管预留的设计空间不同，从而需要设计不同的通气管，故这种通气管通常子零件多、长度长，需要增加额外管架定位，导致零件成本相对较高。

基于项目平台通用性和零件成本考虑，设计一种新型的变速器通气管。通气管由通气管本体10、通气管连接件30和一种新型设計通气帽20组成。通气管本体10与变速器连接，通气管连接件20连接通气管本体10和通气帽20;通气帽20采用双层帽结构设计，在保证通气基础下，能有效的防水，防止水进入变速器内部，进而提升变速器的涉水能力。

详细设计见如下图2。

4 试验验证

改进后通气管搭载变速器整车试验，水含量值有显著地降低（最大降低747ppm@400mm 工况），试验后拆卸检查零件无异常，满足试验通过的标准。

5 系统预防和推广

新型设计通气管通用较强，已推广应用其它项目产品。

参考文献：

[1]Standard：GB/T 12541-90 汽车地形通过性试验方法[S].

[2]Standard：GET-RF.00.1030-251.CNALL.FF3 变速器涉水试验规范[S].

作者简介：曾辉（1988-），男，江西南昌人，本科，工程师，从事汽车变速器开发工作。