WDCT变速箱密封性研究测试

李向兵，葛宗强，杨伟龙，刘佃涛，刘春峰

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

WDCT变速箱密封性研究测试

李向兵，葛宗强，杨伟龙，刘佃涛，刘春峰

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章以某国产自主湿式双离合自动变速箱（Wet Dual Cluth Transmission，WDCT）为研究对象，通过壳体面压测试及变速箱内部压力测试来确认变速箱的整体密封性。

双离合自动变速箱；WDCT；面压测试；密封性

CLC NO.:U461.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)08-137-02

引言

随着汽车在人们生活中的日益普及，人们对汽车的驾驶及乘坐舒适性的要求越来越苛刻，整个汽车市场对搭载自动档变速箱的汽车的需求也日益增加。而双离合自动变速箱（Dual Cluth Transmission，DCT）作为自动变速箱的一员在继承了手动变速箱传动效率高、结构紧凑、质量轻等优点的同时，也具有自动变速箱在起步以及换挡品质优良的特性，同时可传递扭矩范围广（最大500N·m以上）、动力性好、燃油经济性高，在国内具有很好的发展前景，也是目前国内部分整车及整机厂的重点研发对象。但从前期部分已投入市场的DCT的市场表现来看，由于离合器温度保护引起的动力中断的原因，干式双离合变速箱的成绩并不是特别优秀，反而引起了客户对DCT产品的抱怨和怀疑。而湿式双离合自动变速箱（Wet Dual Cluth Transmission，以下简称为WDCT）的固有特性决定了其在离合器温度控制上的优势，通过油液对离合器的主动润滑来达到降温的目的，在与干式的市场竞争中占据了上风。

本文主要通过某国产WDCT的壳体面压测试及变速箱内部压力测试来确定变速箱内部的整体密封性。

1、理论分析

1.1 试验必要性

WDCT的基本运行机理为：由输入转速带动油泵输出高压油，通过TCU控制液压模块中对应电磁阀的开关来引导控制调节油压、流量、走向，动力传递由高压油推动拨叉移动及压紧离合器片来实现。WDCT保持持续动力输出的关键在于换挡之际，内部实际上是有两个档位在档，通过两个相对应的离合器片的同步交替分离与接合，保证扭矩的传递。同时，变速箱内部轴系的润滑及包含离合器在内的冷却也都由油液来完成。由此可看出，保证变速箱内部油液的油量稳定及正常循环流动关乎变速箱乃至整车的正常使用。一旦油液存在泄露，变速箱即不能保持正常工作，进而影响整车。在变速箱研发过程中，对变速箱密封性进行测试研究也就显得非常重要了。

1.2 试验理论

研究测试变速箱的密封性主要分为壳体面压测试和内部压力测试两部分。变速箱的壳体主要是离合器壳体（主要容纳双离合器）和主壳体（容纳齿轴、阀体、油泵及其他附件）通过螺栓连接紧固并加涂密封胶保持端面密封，面压测试主要是测量螺栓打紧后两个壳体之间的压力表现。

内部压力测试即通过试验手段使变速箱内部压力不断上升至变速箱最大许用压力或测试变速箱在最恶劣的工况下所能达到的最大压力，对压力变化过程以及之后的压力保持情况进行测量监控，并检查确认变速箱内外各处油道相关处油液渗漏情况来确认变速箱对内部压力的表现性能。

2、试验过程及结果

2.1 面压测试

按照离合器壳体及主壳体接触面基本特征，按照1:1的比例裁剪富士感压纸（富士感压纸在不同的压力下会有不同程度的颜色表现，使用低压和中压两种型号同时进行试验，中压在受到较大压力情况才会有颜色反应，主要考察螺栓连接处的压力表现），对应放置感压纸，按变速箱装配要求打紧壳体间连接螺栓。静置2分钟，将壳体拆下，取出面压纸，记录试验结果，比对颜色对比图分析试验结果。

图1 感压纸压力表现示意图

结果分析：

壳体连接面除顶部小部分区域外，其他部位低压面压纸压痕较深且压痕连续，中压面压纸压痕浅且不连续，压力测试结果整体良好。由于连接面顶部与最高油位相距甚远，且此区域压力在1～2MPa之间，也可判定无油液泄露风险。另外也可通过内部压力测试验证顶部区域密封性表现。

2.2 内部压力测试

正常情况下，在变速箱顶部会留有通气阀，保证变速箱在内部压力过大的时候可以与外界通气以避免内部长时间保持高气压工作。为进行内部压力测试，此次测试将通气阀改制堵死并加装压力传感器以采集变速箱内部压力。为保证变速箱内部能获得最大程度的压力，在试验前需将变速箱冷冻至-30℃，之后快速安装至试验台架，然后进行高档位高转速高扭矩的工况以使变速箱升温至最高温度。在变速箱升温过程中，内部压力随之上升，监控记录变速箱在最高许用温度下内部压力能达到的最大值，在达到峰值之后再逐渐冷却变速箱，监控变速箱压力是否能跟随温度变化且无突变。

内部压力测试结果如下图（红色单细线为变速箱温度，蓝色粗线为内部压力，颜色对应坐标轴颜色）：

图2 内部压力测试数据图

结果分析：

变速箱温度由-30℃升至143℃，内部压力从0Bar升至最大1.08Bar，在变速箱降温过程中，内部压力缓慢降低。整个过程中，压力与温度整体的跟随趋势较好，且不存在压力骤降（即内部压力泄露）。试验完成后，检查变速箱各处油路连接密封处（关注面压测试结果中，压力表现略低于平均值的顶部连接区域），无油液渗出，无滴状油液汇集，可判定变速箱内部测试结果较好，无内部压力泄露。

综合面压测试及内部压力测试结果，可判定变速箱密封性较好，满足设计要求。

3、总结

本文通过面压测试和变速箱内部压力测试在极端苛刻的试验室工况下来确认WDCT的密封性能，变速箱的密封性能得到了验证确认。同时也阐述了一种验证变速箱密封性的试验方法供其它同行参考。

[1] 葛宗强,王科,翟青泉.WDCT冷却系统测试与探究[C].合肥工业大学出版社.2010.

[2] 李向兵.基于CANape与LabVIEW搭建DCT数据采集系统[J].汽车实用技术.2015.06.

[3] 刘佃涛.基于LabVIEW的DCT变速箱发热功率测试系统[J].汽车实用技术.2015.08.

WDCT gearbox sealing research test

Li Xiangbing, Ge Zongqiang, Yang Weilong, Liu Diantao, Liu Chunfeng
( Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

The article with a domestic independent Wet Dual clutch automatic Transmission (Wet Dual Cluth Transmission, WDCT) as the research object, through the surface pressure testing and internal pressure test to confirm the Transmission gearbox overall sealing.

dual clutch automatic transmission; WDCT; Surface pressure test; sealing

U461.9

A

1671-7988 (2017)08-137-02

李向兵，男，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心变速箱研究院。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.08.047