浅谈双离合变速箱线束清洁度和气密性要求技术及质量管理

浅谈双离合变速箱线束清洁度和气密性要求技术及质量管理

李川

莱尼电气系统 ( 上海 ) 有限公司 200120

【摘要】： 双离合自动变速器线束产品清洁度及气密性对于变速箱的使用寿命及安全性至关重要。本文介绍了变速箱线束产品在设计选材，生产环境要求，供应商来料质量管控，生产过程的管理控制，检验方法及缺陷分析等角度如何实现客户产品清洁度和气密性要求。清洁度主要是通过建立洁净房，对生产加工过程的人员设备工装保持清洁，并建立清洁度的检测手段来达标。产品的气密性需要在设计上考虑连接器与外壳，连接器与导线的尺寸匹配密封，通过泄露测试仪探测气压压差泄露量来判断线束产品质量；同时举实例分析如何查找问题根源解决改善最终满足客户气密性指标要求。

【关键词】：产品清洁度，洁净房，清洁度检测；产品气密性，气密性检测及泄露量

双离合变速箱线束清洁度及气密性要求的重要性概述

汽车线束（电源信号分配系统）作为汽车神经系统是连接各种电子模块、子系统，实现整车功能的基本纽带，随着人们对整车的安全性、舒适性、经济性和排放性要求的提高，双离合自动变速器也广泛地应用到新开发的车型中，要求线束产品不再是简单地满足电气连接导通功能，而是要求更加安全可靠。双离合自动变速器线束产品的清洁度及泄露气密性要求就显得尤为重要，因为一旦存在杂质就会导致变速箱磨损效率降低，排放增高，寿命缩短；而如果变速箱线束泄露气密性不达标，又会导致变速箱油顺着线束连接器，导线等渠道渗漏，最终导致变速箱失去变速箱油的润滑和降温保护，使执行机构以及摩擦片温度升高；轻则齿轮损坏，动力不足或换挡顿挫；重则变速箱报废。

双离合变速箱线束清洁度环境要求及洁净房的建立

一般客户对双离合变速箱线束有特殊的清洁度要求，规范要求颗粒物杂质重量不得大于1.2mg。如果产品是在一个开放的生产车间进行加工，车间内微颗粒粉尘及扬尘很有可能玷污在产品上，导致产品杂质超标不合格，所以针对客户的特殊清洁度要求，需要从生产环境，来料，加工过程及检验，出货整个环节来评估潜在的风险，并采取对应控制措施，

生产环境需要投资封闭的洁净房，可以根据生产产能及面积的需求，考虑洁净房大小以节省投资。洁净房要求做到:

过滤去除空气中的颗粒物，控制颗粒物的数量0.5um颗粒物≤ 350,000 个/m³及5 µm 颗粒物≤ 2,000 个/m³

有效控制设备及人员颗粒物污染

隔离外部环境的颗粒物

洁净房内温度（21℃到25℃）及湿度的控制

生产过程清洁度的管理控制

对于加工过程，人员必须穿戴洁净服及帽子，经风淋房进入洁净室作业，过程控制如下：

清洁度检测手段：

清洁度检测设备

压力储液罐 一台

带过滤喷嘴的喷枪 一套

实验室用带内循环风的烘箱 一台

0.01mg的分析天平 一台

显微镜 一台

装有颗粒尺寸分析软件的电脑 一套

5微米过滤膜 若干

检测溶剂 PSC-002A

清洁度检测过程

清洗测试中需要使用的仪器，保证仪器干净，然后进行检测

对过滤膜进行烘干，冷却后称重，记录原始重量

对工件进行喷淋：喷淋冲洗工件表面及内孔

对喷淋下来的溶液进行过滤

将过滤的过滤膜放入烘箱烘干

对过滤膜冷却后称重，记录过滤后重量

比较前后重量差，得出残留物重量

注：检测过程按照GMW16037标准执行

清洁度检测过程拍照

具备了以上这些硬件及管理方法，就可以确保产品清洁度质量要求满足客户规范要求。

双离合变速箱线束气密性设计要素，选材，生产质量管控

双离合变速箱线束客户在产品气密性上有非常严格的要求，因产品是浸润在变速箱油内，而且处于发动机舱高温湿区环境，连接器在高温条件下的密封性能一般会大大降低。除考虑电气性能外，还应考虑连接器的耐环境温度腐蚀性及密封能力，根据具体使用位置的环境温度选择合适的连接器。如果选择的连接器不满足要求，在高温环境下工作一定的时间，连接器的密封性能大幅降低，情况严重时会导致功能失效。所以产品设计选型时要保证材料满足高温耐油，同时要密封良好，需要充分考虑子零件材料如连接器内部密封圈与壳体尺寸匹配密封良好，并且所选导线与连接器密封圈的直径过盈配合，运动工况条件也可以起到良好的密封作用。而从生产制造环节，一方面要做好来料检验，另外一方面要求加工工序必须确保导线加工过程不受外部因素影响破坏导线内部密封结构。为了保证产品质量，往往通过气密性测试来检验材料或产品的密封性能。

气密性测试方法及缺陷案例分析，改善

针对线束的气密性检测方法很多，不同类型的线束都有一套不同的适用性方法，但总的来说，目前最先进的测试方法是通过判断产品在检测过程中出现的泄漏量、气压压差泄露状况来判断这些产品的气密性是否合格。我们曾经在一个客户的新项目开发阶段出现过加工过程产品过程气密性测试仪测试结果不稳定无法通过标准要求，报废率极高。针对这个问题，项目团队做了深入分析，

首先，从产品及零件，检测工装的尺寸要求入手核查并控制

线束成品做全尺寸测量确认是否符合图纸要求

线束总成图纸标注的尺寸信息涉及子零件部分的（外部供应商零件）某些空间尺寸测量困难，我们线束总成厂无法控制，后经与子零件供应商协商在零部件图纸上增加了线束总成图纸上标的零件详细尺寸信息，确保子零件在供应商处已做相应控制及检验，确保谁的产品谁负责，这样有效控制了供应链过程的产品质量。

测试检测工装尺寸符合性，避免气密测试环节误报质量问题。

接下来，我们按照项目质量管理七工具方法绘制了过程决策程序图，采用泄露差压测试仪对产品进行检验分析，识别泄露主要原因。气密性测试要求对成品100%进行气密测试，每件的气密泄露量要求在环境温度10℃~30℃，35kpa+/-3.5kpa正压，维持7.0+2秒条件下泄露值小于0.4 sccm(ml/min) 。

经过筛查，我们基本可以排除28孔塑件导致泄露；越来越多的试验结果把泄露源头聚焦在3mm2导线上，经分析发现该导线不同批次测量结果不稳定，泄露值波动变化。该导线为进口导线材料，查看导线规范发现该导线其实有特殊工艺，一般导线制作流程为拉丝，单丝退火，导体绞制，绝缘挤出，同心度，致密度，光滑度，成缆，而这种导线特别增加了生产线末的涂胶工艺以确保铜丝间及铜丝与绝缘层间的密封阻隔，避免虹吸现象渗水。为此，我们制作了导线预分拣的工装夹具，通过在线测量气密泄露的方法，我们得出这个3mm2导线密封性能过程能力指数只有0.44，远小于目标值1.33，说明导线原材料密封性不稳定，质量存在问题。

我们查阅了相关资料，研究该导线规范，发现导线原材料的气密测试不同于线束成品的在线测量方法，要求把导线切断为142mm长的样本，每端剥去10mm,然后每个样本一端浸没在深25mm并填充了ATF(Dextron 3)油的容器中，并抽真空到压力值2 PSI(100mm Hg)汞柱高, 放置约60分钟，结束后把样品从容器中取出，小心剥去导线绝缘层，观察导线导体渗透油迹，并且记录油渗透跨越的距离，所有测试都在指定的测试环境中进行，规范要求渗透距离小于20mm，实验发现该批次导线样本约有20%的不良。

结果证实我们的判断，导线油浸实验未通过，说明导线气密性有问题，我们立即采取了以下措施：

把缺陷导线样品立即寄往北美供应商处，推动供应商分析导线密封原因

请我司北美同事到供应商处做质量审核，一起分析查找原因

经过双方努力，最后分析得出结论，导线加工过程总体稳定受控，只是在生产线末道导线涂胶过程供应商因该导线工艺特殊当时产量需求较低，从成本角度考虑所以没有投入自动化的涂胶设备，只是手工涂胶无法有效保证涂胶均匀连续，从而导致密封不稳定或失效。为此，供应商做了相应整改措施，投入线末自动化涂胶设备，另外还安装了涂胶视觉检测系统，在线检测涂胶过程，保证产品涂胶均匀稳定可靠。最后导线供应商更新了生产控制计划，并在日常生产过程中加入了导线浸油实验的检验，确保产品质量完全符合标准要求。经过验证，改善效果明显，导线在线预分拣的过程能力提高到了1.52，大于1.33的常规要求，线束成品的气密测试都一次性通过达标，经过一段时间的验证导线原材料质量稳定后我们取消了导线在线预分拣检验过程。

通过以上方法，我们成功地解决了双离合变速箱线束密封不良问题，项目成功投产，客户非常满意，最终我们在当年获得了客户颁发的最佳供应商奖。

参考文献

通用汽车动力总成零部件清洁度的量化试验方法GMW16037标准, 版本2009.07

钟晓玲;郭胜 线束产品气密性问题研究与探讨；《机电元件》2013年第01期