I3-01 系统密封等级与泄漏率目标设定

课程代码 I3-01 · 板块 I 结构设计与工程化 / 密封与防泄漏设计 时长 约 3.0 小时（5 讲） 前置 体系外前置（需自备）：制冷/冷却回路拓扑基础；I1-01 热管理零部件正向结构设计流程 本讲义定位 讲师授课蓝本 / 学员自学讲义，是 I3-01 大纲的完整展开版

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引言：先定一个带口径的数，再去货架上挑档

一个项目里关于密封的争论，很少从「哪里漏了」开始。更常见的一幕是三方同时在等同一个上游输入：结构问该选哪种密封形式、定到哪一档，试验问台架判据取多少，产线问检漏仪的 reject 阈值设到几。这三问的答案都得从同一个数推下来——这套系统一年允许漏多少、以什么口径计。这个数缺位，三方就各自拍一个，彼此还对不上；等到寿命末期或量产爬坡才发现对不上，要改的就已经不是一个参数，而是架构。

有人会说这个数是现成的：行业对标表上确实躺着一个被引用了很多年的年泄漏量数字。但它的法定适用前提比多数人以为的窄，对今天的低 GWP 工质车型还管不管、在本课里又以什么身份被使用，是必须先拆清楚才能往下走的一件事——第 1 讲第一件事就做这个。

钉子 A ——「密封等级」是货架上的档，「泄漏率目标」是一个带口径的数；先定数，档只是为了让下游有得挑。而这个数只有同时满足两件事才算真的定成了：自上而下拆得下去，即拆到每一处漏点都有一份可验收的份额；自下而上对得上表，即把各处实际能拿到的密封能力加起来，仍在预算之内。两边对不上时，那是架构问题，不是分配问题——正确动作是减接头数、机械接头改钎焊、软管换阻隔层结构，⛔ 不是把小数点再往后摊一位。多摊一位不会让任何一处真的少漏，只会把一个做不到的目标写进图纸，再由产线和售后替它买单。

钉子 B ——任何泄漏率数字，不带口径就是废数。本课把口径钉成六项：①工质 ②压差（要写两侧绝压，不能只给一个差值）③温度（表达这个通量时所用的那个温度）④流态（分子流／过渡／粘性流）⑤被测对象范围（单件／总成／整车全回路）⑥时间基（瞬时通量／年累计）。⚠ 这张六项表是本课为教学归纳的检查表，不是哪一份标准的既有条款。规矩是：本课每出现一个泄漏率数字，你都要能当场答出这六项；答不出，就不许拿它跟别的数比大小，更不许拿它当验收线。防护等级（IP 码）那一套要另算——它管的是外部尘水往里进，与管内压力密封不是同一套指标，本课会把这条界线单独划一次。

最后，先把本课最容易被读反的一句话立在这里：「产线检漏合格线要比寿命目标更严」。⛔ 它几乎必然被读成「产线那个数比目标那个数小」，于是读者真正去做的动作是：把年泄漏目标折算一下，直接设成氦质谱检漏仪的 reject 阈值，再凭「要更严」往下压一档。错在哪：产线氦检读数与寿命目标之间隔着四道口径（工质、压差、温度、被测对象范围与时间基），两者不是同一个量的两个数值，之间并不存在「乘一个小于 1 的系数」这种关系。而只要折第一道就会看到方向是反的——同一个物理漏孔，在分子流这一端氦的 pV 通量比 R1234yf 大好几倍，于是折算到氦读数的合格线，其数值必然比冷媒目标大；照原始读数比大小，你得到的结论与「更严」恰好相反。⚠ 而在粘性流那一端，折算方向反过来，这恰恰说明没有流态就没有折算。⛔ 所以『氦检漏读数就是冷媒漏率』和『产线合格线＝把目标数字往下压』这两句都是错的，而照它们做的代价是两侧对称的：往严里压，大批合格件被误废、良率与成本塌，真正该加的老化裕量一分没加；往松里放，看到氦读数本来就大、以为已经自带裕量，于是不再乘老化裕量，出厂全绿、寿命末期整批超标。正确顺序只有一个：先折到同一口径，折完之后才谈严不严；而且每一道折算都要用标准漏孔在本工位实测标定，⛔ 不许拿书上的倍数直接套——真实漏孔多半落在两个流态之间。两个端点的折算系数第 2 讲算给你看，四道口径与两侧代价第 5 讲整节拆开。

第 1 讲　为什么第一个动作是定一个数，而不是选一个密封等级

这一讲不讲任何密封结构，也不讲任何检漏方法。它只做一件事：把「先定目标」这句听起来像口号的话，拆成四个可以被追问的问题。1.1 问：泄漏到底会造成哪几类后果，这几类各自该用什么形式量化——因为量化形式选错了，后面所有分配动作都落在空处。1.2 问：「密封等级」与「泄漏率目标」到底差在哪，为什么顺序不能倒。1.3 问：行业里天天被引用的那个 40 g/yr，究竟是法规义务还是对标量级，判错了会怎样。1.4 把前三节合起来，给出本课真正要交付的东西——一条从「整车能容忍漏多少」一直走到「产线上这一件怎么判」的锚定链，以及链上每一环的输入由谁给。

1.1 泄漏的后果分三类，管这三类的判据链互不相干

是什么。热管理系统里的泄漏，后果分三类，而不是一类：

• 第①类　制冷剂减少：充注量随时间掉下去，直接后果是制冷量衰减；伴随后果是压缩机缺油可靠性（冷媒把冷冻机油带在身上循环，冷媒少了油也在少）；再加上环保侧的合规压力。
• 第②类　冷却液漏出：局部失去冷却导致过热，或者液体落到带电部件上导致绝缘失效与短路。
• 第③类　可燃／高压工质漏进封闭腔体：浓度在腔体内积聚，越过可燃下限即构成安全事件。

为什么必须先把它们分开。因为这三类的量纲、时间尺度与判据来源三样全都不同：

	量纲	时间尺度	判据来自哪里
① 制冷剂减少	年累计质量	年	功能保持、缺油可靠性、售后成本
② 冷却液漏	两种并存：液位年降（年累计连续量）＋ 单次事件的有／无（布尔边界）	年，叠加「一次事件即为终局」	绝缘与热安全
③ 可燃工质进腔体	腔体内浓度	分钟级的积聚过程	可燃下限与通风换气

量化形式。本课只对第①类给出「可以被拆、被分配、被验收」的那一种量化形式——年泄漏预算。第②③类的量化形式根本不是 g/yr：第②类⛔ 不是只有布尔边界——它的主口径是「不得可见渗漏／液位年降不超过某量」这一年累计的连续量，其上再叠加一组布尔边界（不得进乘员舱、不得渗入电芯）；两者同时成立，⛔ 不许只写其中一半。第③类是腔体浓度低于可燃下限并留出安全裕量。冷却液回路这套目标口径与制冷剂回路不共用同一种写法，完整写法在第 3 讲 3.1 的回路表里给出。⇒ 三种量化形式互不通约，不存在一个把它们换算到一起的系数。

易错点：把三条判据链连成一条。三类后果常被并排画在一张图上，读者顺手就把它们连起来，得出「年漏预算达标 ⇒ 安全边界也达标」。⛔ 这是错的，而且是本课要防的那一整类错的原型。年泄漏预算是一个年累计质量口径的量，它一个字都管不到腔体浓度：一个把年漏控制得非常好的系统，完全可能在某一次接头崩开时，在几分钟内把一个通风不良的封闭腔体推过可燃下限——那是一次事件，不是一年的累计。反方向同样不成立：某处腔体浓度判据全部通过，推不出该系统的年漏在预算内，因为浓度判据看的是瞬时积聚，看不见慢渗。

所以本课的写法是：三条链各画各的，中间不连线。第②类的绝缘与热安全判据、第③类的浓度判据都不在本课射程内——泄漏路径与失效机理见 I3-03 冷媒/冷却液泄漏路径与防泄漏设计，可燃工质的安全浓度边界见 K5-03 制冷剂泄漏检测与安全响应，本课对它们只给类型与去向，⛔ 不给限值、不给判据阈值。

1.2 「密封等级」定档、「泄漏率目标」定量——先定量，档只是给下游一个可挑的货架

是什么。这是两样东西，只是在口语里常被当成一句话说。

• 密封等级：一组预先约定的档位。它的作用是让选型时有一个共同语言——说到某一档，大家大致知道对应什么样的密封形式与什么样的验收方式。本课只在「档位名」这一层引用它。
• 泄漏率目标：一个带口径的数。它可以被拆（分到每一处漏点，每处拿到一份可验收的份额）、被验收（折算成检漏工位上真的能判的那个量）、被反算（把各处的能力值加回去核总量）。

为什么顺序不能倒。档位的信息量只够做一件事：选型时在货架上挑一个。它做不了预算分配——你没法把一个档位除以接头数；它也做不了产线合格线——档位不带口径，折不到检漏仪的读数上。而一个带口径的数，上面三件事都能做，并且能反过来告诉你该挑哪一档。⇒ 数在上游，档在下游。定了数再去挑档，档是被推导出来的；先挑档再去凑数，那个数是被追认的。

工程量级。本项目的档位怎么划、每一档对应哪一段漏率区间，是平台相关量，⛔ 本课不给数。它取决于本项目所用介质、各回路的压力等级、以及各处失效后果的分级，须由本项目按自己的介质与压力谱自行划定并写进内部规范。⛔ 也不要抄上一代平台的档位划分——上一代的介质、压力等级与失效后果分布未必和本平台一样。

易错点：倒过来做。先凭经验挑了一档（「这类件我们一向做某一档」），再回头编一个漏率数去凑那个档。这样定出来的数有两个特征，两个都会在样车阶段爆出来：

1. 拆不下去——拆到每一处漏点时才发现份额没有任何依据，只能平摊；而平摊本身又是另一个错（见第 3 讲）。
2. 对不上表——把各处方案的实际能力值自下而上加起来，一看超了预算；而此时没有人知道该动哪一处，因为那个总数本身就没有可追溯的来源，动谁都无法辩护。

★ 这是本课第一根钉子的第一次落点：一个泄漏率目标，只有同时满足「自上而下拆得下去」与「自下而上对得上表」，才算真的定成了。两边对不上的时候，那是架构问题，不是分配问题——⛔ 正确动作不是把小数点再往后摊一位。具体怎么拆、怎么对表、对不上时改什么，在第 3 讲。

1.3 40 g/yr 对今天的 R1234yf 车型不是法定限值，但取代它的不是「没有依据」

是什么。EU MAC 指令 2006/40/EC 第 5 条给出单蒸发器 40 g/yr、双蒸发器 60 g/yr。⚠ 这两个数在本课按行业转述量级使用，来源级别为二级（行业与体系内转述，本课未取指令原文）；条文内容、适用前提与现行有效性须核 2006/40/EC 原文及其后续修订，版次与年份以现行目录为准，引用前须核。

按转述，该条约束的对象是「设计用于装填 GWP>150 含氟温室气体」的空调系统；而同一指令已把新车推向 GWP<150 的工质。⇒ 今天以 R1234yf 为工质的车型，在法理上并不落这条限值。另一侧要一并分清：F-gas 法规管的是回收与维修侧，它不给整车年漏限值——拿它来当整车年漏的法定依据同样是引错了射程。

为什么必须先做效力判定。因为效力等级决定这个数在你的验证计划里是合规项还是内部对标项，而两者在架构变更时的处置完全不同：

• 合规项不可动——架构变了，只能改设计去够它；
• 对标项可以动，但代价是每动一次都必须重新论证它为什么是这么大。

分不清的后果不是当下就错，是下一次架构评审时没人说得清这个数从哪来——那时它只能被推翻，而不是被调整。

三问判定（⚠ 这三问是本课归纳的判据，⛔ 不是任何标准既有的方法）。拿到任何一个 g/yr 数字，依次问：

1. 这份文件自己声明的适用工质范围，包不包含本车工质？
2. 它约束的是整车年漏，还是回收与维修侧？
3. 本项目取这个数的真实依据是哪几条？

⛔ 本课不代答任何一问——答案在文件原文与本项目里。走完三问，同一个 40 g/yr 可能落到三条完全不同的出口上：法定义务／行业对标量级／本项目自定目标。出口决定的不是数值大小，而是「架构变更时这个数可不可以被重新论证」。

易错点：两个方向都会做错，而且做错的形态是对称的。

• 往紧里读——当成法规义务。于是「反正法规就这么定的」，四条真实的工程依据一条都不去做；等到架构一变（去掉一个蒸发器、加一段热泵管路、改软管走向），既拿不出重新论证的材料，也说不清原来那个数为什么可以照搬。
• 往松里读——「既然不受约束就可以放」。于是年漏被放到三位数 g/yr 的量级而无人质疑。⚠ 这个量级在本项目意味着什么，必须用本项目自己的充注量与寿命年限算一遍才知道——⛔ 不要拿行业典型的充注量区间去做这个折算（区间的端点不是可承诺值，也不该参与倍数比较）。正确动作是：把本项目的实际充注量代进去，看寿命末期还剩多少、是否还在制冷量保持与缺油可靠性两条依据的容忍范围内。这一算，往往就是把数字拉回来的那一步。

正确写法。它不是法规义务，但取代它的是四条更硬的工程依据，不是「没有依据」：

1. 制冷量保持——充注量掉到什么程度，系统性能开始出现可感知的衰减；
2. 缺油可靠性——冷媒带油循环，冷媒少了油也在少，压缩机的润滑边界先于制冷量被顶到；
3. 售后成本——寿命期内补充与返修的次数乘以单次成本；
4. 安全浓度边界——可燃工质（A2L 一类）在封闭腔体内的浓度判据，见 K5-03 制冷剂泄漏检测与安全响应，⛔ 本课不给它的限值。

⚠ 这四条不是同一种依据，必须分成「给数的三条」与「否决的一条」（本课在这里把口径钉死，全篇一致）：前三条与年泄漏预算同口径（都能折成年累计质量），它们论证出 B_yr 这个数值；第 4 条不是 B_yr 的数值输入——它的判据形式是腔体浓度，与年累计质量互不通约（见 1.1：三条判据链各画各的、中间不连线、⛔ 不存在把它们换算到一起的系数）。它是一条并行的判据链：与 B_yr 同时成立、任何一条不过都是不合格，因而它有否决权，但 ⛔ 它一个数都不往 B_yr 的算式里送。⇒ 本课此后凡写「B_yr 取决于什么」，一律只列前三条这一族；安全浓度边界另起一行写成并行链。

这四条的共同特征是：每一条都能在本项目内被算出来或被实测出来，因而每一条都能在架构评审上被辩护。一个只能说出「行业都用 40」的目标，在评审室里是站不住的；一个能说出上面四条各自算到多少的目标，才是真的定成了。

1.4 目标定不下来，后面每一步都没有锚点：本课交付的是一条五环锚定链

是什么。本课真正的交付物不是某一个数字，是一条链。五环，自上而下：

环	这一环产出什么	输入由谁给
①	整车对该介质的年容忍度	整车功能目标与售后成本模型
②	系统／回路的年泄漏预算（本课记作 B_yr，单位 g/yr）	本课——这一环的口径与拆法就是本课定的
③	扣掉分布式渗透之后，剩给离散漏点的可分配量	软管与密封件本体的实测渗透量
④	每一处离散漏点的分配份额	五维风险打分
⑤	折算到检漏口径之后的产线合格线	标准漏孔在本工位的实测标定

为什么这条链是本课的骨架。因为它是判断「某个数该由谁给」的唯一依据。链上每一环都有明确的责任方与明确的输入，于是任何一个泄漏率数字出现在你面前时，你都能追问两句：它是第几环的产物？它的输入来自谁？——两句答不出来的数，就是还没有被定成的数，它只是一个被引用的量级。这条链同时也解释了为什么这门课非得放在密封结构设计之前：结构选型要用第 ④ 环的份额当输入，产线检漏要用第 ⑤ 环的合格线当输入，两者都在链的下游。

每一环都必须带口径。链上传下去的不是一个裸数字，而是「数字 + 它的口径」。口径具体是哪几项、为什么少一项这个数就不能用来比大小，是第 2 讲要钉死的事；这里只需要先接受一件事：环与环之间的传递，凡是没带口径的都是断的。

工程量级。⛔ 链上的具体数值本课一个都不给——它们全部是平台相关量。B_yr 取决于充注量、寿命年限、功能衰减容忍度、缺油可靠性与售后成本模型，须由本项目确定。⚠ 可燃工质的安全浓度边界⛔ 不在这张输入清单里——它与 B_yr 不同口径（浓度 vs 年累计质量），是一条并行判据链：与 B_yr 同时成立、有否决权，但 ⛔ 不参与 B_yr 的数值论证（理由见 1.1 与 1.3）。本课给的是链的形状与每一环的口径要求，不是链上的值。

易错点：跳环。最常见的做法是直接从「行业听说的 40 g/yr」跳到「在氦检漏仪上设一个阈值」，第 ③④⑤ 环一环都没走。⛔ 不许从第一环直接跳到第五环：链的两端不是同一个量的两个数值，中间隔着口径折算，而折算不是「乘一个系数」那么简单。这一处是本课后面要反复回来的地方——第 5 讲会把中间的每一道折算逐个拆开、把两侧做反的代价都算给你看。这里只先把话放在这儿：两端之间隔着几道折算，就必须显式折几次；一次都不折而直接比大小，得到的结论可能与你想要的方向相反。

另一件要从这条链上读出来的事：链不是单向的。第 ④ 环分完之后有一条回流——把每一处的分配份额与该处方案自下而上的实际能力值并排对一遍。合计对不上的时候，回流箭头指回的是「改架构」，而不是「重新分配」：减接头数、机械接头改钎焊、软管换阻隔层结构。这条回流是本课第一根钉子的合钉处，第 3 讲展开，案例里会完整走一遍。

链的两侧还各有一栏边界：左边是本课定的（口径、预算、分配方法、合格线的构造方法），右边是本课只给去向的——密封结构与选型见 I3-02 静密封/动密封结构设计与选型，泄漏路径与渗透机理见 I3-03 冷媒/冷却液泄漏路径与防泄漏设计，液—电边界穿越点的结构形式与失效模式见 I3-05 液—电边界密封：穿壳过孔、气密端子与传感器/连接器接口，产线检漏工装与节拍见 I5-03 检漏、装配工装与制造可行性评审，老化对标与接头寿命见 I6-02 密封与接头寿命设计与加速试验对标，环境载荷谱与侵入严酷度的推导见 I6-06 热管理件的环境载荷谱与环境适应性验证（气候·化学·防护·辐射四类非机械载荷），整车总装线下线检测的检项与判据构造见 M2-04 整车总装线热管理 EOL 功能检测：项目、判据构造与数据闭环。⛔ 对这七个方向，本课只给类型与去向，不给限值、不给等级号、不给条款内容。

本讲小结：泄漏的后果分三类（年累计质量／单次事件的布尔边界／腔体浓度），三类的判据链互不相干，⛔ 不得互相推导；「密封等级」是货架上的档、「泄漏率目标」是一个带口径的数，先定数、档在下游，而这个数只有「拆得下去」且「对得上表」才算定成；40 g/yr 按转述只约束 GWP>150 工质，对今天的 R1234yf 车型它是行业对标量级而非法定限值，取代它的是制冷量保持、缺油可靠性、售后成本这三条给数的依据，外加安全浓度边界这一条并行的、有否决权但⛔ 不参与 B_yr 数值论证的依据；最后，本课交付的是一条五环锚定链——整车容忍度 → B_yr → 扣渗透 → 按权重分配 → 折算成产线合格线，⛔ 不许跳环，且第 ④ 环之后有一条指回「改架构」的回流。