动力传动系统是车辆的核心动力来源。正常运行时，轮轴、变速器和动力分动器等部件会经受快速的压差变化，使其防护外壳的密封件和垫圈受到压力。这些壳体必须通过一种方式与周边环境进行空气交换，同时防止可能破坏润滑剂、腐蚀关键金属零件的水、污垢和碎屑侵入。
动力传动系统防水透气阀具有双重功能：防止杂质进入，同时平衡密封外壳内部和周围的空气压力。防水透气技术专门用于帮助延长动力传动系统的使用寿命。
图 1：动力传动系统部件周围需要有防水透气阀，以保护齿轮润滑剂免受污染，同时平衡密封外壳内部和周围的压力。
近年来，防水透气技术有了显著进步。唐纳森公司专门针对动力传动系统开发的创新型全新膜式防水透气阀旨在提供诸多重要优势：
- 紧凑型标准尺寸，降低安装所需的人力、时间以及安装过程的复杂性；
- 采用聚油式预过滤滤芯，防水透气性能更好，有效使用寿命更长；
- 多种附件选择，满足更大范围内的制造要求；以及
- 可为定制应用而改进的核心技术。
下面列举了每一项改进及其优势。
压差挑战
首先，有助于查找压差对动力传动系统构成持续性威胁的原因。在轮轴或分动器周围的密封外壳内，空气体积会随着温度的变化而膨胀和收缩，对于普通车辆来说，这种情况一天会发生很多次。例如，当通勤者在寒冷的早晨启动汽车，然后开车上班时，动力传动系统中的摩擦力使密封部件内的空气温度升高并膨胀。相反，如果升温车辆遇到寒冷路况，则升温空气会迅速冷却并收缩 （图 1）。
力足够大时，压差会造成壳体变形并破坏密封件，导致杂质侵入或不必要的流体泄漏。虽然从理论上讲，在壳体中简单开一个口便可释放压力，但是膜式防水透气阀可提供一个保护层，同时还可让部件外壳“呼吸”。
传统防水透气设计
数十年来，现行的动力传动系统防水透气方法一直是将橡胶或塑料的通气管从部件穿过，一直到高于涉水管的高度，并在管子的末端安装一个摇动盖。半封闭式管道的功能很像通气管，允许空气进出。
这种解决方案的主要缺点是管路较长且安装方法复杂。在制作和维修过程中，需要使用夹子、卡箍、线束、构件以及长度为3 m 米 / 10 ft. 英尺（1 英尺 = 0.3048 米）或更长的管道，且管道布置需要耗费大量的时间和人力。要做到正确安装很有难度，并且无法针对不同的车型统一安装方法。如果管道通风口未正确地盖上盖子，油性悬浮物就会在出口和附近的表面积聚，在车库地板和停车场留下令人讨厌的水滴。
简单的直连式防水透气阀
一种可替代通气管的新型动力传动系统防水透气阀逐渐得到应用: 直连式防水透气阀。唐纳森推出了两种新型的动力传动系统防水透气阀(PTV)，可直接安装在动力传动系统部件中：用于通气管道或软管末端的软管式PTV，以及可拧入动力传动系统部件且占据空间较小的螺纹式PTV。
虽然这两款防水透气阀类似于简单的塑料盖，但其内部采用的是一种先进的 ePTFE 膜，这种膜专门用于过滤灰尘、碎屑和液体杂质 （图 3） 。这种膜式防水透气阀满足 IP69K 进水防护等级。唐纳森防水透气阀具有防水特性，当车辆在行驶期间的涉水深度超过涉水线时，有助于保护动力传动系统进水。
图 2：唐纳森直连式动力传动系统防水透气阀采用软管式和螺纹式连接设计。
唐纳森 PTV 使所需的防水透气软管长度从 3 m 米缩短为 5 cm 厘米/从 10 ft. 英尺（1 英尺 = 0.3048 米）缩短为 2 in. 英寸（1 英寸 = 2.54 厘米），甚至更短，从而简化安装过程中的管道布置。软管式 PTV 兼容传统的防水透气管连接件，因此无需进行改装。另一种螺纹式 PTV 可直接连接到壳体上，完全不需要较短的防水透气管。
唐纳森的软管式和螺纹式动力传动系统防水透气阀均采用耐用的汽车级结构（图 3），随附的安全盖可实现快速且牢固的组装。此类设计允许针对多种车型采用标准化安装方式。根据用户反馈，与传统管路相比，标准化防水透气阀可降低组装期间的错误概率，并支持精益的制造原理。
图 3：在 161,000 km 千米/ 100,000 mi 米测试中，唐纳森动力传动系统防水透气阀未出现损坏，并且超出气流、杂质侵入和膜油堵塞的测试标准。
唐纳森 Powertrain 通气孔可阻止污染物进入并防止机油泄漏，从而保护关键部件。
膜保护预过滤滤芯的重要性
要以最佳状态运行，直连式动力传动系统防水透气阀膜需要保持无残油。频繁接触润滑油是防水透气阀面临的最大威胁，这可能导致油膜积聚，从而降低透气量。因此，通过设计将凝聚式预过滤滤芯加入防水透气阀以防主膜出现油污至关重要。
其他防水透气阀制造商使用吸附滤料制造此凝聚式预过滤滤芯。唐纳森采用一种根本不同的方法，即我们获得专利的疏水疏油型 Synteq™ 滤料。众所周知，吸附滤料能够吸油并达到饱和，而 Synteq 滤料会排斥油，实际上根据 AATCC 188-1992，防油等级高达 8**（图 4）。
通过在凝聚阶段最大限度捕获多余的油，并使捕获的油重新掉落到动力传动系统部件内，唐纳森专利预过滤滤料可实现较高的防水透气膜性能和使用寿命。Synteq 采用与唐纳森 Blue® 润滑油滤芯相同的技术，专为重型发动机行业打造。唐纳森在严苛的车辆过滤领域拥有超过 100 年的经验。
图 4：在 Synteq 疏水疏油型滤料（左）与普通的吸附滤料演示中，吸附滤料在 45 分钟后达到饱和并且质量增加 2.08 g 克。唐纳森的疏水疏油型 Synteq 滤料质量增加 0.07 g 克，在相同时间段内吸收的油量要少 30 倍。
定制化设计与集成
没有哪两种动力传动系统的防水透气需求是完全相同的。为了提供更多功能，唐纳森率先开发出两种类型的直连式防水透气阀，分别是：可连接到通气管道或软管的软管式PTV，以及可拧入动力传动系统部件的螺纹式PTV。这两种PTV都能轻松集成到大多数动力传动系统结构中。
此外，唐纳森还定期对其核心防水透气技术进行改进，以满足定制应用的要求，最近正在与某知名的汽车和越野车OEM（原始设备制造商）合作此事。唐纳森防水透气膜品种多样，可根据所需的渗透性和防水等级进行定制，也可根据壳体尺寸、颜色和集成方法进行定制。公司的协作工程师和项目经理始终致力于满足高度专业化的客户需求，并在产品的设计、测试和应用过程中与OEM团队保持密切合作。
结论
动力传动系统防水透气对于车辆的性能和可靠性至关重要。防水透气阀可帮助保护部件免受恶劣环境的影响，并调节能使壳体密封件和垫圈受到压力的压力变化。坚固耐用的疏水疏油型凝聚式预过滤滤芯对膜式防水透气阀主体的使用寿命和性能有直接影响 （图 5）。
图 5：根据碳氢化合物防湿 AATCC 标准，ePTFE 覆膜防水透气阀和唐纳森动力传动系统防水透气阀中的专利 Synteq 凝聚式预过滤滤芯被评定为疏油疏水最低为 7 级。
在润滑剂和车辆过滤领域享有盛名的唐纳森，现推出一款先进的动力传动系统防水透气阀设计。其防水透气阀采用紧凑型直连式设计，可根据定制应用的要求进行改进。
为了控制制造成本和动力传动系统的长期性能，建议与过滤领域的专业合作伙伴密切合作。该合作伙伴可帮助确保将先进的防水透气技术无缝集成到动力传动系统的设计中。
* 由国际电工委员会 (IEC) 发布的异物防护标记
** 美国纺织化学家和调色师协会
Dustin Waller 是美国唐纳森公司集成式防水透气解决方案团队的产品开发工程师。Waller 拥有明尼苏达大学双城分校 (University of Minnesota Twin Cities) 的机械工程学士学位，已经在唐纳森集成式防水透气解决方案小组工作了5年，服务于汽车、移动电子设备、医疗、传感器和电信防水透气产品市场。
