汽車密封條對車門關(guān)門聲品質(zhì)的影響分析

李建友 Li Jianyou

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汽車密封條對車門關(guān)門聲品質(zhì)的影響分析

李建友 Li Jianyou

（北京汽車股份研究院，北京 101300）

汽車車門密封條在關(guān)門的過程中，主要緩沖吸收大部分車門關(guān)閉中的動能，同時(shí)車門主密封條可以封閉門鎖與鎖扣嚙合時(shí)產(chǎn)生的高頻噪聲，對提升車門關(guān)門品質(zhì)有重要的作用；通過對密封條壓縮負(fù)荷、密封條壓縮量等進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，研究其對關(guān)門聲品質(zhì)的影響，指導(dǎo)在新車設(shè)計(jì)時(shí)如何定義、設(shè)計(jì)門洞密封條的重要參數(shù)。

密封條；聲品質(zhì)；壓縮負(fù)荷

0 引 言

中國汽車市場越來越成熟，競爭也越來越激烈，顧客與汽車的第一次視覺接觸來自車輛的外觀，第一次身體接觸通常是打開車門、關(guān)閉車門；外觀影響了顧客是否愿意購買這輛車，開、關(guān)門聲音讓顧客對汽車的品質(zhì)有了第一印象，關(guān)門聲音品質(zhì)會影響顧客是否購買該車，故關(guān)門聲品質(zhì)也越來越受到重視，做好關(guān)門聲品質(zhì)是提升整車品質(zhì)的重要工作。

1 關(guān)門聲品質(zhì)

1.1 關(guān)門聲品質(zhì)的評價(jià)

1.1.1 關(guān)門聲品質(zhì)的主觀評價(jià)

主觀評價(jià)是指顧客或者特定人群對關(guān)門聲表達(dá)出喜歡和不喜歡的感受，并根據(jù)感受來打分。關(guān)門聲品質(zhì)的主觀評價(jià)可以通過現(xiàn)場實(shí)車進(jìn)行評價(jià)，也可以通過回放記錄的聲音來評價(jià)。

汽車界常用10分制打分體系，將人的主觀感受分成10個級別，分?jǐn)?shù)分別為1，2，…，10，見表1。第1級表示聲品質(zhì)非常糟糕，不能接受；第10級表示聲品質(zhì)非常好，無可挑剔，人們對這種聲音有極大的滿足感，其他8個級別介于之間。通常1～4級表示聲品質(zhì)很差，絕大多數(shù)參評人員無法接受；5～6級是過渡階段，有些參評人員可以接受，有些參評人員不接受；7級及以上表示聲品質(zhì)比較好，大多數(shù)參評人員可以接受[1]。

1.1.2 關(guān)門聲品質(zhì)的客觀評價(jià)

關(guān)門聲品質(zhì)客觀評價(jià)是在低背景噪聲的環(huán)境中，用高精度的聲學(xué)儀器來測量關(guān)門時(shí)的聲音信號，然后對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到相應(yīng)的客觀指標(biāo)，這些指標(biāo)定量地反應(yīng)出關(guān)門聲品質(zhì)的好壞。

關(guān)門現(xiàn)象比較復(fù)雜，聲音品質(zhì)可以用很多指標(biāo)來評價(jià)。目前汽車業(yè)內(nèi)常見的4類評價(jià)指標(biāo)為響度、尖銳度、振顫度和時(shí)頻圖譜，密封條的評價(jià)指標(biāo)主要是響度和尖銳度。

響度是表示聲音強(qiáng)度或者能量的指標(biāo)，響度不僅代表了關(guān)門聲音的大小，而且體現(xiàn)了聲音的厚重感，一般情況下響度越小，聽起來越輕巧。響度在25～28 sone之間，聲音有舒服感，在28～30 sone之間聲音比較舒服，在30～34 sone之間可以接受，大于34sone的響度會讓人不舒服。

尖銳度是表示聲音高頻成分的指標(biāo)，關(guān)門聲的尖銳度越高，表示高頻成分越多，這些聲音聽起來偏向尖叫聲，類似金屬撞擊聲音；尖銳度體現(xiàn)了關(guān)門聲音的清脆感，一般情況下，關(guān)門聲音的尖銳度在2～2.5 acum，高于2.5 acum的尖銳度會讓人聽起來不舒服。

1.2 關(guān)門聲品質(zhì)的控制

1.2.1 關(guān)門噪聲源

關(guān)門噪聲源有4種，包括車門與車身碰撞產(chǎn)生的聲音，內(nèi)外門板的輻射聲，門鎖內(nèi)部碰撞產(chǎn)生的聲音，玻璃及其他附件與車門碰撞產(chǎn)生的聲音。

1.2.2 關(guān)門聲品質(zhì)的結(jié)構(gòu)控制

關(guān)門聲品質(zhì)的結(jié)構(gòu)控制主要對噪聲源進(jìn)行針對性的結(jié)構(gòu)控制，密封條不是噪聲源，但是對關(guān)門聲品質(zhì)有著決定性的作用。

從關(guān)門聲品質(zhì)的角度來看，密封條的功能是通過緩沖作用避免車門和車身金屬之間的碰撞，降低關(guān)門時(shí)車門與車身碰撞產(chǎn)生的噪聲；通過密封隔音作用，弱化門鎖與鎖扣嚙合碰撞產(chǎn)生的高頻噪聲。

2 密封條與關(guān)門聲品質(zhì)的關(guān)系

2.1 密封條對關(guān)門聲品質(zhì)的影響

根據(jù)密封條在關(guān)門聲品質(zhì)中的作用，緩沖車門與車身之間的碰撞噪聲，主要通過密封條壓縮過程儲存大部分關(guān)門動能能量，減少轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇裟芰康年P(guān)門動能能量，從而降低關(guān)門聲品質(zhì)客觀評價(jià)因素中的響度，密封條在關(guān)門過程中吸收能量的主要影響因素是密封條的壓縮載荷和壓縮量。

通過密封條的密封隔音功能，弱化門鎖與鎖扣嚙合的碰撞產(chǎn)生的高頻噪聲，從而降低關(guān)門聲品質(zhì)客觀評價(jià)因素中的尖銳度，主要影響因素是車門密封條結(jié)構(gòu)布置、密封條的截面設(shè)計(jì)等。

針對同一款車型，在相同密封結(jié)構(gòu)的前提下，分別對密封條的壓縮載荷、壓縮量等因素進(jìn)行對比驗(yàn)證，同時(shí)考慮對關(guān)門速度的影響，將關(guān)門聲品質(zhì)和關(guān)門速度等綜合考慮，尋找最有效的密封條改進(jìn)方案，提升關(guān)門聲品質(zhì)。

2.1.1 密封條壓縮載荷對關(guān)門聲品質(zhì)的影響

密封條壓縮載荷是指單位長度（常用100mm）的密封條，在壓縮到關(guān)門狀態(tài)時(shí)，密封條承受的載荷，也就是密封條壓縮到理論設(shè)計(jì)狀態(tài)時(shí)所具有的反力。

某款新車在開發(fā)階段，對影響關(guān)門聲品質(zhì)的因素進(jìn)行改進(jìn)和分析。

改進(jìn)1：加大門洞密封條壓縮載荷，影響關(guān)門聲品質(zhì)的因素測量對比結(jié)果見表2。

表1 10分制主觀評價(jià)體系

表2 改進(jìn)門洞密封條壓縮載荷對關(guān)門聲品質(zhì)的影響

2.1.2 密封條壓縮量對關(guān)門聲品質(zhì)的影響

密封條壓縮量是指密封條在壓縮到關(guān)門狀態(tài)時(shí)，密封條密封部位的海綿泡管被壓縮的距離，壓縮量的設(shè)定要保證兩點(diǎn)：一是保證密封條在車輛行駛過程中始終與鈑金接觸，起到動態(tài)密封的作用；二是密封條泡管壓縮量與自身高度比例合適，壓縮比例過大，會造成較大的壓縮永久變形。

改進(jìn)2：在保證壓縮載荷一致的情況下，通過調(diào)整門洞密封條壓縮量，進(jìn)行關(guān)門聲品質(zhì)效果驗(yàn)證，對比結(jié)果見表3。

2.2 密封條對關(guān)門聲品質(zhì)影響的總結(jié)分析

密封條不同狀態(tài)對車門關(guān)門聲響度的影響，如圖1所示，通過統(tǒng)計(jì)對比，調(diào)整密封條壓縮載荷（表2）與壓縮量（表3），密封條在關(guān)門過程中吸收了更多的車門運(yùn)動能量，轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇裟芰康恼急葴p小，均能較好地起到降低關(guān)門聲響度的作用，相對來說，改進(jìn)壓縮量效果更好一些。

密封條不同狀態(tài)對車門關(guān)門聲尖銳度的影響，如圖2所示，通過統(tǒng)計(jì)對比，調(diào)整密封條壓縮載荷（表2）與壓縮量（表3），密封條在關(guān)門過程中吸收了更多的車門運(yùn)動能量，關(guān)門聲中尖銳度明顯降低，達(dá)到2～2.5 acum合適的范圍，相比較而言，改進(jìn)壓縮載荷效果更好一些，增大壓縮載荷通過加大密封條泡管的壁厚實(shí)現(xiàn)，由原來1.8 mm加大到2.2 mm，泡管加厚，對門鎖嚙合時(shí)產(chǎn)生的響聲尖銳度衰減起到積極的作用。

表3 改進(jìn)門洞密封條壓縮量對關(guān)門聲品質(zhì)的影響

圖1 不同狀態(tài)密封條對關(guān)門聲響度的影響

圖2 不同狀態(tài)密封條對關(guān)門聲尖銳度的影響

對比分析密封條不同狀態(tài)壓縮載荷、壓縮量對車門關(guān)門聲響度、尖銳度的影響，在新車研發(fā)過程中關(guān)門速度是一個重要指標(biāo)，以上2種改進(jìn)均影響到關(guān)門速度，見表2、表3中關(guān)門速度測量值，同時(shí)對比2種改動，改進(jìn)1壓縮載荷調(diào)整對關(guān)門速度影響較小，改進(jìn)后仍滿足關(guān)門速度要求（前門≤1.1 m/s，后門≤1.2 m/s），更能平衡關(guān)門聲品質(zhì)和關(guān)門速度之間的關(guān)系。

3 結(jié) 論

汽車車門關(guān)門聲品質(zhì)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，針對密封條對關(guān)門聲品質(zhì)的影響，通過調(diào)整壓縮載荷以及壓縮量對聲品質(zhì)的影響進(jìn)行對比分析，增加密封條泡管壁厚，提高密封條壓縮載荷，可以降低關(guān)門聲響度、尖銳度；且關(guān)門速度未出現(xiàn)大幅上升，所以針對關(guān)門聲響度較大和尖銳度較大的問題，可以通過增大門洞密封條壓縮載荷降低關(guān)門聲響度和尖銳度。

[1]龐劍. 汽車車身噪聲與振動控制[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015.

2017-09-13

1002-4581（2017）06-0041-04

U463.83+4.02

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2017.06.012