某轎車白車身密封性能分析與改善

唐 玲

（東風(fēng)柳州汽車有限公司乘用車技術(shù)中心，廣西 柳州545000）

0 引言

汽車密封性對(duì)汽車的整體性能產(chǎn)生的直接影響表現(xiàn)為：外部灰塵和濕氣的滲入量；隔音降噪效果，影響乘坐舒適性；空調(diào)效果，密封性能差將導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷加重，燃油經(jīng)濟(jì)性能變差。因此，提高整車密封性能既可以為顧客提供一個(gè)靜謐、舒適的駕駛環(huán)境，又可以改善空調(diào)靈敏度。而白車身氣密性是整車氣密性的基礎(chǔ)，如何提高白車身氣密性顯得尤為重要。本文通過(guò)某款轎車白車身氣密性試驗(yàn)，對(duì)白車身密封性能進(jìn)行分析與改善。

1 試驗(yàn)方法

汽車氣密性試驗(yàn)也稱為靜態(tài)氣密性實(shí)驗(yàn)，一般分為正壓法試驗(yàn)和負(fù)壓法試驗(yàn)[1]。本文采用正壓法，即通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)向車內(nèi)輸送空氣，讓車內(nèi)的氣壓高于車外的大氣壓，通過(guò)分析當(dāng)時(shí)輸送的氣體量（或進(jìn)氣速率）和車內(nèi)氣壓情況，來(lái)衡量整車的氣密性。

車身泄露測(cè)試儀是測(cè)試汽車車身氣體泄漏量的儀器，監(jiān)測(cè)氣體進(jìn)入或者逸出車艙的量。泄露測(cè)試儀系統(tǒng)配置包含機(jī)械組件（鼓風(fēng)機(jī)、壓差表、空濾、壓力平衡棒、標(biāo)定校驗(yàn)環(huán)等）和電子組件（氣流量傳感器、氣流量數(shù)顯儀、流量電腦、變速馬達(dá)等），原理是使用一個(gè)裝在鼓風(fēng)機(jī)上的變速馬達(dá)來(lái)產(chǎn)生氣流，氣流速率通過(guò)氣流量傳感器測(cè)量，以SCFM（standard cubic foot per minute，標(biāo)準(zhǔn)立方英尺每分鐘）為單位。氣流速率由數(shù)字顯示器顯示讀取，該數(shù)值即表示車內(nèi)氣流泄漏量大小。

2 白車身氣密性試驗(yàn)方案

白車身氣密性試驗(yàn)在不可控狀態(tài)下進(jìn)行，即封堵四門兩蓋、前后風(fēng)擋、泄壓閥、空調(diào)進(jìn)氣以及所有與大氣相通的孔洞等孔洞，檢測(cè)車身鈑金焊縫和孔隙的泄漏量。試驗(yàn)設(shè)備與白車身試驗(yàn)簡(jiǎn)圖如圖1所示。

圖1 試驗(yàn)設(shè)備與白車身

車輛在日常使用過(guò)程中，車內(nèi)最高氣壓一般不會(huì)達(dá)到90 Pa，參考行業(yè)內(nèi)整車靜態(tài)氣體泄露標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)氣密性試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較時(shí)，一般采用車內(nèi)氣壓為125 Pa下氣體的泄露數(shù)據(jù)[2]。測(cè)試時(shí)，通過(guò)車身泄露測(cè)試儀控制車內(nèi)氣壓，記錄泄露位置及泄漏量。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 試驗(yàn)結(jié)果

圖2表示初始狀態(tài)下（即封堵與大氣相通孔洞），白車身內(nèi)氣壓由25 Pa依次增加至250 Pa對(duì)應(yīng)的氣流泄露速率。車內(nèi)氣壓為125 Pa時(shí)，氣流泄露速率為89.5SCFM，泄漏量較大。由曲線可知，車內(nèi)壓力增大時(shí)，氣體泄漏量也逐漸增大。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明，該款轎車白車身存在其他未被注意到的泄漏源，主要泄漏源對(duì)氣流泄露速率的貢獻(xiàn)量如表1所示。

圖2 整改前車內(nèi)氣流泄露速率曲線

表1 主要泄漏源試驗(yàn)結(jié)果

3.2 原因分析

汽車白車身在設(shè)計(jì)、制造工藝（包含沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大工藝）過(guò)程中，影響白車身密封性能的主要因素如圖3所示。同時(shí)，根據(jù)表1的測(cè)試泄露數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)檢查、現(xiàn)場(chǎng)跟蹤確認(rèn)，明確該轎車白車身的具體泄露原因，見(jiàn)表2.

圖3 影響白車身密封性能因素

表2 主要泄漏源原因分析

4 整改方案及驗(yàn)證

通過(guò)對(duì)比測(cè)試目前市場(chǎng)同類產(chǎn)品密封性能，該款轎車泄漏量偏大，對(duì)其進(jìn)行立項(xiàng)整改。綜合各方面情況，目標(biāo)設(shè)定為白車身車內(nèi)氣壓為125Pa時(shí)，氣流泄露速率小于65SCFM。

4.1 整改方案

根據(jù)表2泄露點(diǎn)原因分析結(jié)果，泄露主要由結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在與外界連通的孔洞、漏液孔未封堵、現(xiàn)場(chǎng)工人涂膠不良等原因引起。將上述問(wèn)題歸納為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝兩大類問(wèn)題，聯(lián)合質(zhì)量、工藝、生產(chǎn)等相關(guān)部門，對(duì)車身的結(jié)構(gòu)、制造工藝進(jìn)行優(yōu)化整改，整改方案如表3所示。

表3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝整改方案

4.2 方案驗(yàn)證

按4.1方案對(duì)該款轎車白車身設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、制造工藝進(jìn)行優(yōu)化和整改后，再次進(jìn)行氣密性測(cè)試，得到該狀態(tài)下的氣流泄露速率曲線，如圖4所示。其中，車內(nèi)氣壓為125 Pa時(shí)，氣流泄露速率為38.3SCFM（見(jiàn)圖5），較整改前的89.5SCFM下降約51SCFM，泄漏量大大降低，表明整改措施有效，達(dá)到改善目標(biāo)要求。

圖4 整改前后車內(nèi)氣流泄露速率曲線對(duì)比

圖5 整改后白車身泄漏量（38.3SCFM）

同時(shí)，對(duì)該轎車整改前后白車身對(duì)應(yīng)的整車狀態(tài)作了整車氣密性測(cè)試對(duì)比，整車氣流泄露速率由原始狀態(tài)的185.5SCFM下降至約125SCFM。數(shù)據(jù)進(jìn)一步表明，白車身密性性能是否良好直接影響著最終整車氣密性狀態(tài)。

4.3 方案固化

該款轎車白車身密封性能改善目標(biāo)達(dá)成后，對(duì)整改方案進(jìn)行固化以及推廣，構(gòu)建企業(yè)白車身密封性能設(shè)計(jì)、質(zhì)量、生產(chǎn)一致性控制體系，如圖6所示，從車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝過(guò)程質(zhì)量管控、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)執(zhí)行等各個(gè)環(huán)節(jié)保證車身密封方案得到準(zhǔn)確、有效、穩(wěn)定的實(shí)施，提升產(chǎn)品的密封質(zhì)量。

圖6 白車身密封性能一致性控制體系

5 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)車身泄露測(cè)試儀對(duì)某轎車白車身進(jìn)行氣密性測(cè)試，查找泄漏源并分析原因進(jìn)行整改后，氣流泄露速率下降約51SCFM，白車身氣密性達(dá)到目標(biāo)要求。白車身泄漏量降低的同時(shí)，整車密封性能得到同步改善，說(shuō)明白車身密封改進(jìn)方案是必要且可行的。

（2）構(gòu)建了企業(yè)白車身密封性能設(shè)計(jì)、質(zhì)量、生產(chǎn)一致性控制體系，從車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝過(guò)程質(zhì)量管控、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)執(zhí)行等各環(huán)節(jié)保證車身密封方案準(zhǔn)確、有效、穩(wěn)定實(shí)施。