車門系統(tǒng)的密封性能研究

姚宇，張杰

（華晨汽車工程研究院閉合件工程室，遼寧 沈陽(yáng) 110141）

前言

密封性能作為汽車性能評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一，近年來(lái)越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)整車企業(yè)的重視。汽車密封性能產(chǎn)生的直接影響有：1）外部灰塵和濕氣的滲入量；2）有害氣體的含量；3）隔音降噪效果；4）空調(diào)效果。同時(shí)密封性指標(biāo)太差，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，忽冷忽熱的環(huán)境對(duì)乘客的舒適性也存在一定的影響。如何提升整車的密封性能，成為各車型亟待解決的問(wèn)題。車門作為連通乘客艙與外界的重要通道，密封性能的提升工作尤為重要。

1　車門系統(tǒng)主要泄漏點(diǎn)分析

車門系統(tǒng)主要由車門鈑金、外把手、外水切、車門玻璃、導(dǎo)槽密封條等子系統(tǒng)構(gòu)成，如圖1所示。車輛行駛過(guò)程中，外界的風(fēng)噪從車門外板與其他零件的縫隙侵入到車內(nèi)。為了提升車門密封性能，首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)找出車門泄漏點(diǎn)。

圖1　車門組成

通過(guò)對(duì)某車型整車氣密性測(cè)試，試圖尋找影響車門密封性能的主要泄漏點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)條件為：

壓差：0.5InH2O

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為：

將整車與實(shí)驗(yàn)設(shè)備相連，并將接口周圍密封，如圖2所示，將空調(diào)排風(fēng)口密封，空調(diào)打開(kāi)至內(nèi)循環(huán)。啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，將壓力緩慢調(diào)整至實(shí)驗(yàn)要求，設(shè)備顯示的數(shù)值即為某車型整車氣密性泄漏量。依次將車門的外把手、外水切、后視鏡、導(dǎo)槽密封條、流水孔進(jìn)行密封，所得的差值即為各部位泄漏貢獻(xiàn)量，如表1所示。

圖2　整車氣密性實(shí)驗(yàn)設(shè)備

表1　車門各子系統(tǒng)泄漏量

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，流水孔對(duì)車門氣密性影響最大，其次為外水切與外把手，下面將從這三個(gè)地方著手分析封堵的可行性。

2　泄漏點(diǎn)密封結(jié)構(gòu)分析

2.1　車門流水孔

車門流水孔位置如圖3所示，其作用有兩個(gè)，第一是車門鈑金在涂裝車間電泳時(shí)的漏液孔，使電泳液能夠順暢的從車門內(nèi)流出，另一個(gè)作用是使侵入車門的雨水排出，因此，流水孔不能完全封堵，此處做不到完全密封。

圖3　車門流水孔

2.2　外水切

外水切的作用是密封、隔音、防塵、減震、裝飾、對(duì)車門玻璃起到導(dǎo)向等。外水切泄漏點(diǎn)為水切與導(dǎo)槽密封條配合處及外水切端蓋位置，如圖4所示。由于外水切在車身方向不具備容差能力，因此外水切與導(dǎo)槽密封條配合處縫隙不可消除。而端蓋位置鈑金型面復(fù)雜，很難做到鈑金與端蓋無(wú)縫隙接觸。因此外水切的封堵主要靠在泄漏位置粘貼泡棉，泡棉壓縮后隔斷氣流的流動(dòng)。但是外水泡棉一般為人工粘貼，批量生產(chǎn)時(shí)，封堵效果不能得到保證。導(dǎo)致此處密封不可靠。

圖4　外水切氣體侵入路徑

2.3　外把手

外把手是活動(dòng)件，活動(dòng)手柄與固定裝飾蓋之間必須留有縫隙，如圖5所示。并且外把手長(zhǎng)期拉動(dòng)后，狀態(tài)不可避免會(huì)發(fā)生變化，密封極易失效。

圖5　外把手結(jié)構(gòu)

綜上所述，從泄漏點(diǎn)直接封堵不能長(zhǎng)期有效的改善車門系統(tǒng)的密封性能。

3　內(nèi)板密封的可行性分析

氣流及噪音的侵入路徑為：

由于從外板泄漏點(diǎn)直接封堵方案難以實(shí)現(xiàn)，我們將探討車門內(nèi)板作為密封性能主密封面的可行性。車門內(nèi)板上的孔洞主要分為工藝孔與各零件安裝孔兩種，如圖6所示。為了便于內(nèi)外板之間零件的安裝，通常內(nèi)板中部位置會(huì)有一個(gè)面積較大的安裝孔。此安裝孔由防水膜覆蓋密封。傳統(tǒng)的車門系統(tǒng)中，線束及門鎖拉線等零件都從防水膜上穿出，這樣就導(dǎo)致了防水膜密封功能失效。

圖6　車門內(nèi)板

近年來(lái)，隨著密封性能越來(lái)越多的受到人們重視，無(wú)損防水膜得到了廣泛的應(yīng)用。線束及門鎖拉線等零件不再?gòu)姆浪ご┏?，而是在車門內(nèi)板上單獨(dú)開(kāi)辟自己的“通道”。這樣，防水膜保證了完整性，可以有效的將復(fù)雜型面及大型孔洞密封。同時(shí)，內(nèi)板密封還要注意防水膜覆蓋范圍外的孔洞必須有效密封，工藝孔要粘貼密封貼，安裝孔要應(yīng)用帶有密封功能的卡扣或膠堵，充分保證車門內(nèi)板的有效密封。

氣流及噪音除了從內(nèi)板上孔洞傳遞入乘客艙外，還有一個(gè)主要部位是內(nèi)板與玻璃之間縫隙。此處通常用內(nèi)水切進(jìn)行密封，如圖7所示。傳統(tǒng)的內(nèi)水切僅考慮了支撐玻璃的作用，為了有效的對(duì)車門進(jìn)行密封，需要對(duì)內(nèi)水切提出更高的要求。目前密封性較強(qiáng)的內(nèi)水切結(jié)構(gòu)如圖所示。內(nèi)水切夾持在車門內(nèi)板上，通過(guò)唇邊將內(nèi)板與玻璃之間縫隙密封。同時(shí)，可將內(nèi)水切材料做成EPDM+鋼帶結(jié)構(gòu)，鋼帶采用沖切斷帶形式，使內(nèi)水切在車身方向具有一定伸縮性，提高內(nèi)水切容差能力，保證內(nèi)水切與導(dǎo)槽密封條緊密配合，提升車門系統(tǒng)的密封性能。

圖7　內(nèi)水切

4　驗(yàn)證

為了驗(yàn)證車門內(nèi)板密封的實(shí)際操作性，將某車型右前門改裝，分別對(duì)采用無(wú)損防水膜及傳統(tǒng)防水膜的狀態(tài)進(jìn)行整車氣密性測(cè)試，結(jié)果如下：

圖8　

5　結(jié)論

綜上所述，本文從提高車輛的密封性能角度，分別論述了車門外板密封和車門內(nèi)板密封的理念，提出并驗(yàn)證了車門內(nèi)板密封的優(yōu)越性。為后續(xù)整車密封性能的提升提供了理論支撐及進(jìn)一步研究方向。

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