某車(chē)型側(cè)門(mén)門(mén)檻漏水問(wèn)題分析及改進(jìn)

曾偉強(qiáng)

（上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司 545007)

1 背景

車(chē)門(mén)密封膠條是汽車(chē)的重要零件部之一，能夠有效的防塵、防水、緩沖減振、隔音降噪及裝飾鈑金等，保護(hù)和維護(hù)車(chē)內(nèi)小環(huán)境。一旦密封失效，就可能導(dǎo)致車(chē)廂內(nèi)漏水，容易引起車(chē)身銹蝕，同時(shí)，還會(huì)加大汽車(chē)行駛過(guò)程中的風(fēng)噪聲。因此，車(chē)門(mén)密封條是汽車(chē)零部件中技術(shù)含量較高的零部件之一。

車(chē)門(mén)密封膠條經(jīng)常使用到的橡膠材料為三元乙丙橡膠，簡(jiǎn)稱(chēng)為EPDM；此外還有熱塑性彈性體，簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)PE。三元乙丙橡膠在汽車(chē)密封材料中使用比較廣泛，是生產(chǎn)密封條的最主要材料。這種材料一般是由乙烯、丙烯單體以及一些二烯烴混合而成，因此物理特性為耐熱，對(duì)臭氧也有一定的承受力，耐紫外線性強(qiáng)，并且在壓縮以及永久變形方面有一定的特殊性[1]。

車(chē)門(mén)密封條主要分為主密封膠條和次密封膠條。主密封膠條又叫車(chē)門(mén)頭道密封膠條，主要起到防水、防塵、隔音、隔溫、減振以及裝飾的作用。其結(jié)構(gòu)主要有2種：一種為全海綿膠泡管；另一種由密實(shí)膠基體和海綿膠組成。主密封膠條粘貼或鑲嵌在車(chē)門(mén)上，與次密封膠條配合，以增加車(chē)門(mén)與車(chē)體之間的密封作用。次密封膠條也叫二道密封條，主要安裝在側(cè)圍止口邊上，起到車(chē)門(mén)與側(cè)圍之間的密封與裝飾作用。次密封膠條不但要保證密封性，還要承受關(guān)門(mén)時(shí)的沖擊力，因此它既要有彈性，也要有韌性，主要由密實(shí)膠基體和海綿膠泡管兩部分組成。密實(shí)膠內(nèi)含有金屬骨架，起到加強(qiáng)膠條的定型和固定作用。

筆者所在公司某車(chē)型在量產(chǎn)前期生產(chǎn)過(guò)程中，出現(xiàn)側(cè)門(mén)門(mén)檻漏水問(wèn)題，且故障發(fā)生率一直居高不下。漏水問(wèn)題造成整車(chē)一次下線合格率偏低,導(dǎo)致返修量大，同時(shí)也嚴(yán)重影響整車(chē)質(zhì)量，急需解決。

2 原因分析

為解決側(cè)門(mén)門(mén)檻漏水問(wèn)題，首先需要確認(rèn)漏水路徑。漏水攻關(guān)小組成員通過(guò)漏水故障車(chē)淋雨試驗(yàn)，包括線上八分鐘淋雨試驗(yàn)以及線下淋雨試驗(yàn)，確認(rèn)了漏水路徑。側(cè)門(mén)門(mén)檻漏水問(wèn)題癥結(jié)為，主密封膠條下部膠條濕側(cè)唇邊內(nèi)存水漏入門(mén)檻，門(mén)檻積滿水后往上涌，從門(mén)內(nèi)板排氣孔與次密封膠條縫隙漏入車(chē)廂內(nèi)，如圖1所示。通過(guò)人、機(jī)、料、法、環(huán)五大要素排查問(wèn)題的原因。下面就從以下幾方面的原因進(jìn)行分析。

圖1 門(mén)檻漏水路徑

2.1 側(cè)門(mén)門(mén)檻區(qū)域沒(méi)有有效的排水結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)上，由于受到鉸鏈布置的影響，主密封膠條濕側(cè)唇邊與鈑金鉸鏈安裝面不貼合，膠條外側(cè)不防水，產(chǎn)生進(jìn)水點(diǎn)。車(chē)輛淋雨時(shí)，水可以沿著主密封膠條濕側(cè)唇邊往下流到門(mén)檻區(qū)域（圖2）。到了門(mén)檻區(qū)域，車(chē)門(mén)密封條濕側(cè)唇邊與側(cè)門(mén)內(nèi)板是貼合狀態(tài)，形成一個(gè)密閉腔體，易存水。從鉸鏈側(cè)流下的水在此處越積越多，在關(guān)門(mén)狀態(tài)時(shí)，密封條泡管被壓縮，水從膠條安裝面進(jìn)入主密封膠條和次密封膠條之間，即門(mén)檻處（圖3）。由于沒(méi)有設(shè)計(jì)有效的排水結(jié)構(gòu)，門(mén)檻處積水越來(lái)越多，最后通過(guò)次密封膠條，進(jìn)入到車(chē)廂內(nèi)，造成門(mén)檻漏水現(xiàn)象。

圖2 雨水流到門(mén)檻區(qū)域

圖3 雨水進(jìn)入主、次密封膠條之間

2.2 側(cè)門(mén)與側(cè)圍之間的密封間隙偏大超差

側(cè)門(mén)與側(cè)圍之間的密封間隙也是影響車(chē)門(mén)密封性能的主要因素。為了保證車(chē)門(mén)的關(guān)門(mén)力及關(guān)門(mén)品質(zhì)，主密封膠條的壓縮負(fù)荷一般控制在2.0～4.5 N/100 mm，密封條泡管與側(cè)圍的壓縮量一般為5～6 mm；次密封膠條的壓縮負(fù)荷一般控制在2.0～4.0 N/100 mm，密封條泡管與側(cè)圍的壓縮量一般為3 mm。如果側(cè)門(mén)與側(cè)圍之間的密封間隙偏大,會(huì)導(dǎo)致密封條泡管與鈑金的干涉量不足,產(chǎn)生密封不良現(xiàn)象。

現(xiàn)場(chǎng)抽查了一臺(tái)門(mén)檻漏水故障車(chē)（左邊漏，右邊不漏），密封間隙標(biāo)準(zhǔn)13±1.5 mm，實(shí)測(cè)左后側(cè)門(mén)下部與側(cè)圍密封間隙為15.5 mm，超上差1 mm，不合要求；右后側(cè)門(mén)下部與側(cè)圍密封間隙實(shí)測(cè)為13.5 mm，滿足要求。檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際門(mén)檻漏水故障相對(duì)應(yīng)。漏水攻關(guān)小組成員經(jīng)過(guò)查看某個(gè)月側(cè)門(mén)與側(cè)圍之間的密封間隙數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)該間隙長(zhǎng)期偏大超差。密封間隙偏大超差導(dǎo)致密封失效，是造成側(cè)門(mén)門(mén)檻區(qū)域漏水的主要原因。

3 解決措施及驗(yàn)證

經(jīng)過(guò)以上分析，漏水攻關(guān)小組成員確認(rèn)了造成側(cè)門(mén)門(mén)檻漏水問(wèn)題的主要原因有2點(diǎn)：一是側(cè)門(mén)門(mén)檻區(qū)域沒(méi)有有效的排水結(jié)構(gòu)；二是側(cè)門(mén)與側(cè)圍之間的密封間隙偏大超差。

要解決側(cè)門(mén)門(mén)檻漏水問(wèn)題，需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。

3.1 側(cè)門(mén)門(mén)檻區(qū)域增加排水結(jié)構(gòu)

從上面的分析可以看出，側(cè)門(mén)門(mén)檻區(qū)域漏水的癥結(jié)在于門(mén)檻區(qū)域積水過(guò)多，但是門(mén)檻位置沒(méi)設(shè)計(jì)有效排水結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致未能有效排水而產(chǎn)生門(mén)檻漏水。為了解決門(mén)檻區(qū)域的漏水問(wèn)題，需要增加排水結(jié)構(gòu)，排水結(jié)構(gòu)有以下幾種驗(yàn)證方案。

（1）在主密封膠條泡管的濕側(cè)和干側(cè)各開(kāi)幾組排水孔。這樣就可以將門(mén)檻里的水通過(guò)主密封膠條排水孔流出車(chē)外，可以解決門(mén)檻漏水問(wèn)題。經(jīng)過(guò)實(shí)車(chē)淋雨驗(yàn)證，效果顯著。但是由于主密封膠條的排水孔是干側(cè)和濕側(cè)貫通，如果排水孔開(kāi)得過(guò)多，容易引起漏灰問(wèn)題。綜合起來(lái)考慮，該方案雖然可以解決門(mén)檻漏水問(wèn)題，但是會(huì)引起門(mén)檻部位漏灰的風(fēng)險(xiǎn)，所以最終沒(méi)有采取該方案。

（2）在側(cè)圍外板的門(mén)檻部位開(kāi)排水槽。在排水槽處側(cè)圍外板與主密封膠條的泡管存在間隙，門(mén)檻的積水可以從這個(gè)間隙流出，可以解決門(mén)檻漏水問(wèn)題。但是在側(cè)圍外板的門(mén)檻部位開(kāi)排水槽，開(kāi)門(mén)狀態(tài)下可以看到該排水槽特征，影響外觀質(zhì)量。另外，排水槽的位置能起到排水的作用，也會(huì)有漏灰的風(fēng)險(xiǎn)，綜合考慮，還是沒(méi)有采取該方案。

（3）在側(cè)門(mén)內(nèi)板開(kāi)排水槽。通過(guò)優(yōu)化側(cè)門(mén)內(nèi)板結(jié)構(gòu)，在側(cè)門(mén)內(nèi)板底部加開(kāi)2個(gè)排水槽.在排水槽的位置，主密封膠條濕側(cè)唇邊與排水槽之間是離空的，門(mén)檻區(qū)域的積水可以從排水槽排出，有效減少了門(mén)檻區(qū)域的積水（圖4）。通過(guò)在側(cè)門(mén)內(nèi)板增加排水槽設(shè)計(jì)，就可以保證沒(méi)有積水可以通過(guò)次密封膠條進(jìn)入車(chē)廂內(nèi)，從而從根本上解決了側(cè)門(mén)門(mén)檻漏水的問(wèn)題，且不會(huì)產(chǎn)生其他不良影響。最終漏水攻關(guān)小組成員一致確認(rèn)，采取該方案。

3.2 車(chē)身車(chē)間按照標(biāo)準(zhǔn)要求控制側(cè)門(mén)與側(cè)圍之間的密封間隙

側(cè)門(mén)與側(cè)圍之間的密封間隙對(duì)整車(chē)的密封性能有很大影響，為了保證車(chē)輛的淋雨過(guò)線合格率，要求車(chē)身車(chē)間對(duì)側(cè)門(mén)及側(cè)圍的制造過(guò)程加強(qiáng)監(jiān)控，保證鈑金的制造質(zhì)量，鈑金型面控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。同時(shí)，嚴(yán)格控制側(cè)門(mén)與側(cè)圍的裝配準(zhǔn)確性，調(diào)整裝配工藝，加強(qiáng)對(duì)側(cè)門(mén)與側(cè)圍之間的密封間隙檢驗(yàn)，確保密封間隙滿足設(shè)計(jì)要求，不會(huì)對(duì)車(chē)門(mén)密封產(chǎn)生不良影響[2]。

通過(guò)以上幾條措施的實(shí)施，有效解決了側(cè)門(mén)門(mén)檻區(qū)域漏水的問(wèn)題，漏水故障率從最高的6.65%下降到0.10%，保證了整車(chē)一次下線合格率，極大提升了整車(chē)質(zhì)量，同時(shí)提高了用戶(hù)滿意度，為公司產(chǎn)品樹(shù)立了良好的品牌形象。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)該車(chē)型側(cè)門(mén)門(mén)檻漏水問(wèn)題的分析及設(shè)計(jì)改進(jìn)，得出以下經(jīng)驗(yàn)，在以后進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意。

側(cè)門(mén)門(mén)檻漏水的問(wèn)題主要是側(cè)門(mén)門(mén)檻區(qū)域沒(méi)有有效的排水結(jié)構(gòu)，側(cè)門(mén)與側(cè)圍的密封間隙偏大超差導(dǎo)致側(cè)門(mén)門(mén)檻漏水。后續(xù)設(shè)計(jì)車(chē)型將借鑒此次經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)（更新相關(guān)DFMEA），設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮門(mén)檻區(qū)域的排水結(jié)構(gòu)，確保門(mén)檻區(qū)域不能有積水，盡量把問(wèn)題在設(shè)計(jì)階段杜絕掉，減少后期的更改。同時(shí)嚴(yán)格控制側(cè)門(mén)與側(cè)圍的密封間隙，保證密封效果良好。

圖4 優(yōu)化側(cè)門(mén)內(nèi)板結(jié)構(gòu)

[1]羅新剛.汽車(chē)密封條的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)科技博覽,2013(19):132-135.

[2]郝森森.汽車(chē)車(chē)門(mén)密封條系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能研究[J].中小企業(yè)管理與科技,2016(3):265.