某型SUV白車(chē)身氣密性分析及優(yōu)化

李榮喜，羅克體，韋祖國(guó)，許露瑤

（東風(fēng)柳州汽車(chē)有限公司，廣西 柳州 545005）

隨著人們生活水平的日漸提高，客戶對(duì)乘用車(chē)的要求也不斷提高。在乘用車(chē)的各項(xiàng)性能指標(biāo)中，乘坐舒適性是乘客最為直觀的感受，也是影響客戶購(gòu)車(chē)的重要因素之一。因此，各大主機(jī)廠都將噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness, NVH）作為重要的性能指標(biāo)。整車(chē)氣密性是NVH其中一個(gè)指標(biāo)，也是保證乘坐舒適性的重要一環(huán)，整車(chē)氣密性不僅影響整車(chē)噪音[1]，還對(duì)整車(chē)防塵性以及空調(diào)性能有重要的影響，而白車(chē)身（含車(chē)門(mén)及背門(mén)）的氣密性又是影響整車(chē)氣密性的最主要的部分。因此，白車(chē)身氣密性的優(yōu)劣，決定了整車(chē)氣密性的好壞[2]。

本文通過(guò)對(duì)某型運(yùn)動(dòng)型多用途汽車(chē)（Sport Utility Vehicle, SUV）的白車(chē)身氣密性進(jìn)行煙霧測(cè)試以及LeakageMaster泄露路徑仿真分析，并根據(jù)測(cè)試和分析的結(jié)果，制定相應(yīng)的密封措施[3]，通過(guò)改善白車(chē)身氣密性，從而提升整車(chē)氣密性，為后續(xù)車(chē)型的氣密性開(kāi)發(fā)提供設(shè)計(jì)參考。

1 某型SUV整車(chē)及白車(chē)身氣密性測(cè)試

對(duì)整車(chē)進(jìn)行氣密性測(cè)試，如圖1所示，測(cè)出整車(chē)以及白車(chē)身氣密性泄漏量，并通過(guò)煙霧試驗(yàn)，找出主要泄漏點(diǎn)，以下為整車(chē)、白車(chē)身以及主要泄漏點(diǎn)的泄漏量如表1所示。

測(cè)試條件：室溫下，封堵泄壓閥，空調(diào)調(diào)至內(nèi)循環(huán)狀態(tài)。

測(cè)試方法：正壓法，相對(duì)壓力125 Pa。

單位：L/min。

表1 整車(chē)、白車(chē)身和主要泄露點(diǎn)的泄漏量

圖1 整車(chē)氣密性測(cè)試

2 白車(chē)身氣密性的改善及優(yōu)化

2.1 白車(chē)身的改善

對(duì)白車(chē)身進(jìn)行氣密性測(cè)試，如圖2所示，通過(guò)煙霧試驗(yàn)找出白車(chē)身的泄漏點(diǎn)，并對(duì)白車(chē)身進(jìn)行LeakageMaster泄露路徑仿真分析，最后通過(guò)對(duì)比仿真分析和試驗(yàn)的結(jié)果，制定經(jīng)濟(jì)且有效的密封措施。

1.白車(chē)身煙霧試驗(yàn)及主要泄漏點(diǎn)

表2 白車(chē)身主要泄漏點(diǎn)泄漏量

通過(guò)對(duì)以下測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，白車(chē)身主要泄漏點(diǎn)是鈑金間的搭接縫隙以及門(mén)檻底部鈑金搭接的漏液孔，泄露部位與各個(gè)部位泄露量如表2所示。

圖2 白車(chē)身氣密測(cè)試

2.白車(chē)身LeakageMaster泄露路徑仿真分析

LeakageMaster是一款泄露路徑仿真分析軟件，通過(guò)仿真分析，可以在軟件上展示氣密性或水密性泄露的路徑[4]。圖3為某型SUV白車(chē)身泄露路徑仿真分析結(jié)果圖。

圖3 白車(chē)身泄露路徑仿真分析截圖

（1）后縱梁/橫梁鈑金搭接縫與后地板兩側(cè)工藝定位孔連通，如圖4所示；

圖4 后地板泄露路徑仿真分析截圖

（2）門(mén)檻底部漏液孔與車(chē)身內(nèi)部多處鈑金搭接縫以及鈑金開(kāi)放區(qū)域連通[5]，如圖5所示；

圖5 門(mén)檻底部泄露路徑仿真分析截圖

（3）側(cè)圍與輪罩鈑金搭接縫無(wú)泄露路徑；

（4）A柱下外側(cè)圍門(mén)檻鈑金搭接縫與車(chē)身內(nèi)部多處鈑金開(kāi)放區(qū)域相通，如圖6所示。

3.白車(chē)身氣密性提升改善方案

通過(guò)煙霧試驗(yàn)與LeakageMaster泄露路徑仿真分析[6]，白車(chē)身優(yōu)化方案如表3所示。部分漏液孔或減小車(chē)門(mén)漏液孔的面積的方式提升整車(chē)氣密性。該型SUV采用的改善措施是增加堵蓋，并在堵蓋上設(shè)計(jì)排水孔。通過(guò)減小漏液孔的面積降低泄漏量，從而達(dá)到提升氣密性的目的。圖7為某型SUV采用密封方案，表5為前車(chē)門(mén)改善前后漏液孔的泄漏量。

表3 白車(chē)身氣密性優(yōu)化方案

圖6 A柱下側(cè)圍與門(mén)檻泄露路徑仿真分析截圖

4.改善前后白車(chē)身氣密性泄露量對(duì)比

經(jīng)以上措施改善后，白車(chē)身氣密性泄漏量大幅降低，具體泄漏量如表4所示。

圖7 車(chē)門(mén)密封方案與密封堵蓋結(jié)構(gòu)示意圖

表4 改善前后白車(chē)身氣密性測(cè)試結(jié)果

2.2 車(chē)門(mén)漏液孔的改善

1.四車(chē)門(mén)漏液孔

在車(chē)門(mén)底部，基本都設(shè)計(jì)有漏液孔。主要是為了滿足兩個(gè)功能：（1）滿足涂裝瀝液的要求；（2）滿足下雨或用戶洗車(chē)時(shí)，可將進(jìn)入車(chē)門(mén)內(nèi)部濕區(qū)的水及時(shí)排出。高端的車(chē)型，車(chē)門(mén)一般采用內(nèi)密封模式（車(chē)門(mén)濕區(qū)與干區(qū)間采用集成式護(hù)板密封）。該模式氣密性較好，但成本較高，不適合較經(jīng)濟(jì)的車(chē)型。對(duì)于較經(jīng)濟(jì)的車(chē)型，車(chē)門(mén)濕區(qū)與干區(qū)間一般采用防水膜進(jìn)行隔離。由于防水膜上存在線束及拉索過(guò)線孔，氣密性較差，而且也是整車(chē)氣密性泄漏量大的重要原因。故對(duì)一般車(chē)型，做好車(chē)門(mén)漏液孔的密封，是提升整車(chē)氣密性的一個(gè)重要途徑。

用戶正常使用車(chē)輛時(shí)，進(jìn)入車(chē)門(mén)濕區(qū)的水分較少。車(chē)門(mén)漏液孔的數(shù)量及大小一般由涂裝瀝液的節(jié)拍決定。可通過(guò)在總裝增加密封堵蓋來(lái)封堵

表5 改善前后車(chē)門(mén)漏液孔氣密性泄漏量對(duì)比

2.背門(mén)漏液孔

背門(mén)漏液孔和前車(chē)門(mén)漏液孔的功能類(lèi)似，但背門(mén)進(jìn)水量較小，一般采用密封部分漏液孔的措施提升氣密性，密封性較好的車(chē)型可將漏液孔全部密封，以提升整車(chē)氣密性。圖8為某型SUV背門(mén)采用了密封堵蓋封堵兩側(cè)漏液孔，保留中間漏液孔用于排水的方案來(lái)改善氣密性，表6為背門(mén)改善前后漏液孔的泄漏量。

圖8 背門(mén)密封方案與密封堵蓋結(jié)構(gòu)示意圖

表6 改善前后背門(mén)漏液孔的泄漏量

3 新車(chē)型白車(chē)身氣密性設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)建議

通過(guò)以上白車(chē)身密封性的改善措施，白車(chē)身氣密性降至781.4 L/min，某型SUV整車(chē)氣密性泄漏量降至2 349.8 L/min，改善效果明顯。以下為總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，希望能給后續(xù)的白車(chē)身氣密性開(kāi)發(fā)提供一些參考：

（1）白車(chē)身泄露量主要來(lái)自鈑金縫隙以及門(mén)檻底部漏液孔，對(duì)于鈑金的縫隙，應(yīng)在滿足工藝的前提下，盡量減小鈑金搭接縫，為后續(xù)涂膠密封提供良好的保障。如若縫隙過(guò)大，可能會(huì)導(dǎo)致無(wú)法通過(guò)涂膠密封或涂膠不良，密封性無(wú)法保證；而對(duì)于門(mén)檻底部漏液孔，漏液孔處應(yīng)采用錯(cuò)邊設(shè)計(jì)，以便后續(xù)涂膠密封。

（2）對(duì)于前后車(chē)門(mén)以及后背門(mén)，在滿足涂裝排液要求的前提下，應(yīng)盡量減小漏液孔的尺寸。如單門(mén)漏液孔數(shù)量≥3，可將中間漏液孔的設(shè)計(jì)尺寸加大，兩端漏液孔的設(shè)計(jì)尺寸減小，車(chē)身經(jīng)涂裝后，在總裝用堵蓋封堵中間漏液孔，保留兩端漏液孔排液。如漏液孔數(shù)量≤2，可在總裝用帶排水口的堵蓋封堵，在滿足排水的前提下，盡量減小泄露面積。

（3）對(duì)于新車(chē)型開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)階段應(yīng)采用仿真分析等手段查找泄露點(diǎn)，并制定有效的密封措施。