遲玉華，楊大芝，李曉峰

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230022）

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汽車的密封性設(shè)計

遲玉華，楊大芝，李曉峰

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230022）

摘 要：車身密封性是汽車的重要評價指標(biāo)，影響整車空調(diào)、NVH等性能。影響汽車密封性能的環(huán)節(jié)和因素很多，解決的難度也大。文章綜合分析了整車密封性結(jié)構(gòu)設(shè)計要素，并結(jié)合實(shí)例，提出了一系列檢測方法、評價方法、整改措施及建議。

關(guān)鍵詞：車身密封性；淋雨試驗(yàn)；漏風(fēng)；漏氣倍數(shù)；旁路密封

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.03.004

CLC NO.: U467.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)03-11-05

前言

整車的密封性與整車的性能密切相關(guān)，影響著空調(diào)制冷、采暖、整車噪聲、防塵、防雨等性能，車身的密封性是衡量汽車質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。如果車身密封性不良，會出現(xiàn)許多不正?，F(xiàn)象，例如：車外塵土飛揚(yáng)時車內(nèi)塵土嗆人，車外下大雨時車內(nèi)下小雨，車外空氣有異味時車內(nèi)馬上能聞到，夏天車內(nèi)溫度降不下來，冬天車內(nèi)溫度升不上去。隨著汽車工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，在市場環(huán)境的要求下，用戶更加注重汽車的安全性和舒適度，因此對汽車密封技術(shù)的研究更加深入。

1、影響車身密封性的因素

汽車車身的密封分為靜密封和動密封[1]。靜密封是指汽車零部件之間的連接在汽車行駛過程中不發(fā)生相對移動，例如焊接連接(如車身底板與側(cè)圍板)、橡膠連接(前后風(fēng)窗玻璃)和膨脹式密封(如A柱的空腔密封)；但是當(dāng)汽車高速行駛時，受到不平路面或者發(fā)動機(jī)振動激勵后，會使車身剛度發(fā)生變化，使連接部分出現(xiàn)縫隙，于是噪聲會從縫隙中泄露進(jìn)來。動密封是指分別密封汽車的不同零部件，使部件之間即使發(fā)生相對移動或者滑動，也不會出現(xiàn)密封不良現(xiàn)象。典型零件如車門密封條、車體上的密封條和發(fā)動機(jī)蓋密封等。

圖1　采用FTA工具分析影響整車密封性的關(guān)鍵因素

首先，密封性不良應(yīng)從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行避免，確保整車結(jié)構(gòu)上無泄漏點(diǎn)。常見的泄漏點(diǎn)如密封條配合問題、鈑金搭接產(chǎn)生的“老鼠洞”問題、工藝等問題，常采用FTA工具分析方法，見圖1。

1.1 車門密封性分析

對于車門密封可從配合結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，常用方法為“剖面分析法”，如圖2。在垂直于密封膠條的方向上盡可能均勻的取50個平面，如下圖2左側(cè)視圖所示，圖片中藍(lán)色所示部件是門框鈑金件，粉色所示部件是車門鈑金件，密封膠條位于門框和車門鈑金件之間；分別用每個平面截取側(cè)圍、車門及密封膠條的橫截面，見下圖2右側(cè)視圖所示，A為門框與車門鈑金間隙，B為密封膠條的壓縮量，并對截面進(jìn)行編號1～50，所取數(shù)據(jù)也進(jìn)行編號，見圖3。對前門框與門間隙所測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：按照數(shù)據(jù)由大到小的順序進(jìn)行排列，并將其分為3組，其中16.5mm共有22個，小于16.5共有22個，大于16.5共有11個。

圖2　前車門漏風(fēng)分析

圖3　各橫截面上門框與車門鈑金件間距

圖4　鈑金截面數(shù)據(jù)分析

圖5　各截面上密封膠條壓縮量

圖6　密封條壓縮量數(shù)據(jù)分析

圖7　車門密封性分析

從上圖可看出，前門框與車門間隙數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定在16.50mm上下（跳動量0.24mm）， 數(shù)據(jù)基本呈直線走向，穩(wěn)定性較好；前門密封條壓縮量基本穩(wěn)定在8.87mm上下（跳動量0.29mm），數(shù)據(jù)基本呈直線走向，穩(wěn)定性也比較好。

1.2 車身空腔密封性

車身空腔處的密封對整車密封啟到至關(guān)重要的作用，如果空腔處密封不好，灰塵可直接從空腔處進(jìn)入到駕駛室內(nèi)部；噪聲通過空腔會形成“喇叭口”效果，把噪聲放大傳遞到室內(nèi)。空腔處密封有兩種，一種結(jié)構(gòu)設(shè)計為“堵孔”設(shè)計，一種為“旁路密封”設(shè)計。

“堵孔”設(shè)計顧名思義就是通過對車身工藝孔、無用孔洞進(jìn)行堵塞。圖8、圖9、圖10為孔塞堵孔，在總裝裝配；圖11為膠槍打膠堵孔，在電泳后進(jìn)行打膠。

“旁路密封”設(shè)計就是在關(guān)鍵“咽喉”處增加膨脹膠片，如A柱、B柱等空腔，圖12為國內(nèi)某款輕客“旁路密封”布置位置。膨脹膠片最大的特性就是遇熱膨脹，此膠片需要在焊裝將膠片裝配到車身內(nèi)部，涂裝電泳時膠片未膨脹，不影響電泳液水道；一旦進(jìn)入電泳烘干室，膨脹膠片將迅速膨脹塞滿整個腔體，達(dá)到密封的效果?！芭月访芊狻钡年P(guān)鍵設(shè)計有兩點(diǎn)：一是找到關(guān)鍵的“咽喉”點(diǎn)，二是增加“旁路密封”后的電泳效果。

圖8　裙邊工藝孔

圖9　右尾柱工藝孔

圖10　左尾柱工藝孔

圖11　漏水工藝孔

圖12　國內(nèi)某款旁路密封布置位置

1.3 零部件之間配合處的密封性

零部件之間的配合一般都已經(jīng)增加孔塞，如線束穿過鈑金的孔，但有些零部件配合很難增加孔塞。從圖13中可看出，因此處有兩個管路從不同方向進(jìn)入，很難增加孔塞，圖14進(jìn)行了改進(jìn)，將溢流管移走，僅保留加油管，增加了泡沫密封結(jié)構(gòu)。圖15為備胎升降器通過孔，其與鎖通過空腔可直接相通，導(dǎo)致車內(nèi)進(jìn)灰。

圖13　某款客車油箱處設(shè)計結(jié)構(gòu)一

圖14　某款客車油箱處設(shè)計結(jié)構(gòu)二

圖15　某款客車備胎升降器處設(shè)計結(jié)構(gòu)

2、車身密封性的檢測方法

車身密封檢測方法比較成熟，各大主機(jī)廠都在廣泛應(yīng)用。常見的檢測方法有五種：露風(fēng)量檢測試驗(yàn)、超聲波檢測試驗(yàn)、淋雨試驗(yàn)、涉水試驗(yàn)、粉塵試驗(yàn)，下面就五種試驗(yàn)進(jìn)行詳細(xì)說明。

2.1露風(fēng)量檢測試驗(yàn)

通過《泄露風(fēng)量測試臺》對整車進(jìn)行打壓。對于整車的漏風(fēng)量測試不需要很多狀態(tài)下測量車內(nèi)氣壓，因?yàn)檐囕v在平時使用過程中，車內(nèi)的氣壓不會達(dá)到90Pa。即使以較快的速度關(guān)閉車門，對于車內(nèi)瞬間壓力的升高，也不應(yīng)超過90Pa，超過該數(shù)值壓力，人的耳朵和身體就感到不舒適。因此只要測試主要壓力（50Pa、75Pa、100Pa、125Pa）下，車內(nèi)的氣體泄漏量情況即可。根據(jù)整車測試的分析表明，用壓力62Pa、125Pa兩個典型壓力測試來表示整車的氣體泄漏情況比較合理，但一般情況又增加了250Pa的測試壓力。62Pa為車內(nèi)典型工況壓力；125Pa高于車內(nèi)最大工況壓力，但又不是很高，可以定量明確的考察該車的整體氣密性水平；250Pa工況為了快速獲取數(shù)據(jù)，明確檢測車輛的漏風(fēng)點(diǎn)，提高試驗(yàn)效率。

圖16　漏風(fēng)量問題點(diǎn)

泄露風(fēng)量測試臺可與風(fēng)速儀共同使用，可單獨(dú)測試每個漏風(fēng)點(diǎn)的風(fēng)速，并根據(jù)孔的截面計算出單個漏風(fēng)點(diǎn)的漏風(fēng)量。測試過程中，找出整車漏風(fēng)點(diǎn)并做好標(biāo)識，把漏風(fēng)點(diǎn)作為問題點(diǎn)進(jìn)行整改，整改完成后進(jìn)行下一輪試驗(yàn)效果測試。試驗(yàn)可檢查出所有的整車漏風(fēng)問題，可對問題進(jìn)行分類整理，總體可分為孔類問題和密封性問題，孔位問題又可分為無用孔（取消）、工藝孔（增加孔塞）、裝配用孔（增加過孔護(hù)套）三類，圖16為江淮開發(fā)的某款輕客產(chǎn)品前期出現(xiàn)的問題點(diǎn)。

整車漏風(fēng)分析又有漏風(fēng)量對比分析方法和漏氣倍數(shù)分析。漏風(fēng)量分析方法又稱直接對比法，就是把漏風(fēng)量數(shù)值直接進(jìn)行比較，但這僅限于同平臺、同類型車、車身結(jié)構(gòu)及內(nèi)部布置相似的車輛進(jìn)行分析對比。漏氣倍數(shù)分析是在漏風(fēng)量對比分析方法上進(jìn)行了升級，在漏風(fēng)量的基礎(chǔ)上除以整車內(nèi)部體積，公式：L=V/VX（漏氣倍數(shù)=標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的漏風(fēng)量/車身容積）。整車漏氣倍數(shù)將對比車型進(jìn)行擴(kuò)展，可跨車型進(jìn)行對比，圖17、圖18為江淮開發(fā)的某款車型漏氣倍數(shù)對比分析圖。根據(jù)不同車輛的漏氣倍數(shù)，可對車輛進(jìn)行分級（高三級、高二級、高一級、高級、中級、普通或A、B、C、D、E、F）。

圖17　整車漏氣倍數(shù)分析一

圖18　整車漏氣倍數(shù)分析二

2.2 超聲波檢測試驗(yàn)

通過《超聲波檢測儀》對整車密封性檢測。工作原理：在車艙內(nèi)安置聲波發(fā)射器，在車艙外用聲波接收儀進(jìn)行檢測，若聲波接收儀檢測到聲波強(qiáng)，則該處密封效果差。

圖19　超聲波檢測儀

圖20　超聲波檢測問題點(diǎn)

圖19為超聲波檢測儀、圖20為江淮某款車型前期設(shè)計階段檢測的問題點(diǎn)，超聲波檢測得出：

1）前門劈水條處、與翼子板搭接處、與加油口蓋搭接處、門下端、車門把手處；

2）尾門下端、與側(cè)圍搭接處、車門把手、與車燈搭接處。

2.3 淋雨試驗(yàn)

淋雨試驗(yàn)現(xiàn)各主機(jī)廠已對下線車輛100%檢測，但設(shè)計階段淋雨檢測更重要，尤其是要根據(jù)用戶使用工況（大雨、小雨、高壓洗車）進(jìn)行檢測。

進(jìn)行淋雨檢測的車輛狀況較好，車門及密封膠條等安裝調(diào)整到完好狀態(tài)。試驗(yàn)車輛應(yīng)處在良好的技術(shù)狀態(tài)，密封完整，試驗(yàn)在空載條件下進(jìn)行；為了方便觀察試驗(yàn)時應(yīng)將內(nèi)護(hù)板（包括內(nèi)飾板、頂棚、地毯等）拆下。

試驗(yàn)方法：

1）將試驗(yàn)車輛停放在淋雨場地內(nèi)的指定位置，保證車輛的前部、側(cè)部、后部及頂部的各受檢部位均應(yīng)處于受雨?duì)顟B(tài)。

2）試驗(yàn)人員進(jìn)入車廂，關(guān)閉所有門、窗及孔口蓋。

3）啟動淋雨設(shè)備，待淋雨設(shè)備穩(wěn)定后,試驗(yàn)人員開始觀察并記錄車廂內(nèi)各部位的滲漏情況,試驗(yàn)時間為10 分鐘。

4）淋雨結(jié)束后，對后備箱及發(fā)動機(jī)艙進(jìn)行檢查。在打開后備箱的過程中，檢查是否有水滴落入后備箱內(nèi)并檢查后備箱內(nèi)的滲漏情況；打開引擎蓋檢查發(fā)動機(jī)艙內(nèi)滲漏情況。

2.4 涉水試驗(yàn)、粉塵試驗(yàn)

整車涉水試驗(yàn)主要考核車輛的涉水通過性，是檢測底盤布置合理性，僅作為車輛密封性檢測的輔助試驗(yàn)，不做詳細(xì)說明。粉塵試驗(yàn)?zāi)壳案髡噺S未做要求檢測，其中密封性試驗(yàn)結(jié)果達(dá)標(biāo)后粉塵試驗(yàn)一定可以通過，粉塵試驗(yàn)的具體檢測方法參考《QC／T 646.1—2000，汽車粉塵密封性試驗(yàn) 粉塵洞法》。

3、結(jié)束語

影響整車密封性的部位和環(huán)節(jié)很多，在前期設(shè)計階段就進(jìn)行整車的密封性設(shè)計，全面檢查設(shè)計結(jié)構(gòu)，從設(shè)計結(jié)構(gòu)上解決密封性問題，不會產(chǎn)生費(fèi)用。一旦量產(chǎn)車型再進(jìn)行整車密封性提升，解決密封性的難度將大幅增加，而且成本增加。但所有問題不是不能解決，只要大膽探索，勇于創(chuàng)新，積極采取有效措施就一定能夠提高和確保整車的密封性，從而提高整車產(chǎn)品的質(zhì)量。

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The sealing design of the car

Chi Yuhua, Yang Dazhi, Li Xiaofeng
( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230022 )

Abstract：Vehicle body sealing is an important evaluation indicator for automobile, it Influence the vehicle air conditioning and harshness (NVH) performance．Many procedures and factors can affect automobile sealing performance, and we have many difficulties to solve them.In this paper, we comprehensively analysis the design elements of sealing structure, we put forward a series of testing methods、evaluation methods、rectification measures and suggestions combing with the instance.

Keywords:vehicle body sealing; rain test; air leakage; air leakage ratio; bypass seal

作者簡介：遲玉華，就職于安徽江淮汽車股份有限公司。

中圖分類號：U467.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-7988(2016)03-11-05