米德旺，張淑芳，樊 瑞，王小云，程 琳

（奇瑞汽車股份有限公司 試驗(yàn)和整車技術(shù)工程院，安徽 蕪湖 241006）

汽車駕駛艙內(nèi)噪聲值是汽車乘坐舒適性的重要指標(biāo)之一。隨著生活品質(zhì)的提高，人們對(duì)于汽車的NVH性能越來越重視，要求也越來越高。眾所周知，在汽車的NVH性能中，線束過孔密封性能是消費(fèi)者關(guān)注的重點(diǎn)之一。線束過孔橡膠件如圖1所示，而線束過孔密封是通過橡膠件密封來實(shí)現(xiàn)，因此要提高線束過孔密封性能，就要根據(jù)目標(biāo)設(shè)計(jì)滿足NVH要求的線束過孔橡膠件。

圖1 線束過孔橡膠件

如需滿足NVH性能要求，需分析影響NVH性能因素，經(jīng)分析影響NVH性能的主要有兩大因素：①材料選取設(shè)計(jì)；②結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是否滿足NVH性能要求仍需各類驗(yàn)證判定。因此本文從橡膠件材料選取、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)驗(yàn)證3方面來闡述如何實(shí)現(xiàn)NVH性能提升。

1 材料的選取

汽車過孔線束橡膠件設(shè)計(jì)之初，經(jīng)分析影響橡膠件NVH性能的主要有材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同理材料選取之前需分析那些材料性能能滿足NVH性能要求，經(jīng)分析橡膠件NVH性能對(duì)材料選取有2個(gè)方面：①結(jié)構(gòu)部位NVH性能對(duì)材料要求；②聲源頻段對(duì)材料的要求。以下是對(duì)材料選取的詳細(xì)分析。

圖2 復(fù)合材料橡膠件

1.1 結(jié)構(gòu)部位NVH性能對(duì)材料要求

橡膠件在線束廠裝配時(shí)大多需要擴(kuò)孔器擴(kuò)孔，待導(dǎo)線裝配后，擴(kuò)孔器取出后要求橡膠件與線束密封［1］，此結(jié)構(gòu)要求橡膠件的壓縮永久變形較小，即橡膠件回彈性較好，根據(jù)線束設(shè)計(jì)線徑和導(dǎo)線裝配工時(shí)，要求選用100 ℃×22 h壓縮永久變形最大為50%的EPDM材料。

1.2 聲源頻段對(duì)材料的要求

橡膠件是通過與鈑金的配合來達(dá)到密封的目標(biāo)，在相同極限保持力情況下，因各種材料對(duì)聲源的不同頻段的聲源抵消不同，為滿足NVH性能，選用不同的材料來達(dá)到密封的效果，通過測試骨架選用PP-GF30材料，外骨架選用PA66材料，隔音圈選用特種復(fù)合材料，周邊選用熱性材料，主體選用EPDM材料。

綜上所述，根據(jù)橡膠件不同結(jié)構(gòu)部位和各材料自身的聲源抵消特性，選用主材料為50度、常溫?cái)嗔焉扉L率4 0 0%、常溫拉伸強(qiáng)度為1 0、100 ℃×22 h的壓縮永久變形最大為原來的50%的EPDM材料［2］，骨架為PA66材料［3］和PP-GF30材料［4］，周邊為熱塑性材料［5］，密封圈為發(fā)泡材料的復(fù)合材料橡膠件（圖2）。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠很好地規(guī)避NVH性能問題，因此橡膠件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是和橡膠件材料選取同樣重要。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)需根據(jù)NVH的性能要求和配合件的結(jié)構(gòu)來確定，經(jīng)分析有4個(gè)配合因素影響NVH性能：①與鈑金的貼合面的平面度；②與鈑金的配合力度；③與鈑金貼合面的大??；④橡膠件厚度。

2.1 與鈑金貼合面的平面度

與鈑金貼合面的平面要求光滑無毛刺飛邊和凹坑。如果與鈑金貼合面存在毛刺飛邊及凹坑缺陷，則影響橡膠件的NVH性能。為解決此類問題要求橡膠件模具分模線（圖3）不在密封面上，另外定期對(duì)模具進(jìn)行檢查，對(duì)橡膠件產(chǎn)品進(jìn)行全檢。此方案可避免橡膠件平面度對(duì)NVH的影響。

圖3 橡膠件的分模線位置

2.2 與鈑金的配合力度

鈑金的配合力直接影響NVH性能，經(jīng)分析橡膠件與鈑金貼合達(dá)到某一力值后，貼合面NVH性能表現(xiàn)良好，為達(dá)到此力值需設(shè)計(jì)合理結(jié)構(gòu)來滿足要求，常見的有2種：一種是橡膠件和骨架一體合成，骨架上設(shè)計(jì)安裝結(jié)構(gòu)（圖4）與橡膠件配合安裝到車身鈑金上；另一種結(jié)構(gòu)是橡膠件與鈑金過盈配合來達(dá)到力值要求。為達(dá)到力值要求，過盈至少需0.5 mm。經(jīng)驗(yàn)證與鈑金配合力值在60～110 N［6］之間可滿足NVH性能要求。

2.3 與鈑金配合面大小

橡膠件與鈑金的貼合面較小、貼合寬度較窄，不足以阻擋聲波的傳輸，不能滿足NVH性能需求。橡膠件裙邊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)與鈑金貼合面需滿足寬度需求，經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證得出貼合面大于2 mm可滿足NVH要求。設(shè)計(jì)時(shí)考慮鈑金的覆蓋面平整度，要求鈑金預(yù)留平面比橡膠件最大外徑大7 mm以上，其中包含鈑金的位置度公差和涂膠面避讓等因素。

2.4 橡膠件厚度

影響橡膠件NVH性能另一個(gè)關(guān)鍵因素是密封面的厚度，為確定橡膠件厚度的大小，對(duì)不同厚度橡膠件試片進(jìn)行漏聲測試，測試結(jié)果如表1所示。經(jīng)對(duì)橡膠件的成本、工藝、NVH性能需求綜合考慮，最終橡膠件密封面的厚度選用2 mm，如小于這個(gè)值則不能滿足NVH要求。

圖4 橡膠件骨架安裝結(jié)構(gòu)

表1 橡膠件試片的不同厚度NVH結(jié)果

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

線束過孔橡膠件經(jīng)材料選取和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可生產(chǎn)出樣品件，樣品件是否符合NVH性能需進(jìn)行驗(yàn)證，線束過孔橡膠件的NVH驗(yàn)證包含2部分：一是單件的驗(yàn)證；一是整車驗(yàn)證。下面就對(duì)驗(yàn)證方法和驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)闡述。

3.1 單件驗(yàn)證

為滿足整車NVH性能，在設(shè)計(jì)過程中需對(duì)橡膠件單件進(jìn)行驗(yàn)證［7］，橡膠件單件測試方法有2種：一種是單頻率聲源測試，另一種是多聲源測試。

1）單聲源測試

此測試可簡單測試貼合面和橡膠件本體及線束密封面的漏聲狀況。其是把50 MHz單聲源放置測試箱中，橡膠件裝配在測試鈑金上，用聲源探頭來測試橡膠件的密封面及線束包扎孔。此聲源的測試優(yōu)點(diǎn)是測試設(shè)備簡單、測試時(shí)間短，可快速測試出橡膠件的漏聲缺陷；但此測試設(shè)備聲源單一，不能全頻段測試漏聲情況。

橡膠件設(shè)計(jì)過程中，要測試橡膠件的漏聲情況，把設(shè)計(jì)的產(chǎn)品單腔模具件進(jìn)行NVH單聲源測試，測試過程中主要關(guān)注與鈑金貼合處的漏聲情況、橡膠件本體的漏聲情況及橡膠件與線束密封處的漏聲情況，經(jīng)過多輪測試，測試數(shù)據(jù)如表2所示，經(jīng)多輪測試和修改最終設(shè)計(jì)出NVH合格的橡膠件產(chǎn)品。

表2 橡膠件NVH數(shù)據(jù)表

2）多聲源測試

多聲源測試室需要2個(gè)房間，一房間放置聲源，此聲源可播放125 Hz～5 000 MHz聲音，另一房間是隔音室（圖5），2個(gè)房間之間放置待測樣件。測試時(shí)，音響播放各頻段的聲源，測試室內(nèi)放置聲源探測器，可探測漏聲值。單一聲源不能模擬全部漏聲情況，只能分析結(jié)構(gòu)不合理帶來的漏聲；而多聲源可模擬現(xiàn)實(shí)聲源，可以檢測材料不合理帶來的漏聲。單聲源和多聲源檢測合格的產(chǎn)品可進(jìn)行實(shí)車驗(yàn)證。

圖5 橡膠件測試隔音室

橡膠件進(jìn)行多聲源測試時(shí)，首先需安裝好設(shè)備，調(diào)試好音響及測試軟件，布置好測試樣件，把隔音室設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)值之后開始驗(yàn)證，此測試比較復(fù)雜，因此在單聲源合格后方進(jìn)行此項(xiàng)測試。圖6是測試的波形圖，根據(jù)波形圖來判斷橡膠件的NVH是否合格，如不合格需進(jìn)行改進(jìn)，直至測試合格才能進(jìn)入實(shí)車裝配驗(yàn)證。

圖6 多聲源測試波形圖

3.2 實(shí)車驗(yàn)證

實(shí)車狀態(tài)NVH性能是產(chǎn)品設(shè)計(jì)最終的目標(biāo)。前期所有工作都是為實(shí)車狀態(tài)滿足要求展開，因此最終的檢驗(yàn)是實(shí)車驗(yàn)證。下面介紹實(shí)車測試。

橡膠件的單件測試是模擬實(shí)車的環(huán)境，但是很難模擬實(shí)車的動(dòng)態(tài)及裝配情況，因此單件測試合格后需對(duì)整車進(jìn)行測試。實(shí)車測試是聲源放在車外，在車內(nèi)測試，模擬實(shí)車起動(dòng)加速和路噪等情況來進(jìn)行NVH測試［8］，整車的測試是對(duì)橡膠件選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最終檢驗(yàn)。待實(shí)車測試合格，滿足NVH性能的方案設(shè)計(jì)完成。

4 總結(jié)

為滿足線束過孔橡膠件NVH性能，在橡膠件設(shè)計(jì)過程中，嚴(yán)格遵從選用隔音材料，設(shè)計(jì)密封良好、裝配良好的結(jié)構(gòu)，并通過多次多項(xiàng)驗(yàn)證即可設(shè)計(jì)出NVH性能良好的橡膠件產(chǎn)品，從而滿足顧客的NVH性能要求，滿足顧客的舒適度要求。

［1］ QC/T 29106—2014，汽車電線束技術(shù)條件［S］.

［2］ Q/SQR S1-9—2012，EPDM橡膠件材料標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［3］ Q／SQR S1-33—2012，聚酰胺材料（PA66）［S］.

［4］ QSQR S1-27—2015，汽車用聚丙烯類材料［S］.

［5］ Q/SQR S1-107—2012，動(dòng)態(tài)硫化熱塑性彈性體材料［S］.

［6］ Q/SQR S8-79—2014，整車線束橡膠件［S］.

［7］ Q/SQR T2-63—2012，汽車電器及其附件NVH性能試驗(yàn)方法［S］.

［8］ 張守元，沈磊，郁強(qiáng).整車NVH研發(fā)結(jié)構(gòu)噪聲設(shè)計(jì)研究［J］.輕型汽車技術(shù)，2010（9）：8-12.