乘用車氣密性和風(fēng)噪的關(guān)系及車身設(shè)計(jì)的密封改進(jìn)

摘要：通過(guò)四款目標(biāo)車的整車氣密性試驗(yàn)，得到這四款車型的當(dāng)量孔面積，從而設(shè)定了車身的氣密性目標(biāo)，再改進(jìn)車身各部位的密封設(shè)計(jì)，提高焊裝、涂裝和總裝過(guò)程的工藝精度，最終降低了車內(nèi)高速風(fēng)噪聲。

關(guān)鍵詞：氣密性試驗(yàn)；當(dāng)量孔面積；風(fēng)噪；乘用車

中圖分類號(hào)：U461 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1005-2550（2011）02-0052-03

Relation between Air-tightness and Wind Noise of Passenger

Car and Improvement of Vehicle Body Sealing Design

CHENG Zhi-wei， YE Zhi-gang

（Guangzhou Automotive Engineering Institute， Guangzhou 510640，China）

Abstract： Based on air-tightness test results of four target vehicles about area of equivalent aperture，thereby if improve the sealing design about every parts of vehicle body and control precision of stamping， painting and assembly processing， finally reducing interior wind noise at high speed.

Key words： air-tightness test；area of equivalent aperture；wind noise；passenger car

現(xiàn)代乘用車密封技術(shù)開(kāi)發(fā)中熟知的車身密封性能試驗(yàn)手段有防塵試驗(yàn)和淋雨試驗(yàn)。但這兩種測(cè)試方式分別是評(píng)價(jià)車身對(duì)固體和液體的密封性能的，而要解決好乘用車的氣體密封性能則要借助于空氣流量—車身內(nèi)外壓力差測(cè)量系統(tǒng)。改善車身氣密性是降低高速風(fēng)噪比較有效的辦法之一：如果整車的當(dāng)量孔面積太大，將會(huì)使空氣聲直接透過(guò)未經(jīng)密封處理的孔洞或間隙進(jìn)入車內(nèi)，影響汽車的駕駛乘坐舒適性。在加速或高速行駛工況下，動(dòng)態(tài)氣密性不良還會(huì)使車內(nèi)噪聲大幅增加和降低語(yǔ)音清晰度。

1 車內(nèi)高速風(fēng)噪試驗(yàn)

根據(jù)對(duì)試驗(yàn)樣車進(jìn)行車內(nèi)高速風(fēng)噪試驗(yàn)的主觀評(píng)價(jià)和客觀數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)其跟選定的國(guó)內(nèi)幾家公司的對(duì)標(biāo)車型相比有近2～3 dB（A）的差距。

表1 幾款車型100 km/h勻速行駛噪聲dB(A)

從表1中四款車型的高速風(fēng)噪試驗(yàn)數(shù)據(jù)及樣車試制工作的實(shí)際情況出發(fā)，設(shè)定該樣車100 km/h勻速行駛車內(nèi)噪聲目標(biāo)值為67～68 dB（A）。

2 氣密性試驗(yàn)

2.1 主觀評(píng)價(jià)試驗(yàn)

通過(guò)煙霧試驗(yàn)可以很直觀地發(fā)現(xiàn)整車泄露狀況。先密封已知的出氣口：如行李箱出氣口、天窗出水口等。發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后，調(diào)節(jié)空調(diào)為外循環(huán)模式，開(kāi)啟空調(diào)到最大風(fēng)量。把煙霧發(fā)生器放在后排座椅中間位置后，關(guān)閉四個(gè)車門(mén)和行李箱蓋，最后打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋。在車外觀察該樣車漏煙的部位主要分布在車門(mén)總成的水切、導(dǎo)水槽密封件及門(mén)把手、門(mén)鉸鏈、鎖扣、限位器、發(fā)動(dòng)機(jī)艙縱梁和A柱結(jié)合部位及車身地板的縫隙還有前圍板一些管路的過(guò)孔等處。

此外，還可以借助于超聲波泄露檢測(cè)儀探測(cè)車門(mén)、防火墻、地板、頂棚和后尾燈安裝鈑金等處的泄露情況。應(yīng)該指出，煙霧試驗(yàn)和超聲波檢測(cè)兩種手段能夠快捷地找出大致的泄露位置，可是難以準(zhǔn)確地指定真正的微小局部泄露點(diǎn)，當(dāng)然也無(wú)法定量給出整車上所有未知洞孔和縫隙的等效面積值。

2.2 整車當(dāng)量孔面積測(cè)量試驗(yàn)

降下一個(gè)車窗玻璃（見(jiàn)圖1），用帶空氣連接管的木板固定在車窗玻璃位置，并對(duì)木板四周做密封處理。空氣連接管另一頭連接車內(nèi)漏氣量測(cè)量裝置。再用一根測(cè)壓軟管經(jīng)木板預(yù)留的小孔（小孔四周邊緣須涂上密封膠）接入車內(nèi)，測(cè)壓軟管外接數(shù)字壓差計(jì)。同煙霧試驗(yàn)一樣先密封好行李箱出氣口，但須切換空調(diào)為內(nèi)循環(huán)模式。關(guān)閉四個(gè)車門(mén)和行李箱蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋，升上其余三個(gè)車窗玻璃，開(kāi)始測(cè)量。如果測(cè)得在進(jìn)氣流量Q=500 m3/h條件下的車內(nèi)外氣壓差為P，那么當(dāng)量孔面積Ae=。

此處空氣密度D=，其中Ps，Ts，Ds分別為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的大氣壓力、溫度和空氣密度值；而P，T為試驗(yàn)當(dāng)前狀態(tài)下的大氣壓力和溫度。

通過(guò)測(cè)試五臺(tái)試制階段的樣車氣密性，得出其當(dāng)量孔面積平均值約為110 cm2，這表明只有設(shè)定樣車的目標(biāo)值為75 cm2才能比較接近表2中前三款車的氣密性水平。

表2 幾款車型整車氣密性試驗(yàn)數(shù)據(jù)cm2

3 車身密封設(shè)計(jì)的完善和安裝工藝控制

在煙霧試驗(yàn)、超聲波泄露檢測(cè)試驗(yàn)和當(dāng)量孔面積測(cè)試等一系列試驗(yàn)之后，聯(lián)系車身設(shè)計(jì)和焊裝、涂裝及總裝工藝工程師一起對(duì)氣密性存在的問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)排查確認(rèn)后，提出量產(chǎn)上易于操作、成本不高且能夠快速簡(jiǎn)便推廣應(yīng)用的密封方案。

表3 氣密性改善方案

4 氣密性措施在工程上的實(shí)現(xiàn)

4.1 整車當(dāng)量孔面積改進(jìn)

根據(jù)表3中四個(gè)部分的內(nèi)容對(duì)樣車進(jìn)行多項(xiàng)密封改進(jìn)后，再抽樣進(jìn)行氣密性測(cè)試，測(cè)得樣車的當(dāng)量孔面積從115 cm2降低到了75 cm2左右。圖2是氣密性試驗(yàn)過(guò)程中壓力—流量關(guān)系曲線。

圖2 樣車氣密性改進(jìn)前后壓力—流量試驗(yàn)值

4.2 車內(nèi)高速風(fēng)噪改善

對(duì)該樣車的車門(mén)總成和前壁板進(jìn)行密封改進(jìn)后，當(dāng)量孔面積減小到80 cm2左右之后測(cè)得高速風(fēng)噪也降低到了68 dB（A）以下。

5 結(jié)論

本文首先根據(jù)樣車的高速車內(nèi)風(fēng)噪試驗(yàn)值與目標(biāo)車有一定差距判斷樣車的氣密性可能不如目標(biāo)車，然后利用多種測(cè)試方法反復(fù)進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，探索出行之有效的密封改進(jìn)方案，再重新測(cè)量密封措施完善后樣車的車內(nèi)高速風(fēng)噪聲。

氣密性和風(fēng)噪試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)在早期的試制車裝配階段同步展開(kāi)，并持續(xù)追蹤、協(xié)同車身鈑金和密封件設(shè)計(jì)及焊裝、涂裝、總裝精度控制工藝等四個(gè)方面的工作。綜上所述，車身密封改進(jìn)后的當(dāng)量孔面積和高速車內(nèi)風(fēng)噪的試驗(yàn)結(jié)果從根本上證明了我們的密封改進(jìn)方案是必要的、可行的、有效的。

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