車門水路流向及密封設計的探討

班正逸，劉美麗，徐亞楠

引言

汽車作為最主要的現代化交通工具之一，其車身防水性能設計的好壞將直接影響到用戶的乘坐舒適性、使用方便性、安全性乃至心情，因此汽車車身防水設計尤為重要。而車門作為用戶最常使用的功能件，其水路流向及密封設計開發直接關系到產品是否能將雨水阻隔在座艙之外，也直接影響著顧客對整車性能好壞的評價。因此，掌握車門水路流向及其相應的密封結構設計的正確方法變得尤為重要。

1、車門水路流向及要求

1.1 水路流向

如圖1所示，水受初始水流作用力、自身重力、車輛行駛過程中氣流的綜合作用力的影響。通常情況下，雨水流向玻璃，大部分沿外擋水條流經車門外板流走，少部分雨水沿擋水條兩端夾角間隙或車門外把手流入到車門濕腔，后經車門下端漏水孔流出。

1.2 干濕腔要求

為了便于對車門水路走向及密封設計進行系統的管理，通常對車門進行分區；一般情況下，以車門防水膜（或門模塊）為邊界，將車門分為干腔和濕腔（如圖2所示）。設計要求車門可以流入到濕腔，但是絕對不允許流入到干腔。車門濕腔一般定義為車門外板與車門內板之間的空腔。車門干腔一般定義為車門內板與車門內飾板之間的空腔。

因為水流到車門濕腔之后，可以通過車門下端的漏水孔將水排放到車外，而且濕腔和車門外界是難以做到完全隔絕的，所以這個區域允許水流入，但應盡量降低水流入量；而車門干腔如果有水流入，則無法有效排到車外，卻反而會通過內飾板與車門內板鈑金之間的縫隙流入到乘員艙內，這是絕對不允許的。所以車門水路密封設計的總體要求是：濕腔允許一定量的水流進入，而干腔及乘員艙是不允許水流進入。

2、車門密封設計

水流如果想從車門外部流入到車門濕腔及車門干腔，其路徑主要有：擋水條和玻璃、玻璃呢槽前后端的間隙，車門外把手和車門鈑金的間隙，車門防水膜的過孔，以及車門限位器和車門鈑金之間的縫隙，車門頭道膠條和車門鈑金或側圍鈑金之間的匹配間隙等。

2.1 擋水條和玻璃的密封設計

擋水條是與車門玻璃直接接觸的部件，分為內外兩部分，主要作用是防雨、防塵和隔聲[1]。無論是內擋水條還是外擋水條，其與玻璃接觸壓縮的舌邊的壓縮量通常設定為玻璃厚度的一半左右，通常該值在1.5mm-2.5mm之間，過大會影響玻璃升降，過小會導致密封不嚴。因為該壓縮量最主要的是要滿足玻璃升降功能及性能保障需求，所以一般會在升降系統設計的時候進行綜合計算及CAE分析后確定。如圖3所示，某車型的車門擋水條的典型斷面結構。

2.2 呢槽和玻璃的密封設計

玻璃呢槽主要起密封、減震、裝飾以及玻璃導向的作用。具體而言，玻璃呢槽可以有效防止外部風雨、塵土等有害物質侵入車內，減小汽車在行駛中玻璃產生的震動以保持車內的乘坐舒適性和清潔性，并使被密封部位或裝置的工作環境得到改善，工作壽命得以延長。同時起到潤滑，導向玻璃的作用。

從水流密封的角度，呢槽起到將水只能流入到濕腔，并與干腔完全隔絕的作用。同擋水條類似，呢槽的唇邊的壓縮量壓縮量通常設定為玻璃厚度的一半左右，同時需綜合考慮唇邊的壓縮負荷，才能保證獲得良好的密封性能的同時，玻璃升降性能也能得到保證。

2.3 車門外把手和車門鈑金的密封設計

外把手扣手和車門外板鈑金之間，一般會設計有起緩沖和密封作用的墊片。但在扣手和鎖芯罩蓋之間的分縫線處，因為需要給扣手留出足夠的運動空間，此處往往是車門漏水量或漏氣量最大的地方之一；為此，可以將鎖芯罩蓋在分縫線處做一加強筋出來堵住此處的分縫線來進行優化；如果造型允許，也可以將此處的鎖芯罩蓋做成Z型結構，而扣手壓在鎖芯罩蓋上，此種結構密封性最佳。

2.4 車門膠條的密封設計

車門膠條通過密封膠條的壓縮變形來主要起到密封、緩沖、穩定車門和裝飾門框等作用，可導致用戶抱怨的問題主要是密封失效和車門關閉力大等功能和性能的缺陷[2-3]。通常，推薦采用兩道膠條密封的結構樣式，第一道膠條為主密封，要起到完全隔絕雨水的作用，其壓縮量也要求較大，通常在6mm-8mm之間。

2.5 車門防水膜的密封設計

傳統上車門內板的防水膜，既能起到防止雨水進入線束插頭或干腔，也能起到隔聲效果[4]。防水膜密封設計需要注意幾點：一、在各種線束穿過防水膜的地方需要開孔，開孔盡量避開車門的減重及安裝工藝過孔；二、如果開孔避不開容易水濺到的區域，需要增加防水簾來提高防水性；三、車門鈑金需要預留足夠的涂膠面并做出涂膠軌跡引導標識，在防水膜在最下端，車門鈑金需有漏水孔，將雨水引導回車門濕腔。

3、結束語

車門水路密封設計不僅需要考慮好合理結構，還需全面考慮其與周邊件的合理匹配以及合理的選材。本文分析介紹了車門水路流向及密封的典型結構形式，詳細闡述了各種密封的合理匹配關系，設計要點等。正確的設計開發方法和后期充分的試驗驗證，對于提高車門水路密封設計質量和性能要求有著重要作用，也是確保整車開發進度和開發質量不可缺少的一部分。

[1] 佟炳勇.影響車門玻璃升降的原因分析[J]．汽車工程師,2013(5)：46-49．

[2] 杜克強，張海華．車門密封膠條漏水因素以及解決方法[J]．裝備制造技術，2013(11)：201-203．

[3] 王玉恒.車門密封條設計研究[J]．上海汽車，2013(3)：30-33．

[4] 田佳平.新型防水膜在汽車內飾聲學環境中的應用[J]．汽車工程師，2011(8)：31-33．