涉水試驗(yàn)中油箱維修孔蓋處漏水問(wèn)題研究

郭錦鵬，宋志輝，王叢，湯湧

（華晨汽車(chē)工程研究院白車(chē)身工程室，遼寧 沈陽(yáng) 110141）

前言

當(dāng)今汽車(chē)行業(yè)高速發(fā)展，汽車(chē)企業(yè)之間競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈，汽車(chē)用戶(hù)對(duì)汽車(chē)各個(gè)方面的要求不斷提高。自主品牌汽車(chē)經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，從一開(kāi)始的完全模仿，在經(jīng)過(guò)不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)后，到現(xiàn)在的開(kāi)始探索互聯(lián)網(wǎng)車(chē)等新技術(shù)，自主品牌汽車(chē)廠(chǎng)的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證技術(shù)水平顯著提升，對(duì)于各個(gè)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)驗(yàn)證也越來(lái)越全面。其中整車(chē)涉水性能試驗(yàn)是一項(xiàng)非常重要的試驗(yàn)，而中地板上的油箱維修孔為安裝件，且有線(xiàn)束通過(guò)，如何保證其密封性尤為重要。

1 問(wèn)題描述

某新研發(fā)的SUV樣車(chē)，在試制階段，高速涉水測(cè)試，整車(chē)以15km/h的速度駛?cè)?50mm深48m長(zhǎng)水池中，加速至30km/h直行并通過(guò)水池，經(jīng)過(guò)三輪測(cè)試，檢查乘員艙內(nèi)有無(wú)漏水情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)中地板上油箱維修孔蓋處漏水，具體位置為油箱維修孔蓋與線(xiàn)束配合處，試驗(yàn)過(guò)程中有水流從二者配合處流入乘員艙內(nèi)。如圖1：

圖1

2 原因分析

2.1 油箱維修孔蓋與線(xiàn)束配合關(guān)系

油箱維修孔蓋邊緣起半圓形凸包形狀，線(xiàn)束從此凸包下方穿出，線(xiàn)束在二者重合處纏繞普通泡棉。普通泡棉本身不防水，當(dāng)車(chē)下水流沖擊此位置時(shí)，泡棉吸水飽和后流入車(chē)內(nèi)。那么將普通泡棉更改為防水泡棉能否解決漏水問(wèn)題呢？我們進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果在泡棉與鈑金配合的兩側(cè)根部仍然漏水，如圖2：

圖2

鈑金成型必然存在圓角，從而鈑金圓角處與線(xiàn)束之間會(huì)出現(xiàn)細(xì)小的縫隙，防水泡棉壓緊后仍不能完全填充此細(xì)小間隙，導(dǎo)致漏水，所以此方案不可行。

2.2 油箱維修孔蓋與密封條配合關(guān)系

油箱維修孔蓋與地板之間靠密封條密封，密封條粘貼在油箱維修孔蓋圓周平面上，但是由于線(xiàn)束的存在，密封條在線(xiàn)束位置斷開(kāi)，容易出現(xiàn)密封不良，如圖3：

圖3

將密封條整圈粘貼，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證仍然漏水，原因分析為密封條、線(xiàn)束重疊與鈑金配合情況復(fù)雜，容易產(chǎn)生密封不良。

2.3 油箱與車(chē)身的布置關(guān)系

通過(guò)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，油箱布置較低，或者說(shuō)油箱Z向尺寸較大，導(dǎo)致油箱下表面低于車(chē)身前地板平面，如圖4：

圖4

當(dāng)車(chē)輛在水池中前進(jìn)時(shí)，由于油箱較低，水流不能順暢在車(chē)身地板下方排出，反而由于油箱的阻擋，水流從油箱的前方間隙流向中地板油箱維修孔蓋處，由于是“高速”涉水，所以水流對(duì)油箱維修孔蓋的沖擊力很大，當(dāng)出現(xiàn)前面所述兩點(diǎn)情況時(shí)，會(huì)導(dǎo)致漏水。此油箱維修孔蓋與線(xiàn)束配合結(jié)構(gòu)在本公司其它車(chē)型中也有使用，我們進(jìn)行了數(shù)據(jù)對(duì)比和試驗(yàn)驗(yàn)證，也證明了此分析的準(zhǔn)確性。

2.4 油箱結(jié)構(gòu)

油箱上表面都會(huì)制作排水槽，以避免有水存積而影響其上方電器元件功能，此車(chē)油箱的排水槽布置在前方，其正后方布置了油箱與車(chē)身限位墊塊，油箱結(jié)構(gòu)凸起接近地板面，如圖5：

圖5

當(dāng)水流從前方排水槽涌入后沖擊在后方油箱凸起面上，進(jìn)而反向沖擊在油箱維修孔蓋上，當(dāng)油箱維修孔蓋與線(xiàn)束、密封條密封性能不可靠時(shí)，會(huì)出現(xiàn)漏水情況。

3 模流分析驗(yàn)證

模流分析主要分析了試驗(yàn)過(guò)程中水流的流動(dòng)情況，通過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)有大量水流沖擊油箱維修孔蓋處。如圖6。

4 解決方案

通過(guò)以上五點(diǎn)分析以及該車(chē)項(xiàng)目進(jìn)度，認(rèn)為油箱維修孔蓋與線(xiàn)束、密封條的配合關(guān)系為此車(chē)涉水試驗(yàn)漏水的主要原因，所以通過(guò)優(yōu)化這幾個(gè)零件的配合關(guān)系來(lái)解決此問(wèn)題。具體方案：（1）線(xiàn)束取消泡棉，增加膠堵；（2）油箱維修孔蓋取消半圓形凸包結(jié)構(gòu)，在大平面上開(kāi)圓孔，圓孔配合膠堵安裝，優(yōu)化其它結(jié)構(gòu)尺寸；（3）密封條整圈粘貼在油箱維修孔蓋上。如圖6，其剖面圖如圖7：

圖7

在油箱維修孔蓋平面上開(kāi)圓孔，線(xiàn)束上增加密封膠堵，密封膠堵與油箱維修孔蓋圓孔配合，其密封性能可靠，油箱維修孔蓋上做一周凸臺(tái)特征，將密封條粘貼在此凸臺(tái)內(nèi)，方便工人粘貼時(shí)找準(zhǔn)位置，另一側(cè)與地板平面配合，密封性能可靠。另外圖7中1處結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以起到第一道阻止水流作用， 2處結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以起到第二道阻止水流作用，是一種比較新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)涉水試驗(yàn)驗(yàn)證，此方案可以解決漏水問(wèn)題。

圖8

5 結(jié)論

通過(guò)結(jié)構(gòu)對(duì)比分析、試驗(yàn)驗(yàn)證、模流分析等辦法，我們找到了導(dǎo)致油箱維修孔蓋處漏水的幾個(gè)原因，并通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化解決了此問(wèn)題。在新項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該綜合考慮布置、鈑金結(jié)構(gòu)、油箱結(jié)構(gòu)、線(xiàn)束成本等因素確定具體實(shí)施方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃金陵.汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.

[2] 整車(chē)涉水性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),N70016.