汽車橡膠密封條滑動阻力測試新方法

王育棟

（高鐵檢測儀器有限公司，山東 青島 264000）

汽車的NVH是指在汽車駕乘過程中，駕乘人員感受到的噪聲（Noise）、振動（Vibration）和聲振粗糙度（Harshness）。由于以上三者同時出現(xiàn)且密不可分，因此常把它們放在一起進行研究。其中，頻率為30～40 kHz的噪聲主要指駕乘人員聽到的車內(nèi)噪聲；頻率為1～200 Hz的振動主要指駕乘人員感受到的來自于轉(zhuǎn)向盤、地板和座椅的振動；聲振粗糙度是指噪聲和振動的品質(zhì)，是描述人體對噪聲和振動的主觀感受的指標，不能直接用客觀測量方法來度量。

車內(nèi)噪聲通常來自兩個方面：一是動力總成及附件噪聲、輪胎噪聲、風噪聲等空氣噪聲向車內(nèi)的傳遞；二是底盤、車身等結(jié)構(gòu)件振動傳遞到車廂而引起的結(jié)構(gòu)噪聲。車內(nèi)振動主要來自于兩個方面：一是動力總成振動向車內(nèi)的傳遞；二是由路面激勵通過輪胎向車內(nèi)的傳遞。

汽車的NVH是衡量汽車制造質(zhì)量的一個綜合性指標，它給汽車用戶的感受是最直接和最具體的。車輛的NVH是大型整車制造企業(yè)和零部件企業(yè)關(guān)注的問題之一。有統(tǒng)計資料顯示，整車約有1/3的故障與車輛的NVH有關(guān)，而大型整車制造企業(yè)有近20%的研發(fā)費用用在解決車輛的NVH問題上。NVH的研究不僅僅貫穿于整個汽車的開發(fā)過程，而且貫穿于車輛乘坐舒適性的改進過程。由于振動和噪聲源往往無法改變或很難在短時間內(nèi)進行優(yōu)化改進，因此常通過設(shè)計優(yōu)化NVH零部件來控制振動和噪聲的傳遞路徑，從而實現(xiàn)對整車NVH目標的控制。

1 汽車橡膠密封條

汽車橡膠密封條是改善汽車NVH性能的重要零部件之一，具有隔音、防塵、防水和減震的作用。汽車橡膠密封條（如圖1所示）種類很多，有門框密封條、車門密封條、車窗玻璃導槽密封條、行李箱密封條、發(fā)動機罩密封條和發(fā)動機艙密封條等。其中車窗玻璃導槽密封條應用于車門玻璃周圍，安裝于四門升降玻璃周邊的鋼槽內(nèi)，起到密封車門玻璃作用，防止灰塵、雨水等進入車內(nèi)，并降低車外噪聲對駕乘人員的影響。

圖1 不同種類的汽車橡膠密封條

2 汽車橡膠密封條滑動阻力測試

汽車橡膠密封條滑動阻力測試則是一種新的NVH評定方法。以車窗玻璃導槽密封條為例，當車窗玻璃升降器工作時，導槽密封條夾持玻璃并施加與玻璃運動方向相反的摩擦阻力，該摩擦阻力即為滑動阻力。滑動阻力是車窗玻璃導槽密封條的一個重要參數(shù)，能直接影響車窗玻璃上下運動的速度和導槽密封條磨損的速度?；瑒幼枇^大的密封條會在使用過程中磨損過快，而密封條磨損到一定程度，會導致玻璃升降器在升降過程中發(fā)生異響，還會導致車窗玻璃升降速度變慢或阻滯。

現(xiàn)有技術(shù)對車窗玻璃導槽密封條的滑動阻力測試通常直接在車門上進行，汽車車門如圖2所示。即直接在車門上進行車窗玻璃相對于導槽密封條的重復移動，然后通過傳感器測試導槽密封條滑動阻力，這樣的試驗步驟十分繁瑣，效率低，成本也高，而且導槽密封條在不同的環(huán)境溫度下滑動阻力不同，因此直接在車門上測試，導致測試的車窗玻璃導槽密封條滑動阻力不準確。

圖2 汽車車門示意

下面介紹一種儀器化的汽車橡膠密封條滑動阻力測試儀——滑動阻力試驗機及其測試車窗玻璃導槽密封條滑動阻力的測試方法。該滑動阻力試驗機的測試原理如圖3所示。

圖3 滑動阻力試驗機測試原理示意

滑動阻力試驗機主要由伺服電缸驅(qū)動裝置、密封條固定平臺、力量偵測系統(tǒng)和計算機操作系統(tǒng)組成。鑒于玻璃升降器的運行速度范圍為70～200 mm·s-1（QC/T 636—2014），而電子萬能試驗機的最快運行速度為50 mm·s-1，因此滑動阻力試驗機如采用伺服馬達和螺桿傳動機構(gòu)方式，無法滿足測試速度要求，而采用伺服電缸控制則可滿足測試速度要求，同時可精確控制行程。

在密封條滑動阻力測試時，摩擦玻璃在導槽密封條中與內(nèi)外唇邊產(chǎn)生摩擦，因此摩擦玻璃在密封條內(nèi)外唇的位置直接影響測試結(jié)果，可在測試開始前進行調(diào)整，以便測試摩擦玻璃在不同位置時密封條的滑動阻力。采用滑動阻力試驗機測試車窗玻璃導槽密封條滑動阻力時，密封條摩擦玻璃的裝配如圖4所示。

圖4 滑動阻力試驗機中密封條與摩擦玻璃裝配示意

滑動阻力試驗機的測試結(jié)果由計算機自動制成圖或表并輸出，具體測試項目包括啟動阻力和滑動阻力。啟動阻力為滑動開始時的最大靜摩擦力，滑動阻力則為滑動過程中的動摩擦力。

摩擦玻璃在不同位置時密封條的滑動阻力測試實例如表1所示。表1的數(shù)據(jù)可全面反映摩擦玻璃升降過程中的受力情況。

表1 摩擦玻璃在不同位置時密封條的滑動阻力 N

此外，橡膠密封條的物理性能隨環(huán)境溫度的變化而變化，特別是在低溫環(huán)境中密封條會硬化，失去彈性，滑動阻力提升，因此測試低溫下橡膠密封條的滑動阻力很有必要。此儀器還可配備低溫測試槽，可測試橡膠密封條在－30 ℃下的滑動阻力，為汽車密封條企業(yè)研究提供更好的幫助。

3 結(jié)語

汽車橡膠密封條滑動阻力測試對汽車橡膠密封條制造企業(yè)改進密封條的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝提供有力幫助。采用滑動阻力試驗機測試汽車橡膠密封條滑動阻力避免了以往繁瑣的成品裝車檢測，有效提高了測試效率，且具有測試便捷、重現(xiàn)性好等優(yōu)點，可以被汽車橡膠密封條行業(yè)廣泛使用。