董建寧,王國未,王炳永,康 明
(1.北京汽車股份有限公司研究院,北京 101300 ;2.北京汽車集團越野車分公司,北京 101300 )
隨著汽車的日益普及,人們對汽車的性能要求越來越高,乘客需要一個安靜舒適、不受干擾的車內環境,車輛的密封性要求也越來越引起主機廠的關注。車門密封系統作為汽車密封系統的核心部分,對于整車的密封性、駕乘舒適性起到重要作用。
針對某SUV整車氣密性試驗中出現的四門密封不良問題,經過小批量生產線上同批次車輛測試,確定四門超聲波泄漏量及車門關閉力作為改善的量化評價指標,并通過改進車門角鈑金密封、玻璃與玻璃密封條匹配、車門與側圍密封面內間隙、門鉸鏈及鎖微調等控制措施,提升車門裝調精度,提高車身裝配一致性,改善車門密封性。
整車氣密性試驗的目的是測試整車密封效果,通過試驗識別密封不良問題并加以改進。
整車氣密性試驗如圖1所示。
(1)檢查試驗車輛,關閉所有門窗,空調選擇內循環模式,選擇一側車門降下側窗玻璃,剪切PVC硬板,用布基質膠帶沿門框進行密封;
(2)在PVC硬板上開孔,將氣密性檢測儀和壓力傳感器連接到車身上;
(3)開啟設備,測定漏氣量,記錄測量結果;
(4)采用發煙器或者手觸摸等方式,尋找車身漏氣的泄漏位置,確定漏氣點;漏氣點確認后,用膠帶密封,觀察設備漏氣量變化值,該變化值即為漏氣點的漏氣量[1]。

圖1 整車氣密性試驗
某SUV試驗樣車氣密性試驗數據見表1,通過比較膠帶密封前后測量值,漏氣量為0.168 m3/min,主要密封不良位置如圖2~圖5所示。

表1 某SUV 整車氣密性檢測數據

圖2 車門外水切端部密封不良位置

圖3 車門窗框密封不良位置

圖4 側窗玻璃后角窗密封不良位置

圖5 車門與門檻之間密封不良位置
由于試驗車輛為小批量試裝車輛,為排查車門密封不良產生的原因,對同批次6臺下線車輛進行了抽檢。抽檢方式為在現場采用便攜式超聲波測漏儀,測量車門周圍的聲泄漏情況。抽檢結果顯示,同批次6臺車輛中,2臺車門系統密封良好,基本無聲泄漏問題,另外4臺存在不同程度的聲泄露超標問題。考慮到整車及涉及零部件都已開發完成,綜合考慮設計變更、模具開發情況,車門TFT(Task Force Team,公關小組)選擇工藝改進、裝調精度控制方法作為主要的整改方向。
車門密封性是一個涉及多系統、復雜的綜合性問題,在進行車門密封性改善的同時,還需要綜合考慮車門關閉力、關門聲品質等車門相關性能的影響,以確保車門性能達到整體最優水平。因此,確定車門超聲波泄漏值和車門關閉力作為改善的量化評價指標,并根據對標車數據確定相應評價標準,具體見表2。

表2 車門性能提升目標值設定
2.3.1 車身及車門制造精度控制
四門總成和車身骨架精度良好是解決匹配問題的前提,應確認影響車門系統調整的關鍵零部件、鉸鏈和窗框等精度是否合格,應確保車門鈑金涂膠狀況良好,無泄漏縫隙、孔洞。
2.3.2 車門密封條及密封間隙控制
該SUV車門為3道密封結構設計:門密封條、門框密封條和輔助密封條。其中門密封條和門框密封條為主密封結構,通過雙重密封阻擋灰塵、水、噪聲進入駕駛艙內,車門下部設計有輔助密封條。當車身與車門間隙值大于密封條壓縮量時,便會產生密封失效,出現漏聲、漏氣等密封問題。當四門密封條及窗框膠條材質一定時,密封條反彈力主要由膠條位置及鈑金件之間的間隙決定,因此工藝上應重點保證密封條位置和密封間隙滿足設計值要求[2]。
2.3.3 車門鉸鏈、門鎖影響
受車身制造精度和車門裝配誤差的因素制約,車門初次裝調精度普遍不高。尤其是四門內板鉸鏈安裝面、鉸鏈安裝孔精度不足,車門上下鉸鏈同軸度不一致等,均會帶來鉸鏈和鎖扣的裝配調整,會直接影響密封條的壓縮量無法達到設計狀態;同時需要保證門鎖的鎖體和鎖扣在調試時處于同一高度位置,避免車門關閉過程中出現打鎖現象,增大關閉力[3]。
2.4.1 車門角密封控制
1)問題分析
車門角密封問題出現在前門窗框前下角、后門窗框后下角位置,其原因是車門內外板之間鈑金存在縫隙,影響車門局部密封性。
2)解決措施
兩個鈑金夾縫處采用涂PVC 膠的方式進行密封,如果縫隙較大落不住膠,則先用拇指膠將大的縫隙填滿,再在上面涂PVC膠,以確保密封效果,如圖6、圖7所示。

圖6 前門窗框下角涂膠密封位置

圖7 后門窗框下角涂膠密封位置
2.4.2 玻璃與玻璃密封條匹配控制
1)問題分析
在車窗玻璃關閉狀態,車門框和玻璃導槽密封條、水切周圍存在聲泄漏問題,經檢查,玻璃和導槽密封條倒圓角位置不能完全貼合,外水切和導槽密封條配合處存在縫隙。
2)解決措施
在玻璃密封離縫位置添加泡棉,泡棉壓縮后隔斷氣流流動保證封堵效果,如圖8所示。

圖8 玻璃接角處增加泡棉示意圖
2.4.3 車門密封內間隙檢查和控制
1)問題分析
通過對試驗樣車車門處17個位置(圖9)進行車門密封內間隙測量,從測量數據(圖10)中發現,車門下部(測點5、6、7)和前后門窗框之間(測點17)測量值嚴重偏離設計值,與整車氣密性泄漏位置基本一致。

圖9 車門密封內間隙測點布置圖

圖10 車門密封內間隙測量數據
2)解決措施
測點3、4、15、16為車門裝配工裝的基準位置,首先確保該位置符合設計定義的標準測量值;識別車門內板及側圍外板單件的膠條安裝及壓縮面,在不合格位置調整車門或側圍鈑金件止口邊,并將其納入沖壓單件檢測表中進行管控;通過調整車門鉸鏈,使車門周圈密封趨于均勻并貼近設計值。
改善方案實施前后車門聲泄漏量、車門關閉力實車測試見表3、表4,可以看出,車門密封性改善效果明顯,同時滿足了車門性能提升的目標值要求。

表3 車門聲泄漏量測試對比結果 dB

表4 車門關閉力測試對比結果 N
(1)車門密封內間隙的穩定性是保證車門密封性的重要控制因素。
(2)在車型開發后期,通過控制裝調精度和工藝提升可以有效改善車門密封性;為保證最優的車門密封效果,還應從前期設計階段進行充分風險識別,對相關密封件進行最優設計。
(3)通過對車型開發后期車門密封不良問題的分析,確定車門超聲波泄漏值和車門關閉力作為改善的量化評價指標,可以快速有效地評估車門綜合性能,具有現實意義,值得推廣應用。