汽車地板地毯、隔熱墊隔熱性能與材料結構優化試驗研究

石小明 洪愷 王麗鵬 寧方勇 王強 周晉成

摘 要：文章介紹了常用商用汽車地板上下隔熱的基本結構與性能要求，提出地板多層隔熱材料的結構設計方法和隔熱理論基礎，利用瞬態平面熱源法測得基材和復合材料導熱系數，優選導熱系數小及反射熱波能力強的材料制成復合隔熱材料，借助于汽車臺架試驗和實際路試多種復合材料隔熱性能試驗比較，汽車地板上主地毯可以吸收和反射由底盤向駕乘艙傳遞的結構噪音。在所用材料上，有使用地毯和毛氈的，也有使用無紡布和毛氈的。文章采用2層結構復合地毯總成的設計理論，來提升各項性能指標，以用來適應市場的新需求。

關鍵詞：地板隔熱;地板降噪;多層隔熱;導熱系數

中圖分類號：U463 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）20-87-03

Abstract： This paper introduces the basic structure and performance requirements of the upper and lower thermal insulation of the common commercial vehicle floor， puts forward the structural design method and the theoretical basis of the thermal insulation of the multi-layer thermal insulation materials of the floor， uses the transient plane heat source method to measure the thermal conductivity of the base materials and composite materials， selects the materials with small thermal conductivity and strong heat wave reflection ability to make composite thermal insulation materials， and makes use of the vehicle bench test and the actual situation The main carpet on the car floor can absorb and reflect the structural noise transmitted from the chassis to the driver's cabin. In the materials used， some use carpets and felt， but also use non-woven fabrics and felt. In this paper， the design theory of 2-layer structure composite carpet assembly is used to improve the performance index to adapt to the new market demand.

Keywords： Floor insulation; Floor noise reduction; Multilayer insulation; Thermal conductivity

CLC NO.： U463 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）20-87-03

引言

由于汽車地板下其主體部和模壓邊緣部均包括夾筋鋁箔層和無紡布層，這種夾筋鋁箔層能夠有效反射發動機產生的熱輻射，夾筋鋁箔層和所述超細高硅氧材料層之間還設置有氣凝膠氈。因此能夠提高隔熱反射性能，滿足更高溫度的隔熱要求，另外還能起到吸音的效果。給出汽車隔熱墊4層最優復合材料構成。試驗結果表明，優選復合隔熱材料與某原有車用材料的熱流透過率相比可以減少超過15%。

1 地板地毯、隔熱墊總成主要功能

（1）發動機與駕駛室地板之間的降噪、地板隔熱;

（2）駕駛室內部裝飾用;

（3）阻止駕駛室內部與外界熱能交換。

2 汽車地板隔熱降噪一體式隔熱墊的設計優化性能

2.1 地毯優化開發

新儀表臺，新開發硬質發泡地毯。汽車主地毯上層采用3mm凸點塑料，中間層采用毛氈，上層凸點塑料和中間層毛氈貼合在一起，通過加熱模壓成型;下層為模具PU閉口發泡4—20mm成型;最后通過水切割修邊沖孔。地毯具有精度高、硬度高、回彈性好、耐磨、降噪等優點。增加駕駛室豪華感以及舒適感，具有良好的舒適性，而且便于清洗，節省人們的清理時間隔熱防塵等方面功能也將大大提高。

2.2 隔熱墊優化開發

包括主體部和模壓邊緣部，所述主體部和所述模壓邊緣部均包括夾筋鋁箔層和無紡布層，所述夾筋鋁箔層和所述無紡布層之間設置有超細高硅氧材料層，由于其主體部和模壓邊緣部均包括夾筋鋁箔層和無紡布層，這種夾筋鋁箔層能夠有效反射發動機產生的熱輻射，夾筋鋁箔層和所述超細高硅氧材料層之間還設置有氣凝膠氈。因此能夠提高隔熱反射性能，滿足更高溫度的隔熱要求，另外還能起到吸音的效果。

這種結構的隔熱墊的隔熱系數高，輻射傳熱升高，同時隨著國六車型的實施，發動機渦輪增壓器位置的溫度升高，對地板隔熱墊隔熱率的要求又進行了提升，因此，現有的隔熱墊的隔熱率達不到現在的新要求。

由于其主體部和模壓邊緣部均包括夾筋鋁箔層和無紡布層，這種夾筋鋁箔層能夠有效反射發動機產生的熱輻射，而且其中的夾筋能夠為隔熱墊提供更高的拉伸強度，夾筋鋁箔層和無紡布層之間設置有超細高硅氧材料層，這種超細高硅氧材料層具有更好的成膜性和成型性能，因此能夠提高隔熱反射性能，滿足更高溫度的隔熱要求。

3 材料明細表及材料設計選購原則

隔熱總成材料明細見表1。

4 車輛乘員艙隔熱性能試驗

4.1 全封閉乘員艙通過臺架和路試試驗方法

4.2 測量溫度數據對比-使用隔熱罩

國六車型路試驗證使用隔熱罩的試驗測試環境是36℃，試驗時間1.5h，相同路況，發動機艙外的溫度最高84℃，平均溫度70.6℃，艙內溫度最高54℃，平均溫度49℃，比改進前室內溫度降低6-10℃。

5 結語

綜上所述，本文采用層結構復合地毯總成、隔熱墊總成的設計理論，試驗優選出的表1復合材料隔熱性能提高顯著，比現用某原車地板隔熱材料熱流透過率減少10-15.6%提升了其各項性能指標，適應了新的市場需求，值得推廣并應用到實際中去。

參考文獻

[1] 石小明，劉培.降噪一體式地毯的設計[J].中國高新技術企業，2013 （23）：18-19.

[2] 劉磊，劉偉軍，丁秀朋.汽車內飾頂棚隔熱性能與材料結構優化試驗研究[J].汽車工藝與材料，2018（8）：44-47.