MPV白車(chē)身氣密性試驗(yàn)方法及原理研究*

汪德強(qiáng)，蔡德明，黃祖朋，廖毅，劉進(jìn)，李淑英

MPV白車(chē)身氣密性試驗(yàn)方法及原理研究*

汪德強(qiáng)，蔡德明，黃祖朋，廖毅，劉進(jìn)，李淑英

（上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心，廣西 柳州 545007）

當(dāng)今汽車(chē)的舒適性成為了各大汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。白車(chē)身作為整車(chē)的框架，只有在提升白車(chē)身基本性能的情況下才有可能提高整車(chē)的舒適性。為此，文章重點(diǎn)研究了MPV白車(chē)身的氣密性、試驗(yàn)方法和原理，期望通過(guò)對(duì)MPV氣密的研究，為整車(chē)NVH性能的提高奠定基礎(chǔ)。

MPV；白車(chē)身；氣密性；原理

引言

近幾年MPV車(chē)型競(jìng)爭(zhēng)激烈，提高M(jìn)PV車(chē)型的乘坐舒適性是各整車(chē)企業(yè)提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的重要方法之一。白車(chē)身氣密性是提升整車(chē)舒適性重要途徑之一，提高白車(chē)身氣密性能可以降低車(chē)內(nèi)噪音、提高熱能管理和防水防塵性能、延長(zhǎng)整車(chē)壽命，給用戶(hù)提供一個(gè)舒適的環(huán)境。

為提高車(chē)輛密封性能，日本、英國(guó)和德國(guó)等在60-80年代建立了氣密性實(shí)驗(yàn)室，用于研究密封空間內(nèi)的壓力變化與耳鳴關(guān)系，并得出了相關(guān)試驗(yàn)方法與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。近20年，我國(guó)汽車(chē)行業(yè)通過(guò)與國(guó)外合作，在汽車(chē)氣密性研究取得了一定進(jìn)步，然而總體而言，我國(guó)在此領(lǐng)域的技術(shù)還相對(duì)較弱[1]。為此，本文提出了一種MPV白車(chē)身氣密性試驗(yàn)方法及原理，期望為國(guó)內(nèi)同行提供借鑒。

1 試驗(yàn)設(shè)備和器材

1.1 設(shè)備簡(jiǎn)介

氣密性試驗(yàn)涉及多個(gè)設(shè)備：1）升降試驗(yàn)臺(tái)架，一般用舉升機(jī)，用于放置白車(chē)身，底部密封操作和觀察底部的泄露程度；2）氣密性檢測(cè)設(shè)備（圖1A），設(shè)備帶輸送風(fēng)管和壓力計(jì)，用于氣流的輸送、氣密性的檢測(cè)、壓力調(diào)試、泄露值讀取；3）煙霧發(fā)生器（圖1B），主要用于查找泄露區(qū)域；4）內(nèi)窺鏡（圖1C），用于查看腔體內(nèi)的搭接結(jié)構(gòu)和隔斷塊狀態(tài)；5）帶孔有機(jī)玻璃（圖1D），用于氣密性設(shè)備與白車(chē)身的進(jìn)氣口連接。

圖1 氣密性試驗(yàn)主要設(shè)備圖

1.2 試驗(yàn)器材

氣密性檢測(cè)設(shè)備如下圖2所示，由風(fēng)扇、風(fēng)道、壓力平衡棒、壓力傳輸管、顯示屏、調(diào)節(jié)器（用于調(diào)節(jié)風(fēng)量）等6大部分構(gòu)成，風(fēng)扇、顯示屏和調(diào)節(jié)器相對(duì)位置不變，風(fēng)道、壓力平衡棒和壓力傳輸管由軟管組成，可移動(dòng)。

其他小器材，如塑料薄膜和密封膠帶用于白車(chē)身門(mén)洞和功能空的密封，指壓密封膠用于焊接縫的密封，剪刀用于塑料薄膜和膠帶的裁剪，220V電源用于氣密性檢測(cè)設(shè)備和煙霧發(fā)生器的啟動(dòng)。

圖2 氣密性設(shè)備連接圖

1.3 設(shè)備連接

將壓力平衡棒一端從白車(chē)身前門(mén)框的有機(jī)玻璃板上的小孔插入，水平放置在后地板區(qū)域，另一端與壓力傳輸管連接，傳輸管另一端與氣密性檢測(cè)設(shè)備的PRESSURE（壓力）端口連接。通風(fēng)管的一端與前門(mén)框的有機(jī)玻璃的大孔連接，另一端與氣密性檢測(cè)設(shè)備的EXHAUST（通風(fēng)）端口連接（如圖2）。煙霧發(fā)生器是用于找出泄漏源，內(nèi)窺鏡主要用于試驗(yàn)前確認(rèn)白車(chē)身腔體內(nèi)的隔斷塊狀態(tài)是否異常。

2 試驗(yàn)原理和說(shuō)明

2.1 試驗(yàn)原理

白車(chē)身氣密性試驗(yàn)分為正壓法試驗(yàn)和負(fù)壓法試驗(yàn)。所謂正壓法，是通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)向白車(chē)身內(nèi)輸送氣體，讓車(chē)內(nèi)的氣壓高于車(chē)外的大氣壓，通過(guò)分析當(dāng)時(shí)輸送氣體量Q1和車(chē)內(nèi)壓力P的情況，判定出白車(chē)身的泄漏量Q2，或?qū)⑿孤┝縌2轉(zhuǎn)化為當(dāng)量泄漏孔徑（等效孔徑）D來(lái)衡量白車(chē)身的氣密性，白車(chē)身氣密性試驗(yàn)原理如圖3所示。負(fù)壓法則相反，主要利用車(chē)內(nèi)氣壓低、車(chē)外高氣壓來(lái)測(cè)試白車(chē)身氣密性[2-3]。

圖3 白車(chē)身氣密性試驗(yàn)原理圖

Q1：風(fēng)道進(jìn)氣量，可調(diào)風(fēng)量從顯示屏上讀出，單位：CFM （立方英尺每分鐘）；

Q2：各泄漏區(qū)域的總泄露量，單位：CFM （立方英尺每分鐘）；

P：白車(chē)身內(nèi)部壓力，從壓力顯示屏上讀出，單位：inWC （英寸水柱）。

2.2 試驗(yàn)說(shuō)明和結(jié)果判定

（1）0.5inWC的壓力與125Pa壓力等效；

（2） 0.5inWC壓力下，1 CFM = 28.3185 L/分鐘=0.47198升/秒；

（3）整車(chē)在平時(shí)使用工況下，車(chē)內(nèi)氣壓最高不會(huì)達(dá)到0.36inWC（90Pa），超過(guò)這個(gè)壓力人體會(huì)不適。用0.50inWC（125Pa）壓力下的泄漏值來(lái)衡量汽車(chē)氣密性比較合理，高于0.50inWC（125Pa）壓力的泄漏值只能說(shuō)明氣密性特點(diǎn)，不能用作衡量汽車(chē)氣密性的主要依據(jù)。

（4）某個(gè)位置的泄漏量的測(cè)試方法：在0.50inWC壓力下，敞開(kāi)第K個(gè)泄漏源不密封，讀取此時(shí)總泄漏量Qk2 ；再密封此泄漏源，調(diào)節(jié)按鈕使壓力至0.50inWC，讀取此時(shí)總泄漏量Qk1，則該K位置的泄漏量為：

△Qk = Qk2-Qk1 （1）

白車(chē)身的氣密性指的是在0.50inWC（125Pa）壓力下白車(chē)身的初始泄漏量Qc，如果初始泄漏量Qc大于項(xiàng)目設(shè)定的目標(biāo)值Qb，則不合格；反之合格。即初始泄漏量Qc越大，氣密性越差；初始泄漏量Qc越小，氣密性越好。

2.3 白車(chē)身氣密性的泄漏嚴(yán)重度的定義

為描述白身氣密性的泄露程度，把白車(chē)身泄露程度進(jìn)行定義為白車(chē)身氣密性的泄露嚴(yán)重度，泄漏嚴(yán)重度指的是白車(chē)身泄露氣體的嚴(yán)重程度，分6個(gè)等級(jí)[4-5]，從超嚴(yán)重到輕微分別用字母A+D.E依次分別表示，對(duì)應(yīng)的泄漏量按以下表1劃分：

表1 白車(chē)身氣密性泄露嚴(yán)重度劃分表

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)MPV白車(chē)身的氣密性試驗(yàn)方法進(jìn)行了研究，介紹了氣密性試驗(yàn)設(shè)備和器材的連接順序，說(shuō)明了氣密性試驗(yàn)原理和試驗(yàn)條件，重點(diǎn)介紹了白車(chē)身氣密性和某個(gè)泄露源的泄漏量的測(cè)試方法，并闡述了白車(chē)身氣密性是否合格的判斷方法，并用字母將泄漏量按梯度進(jìn)行了嚴(yán)重度的定義，為實(shí)車(chē)試驗(yàn)進(jìn)行量化和嚴(yán)重程度進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)定義，可根據(jù)嚴(yán)重度快速?zèng)Q策需整改的區(qū)域[6]。作為一種新的氣密性試驗(yàn)方法，能高效的找出泄露嚴(yán)重的區(qū)域并提出整改，實(shí)現(xiàn)了白車(chē)身密封性能設(shè)計(jì)，從車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝過(guò)程質(zhì)量管控、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)執(zhí)行等各環(huán)節(jié)保證白車(chē)身密封方案準(zhǔn)確、有效、穩(wěn)定實(shí)施。

[1] 付年.整車(chē)靜態(tài)氣密性試驗(yàn)的分析及運(yùn)用.企業(yè)科技與發(fā)展[J]:上 半月,2011(10):12-14.

[2] 吳澍平.江鈴V3 型汽車(chē)車(chē)身氣密性提升方法研究[D].長(zhǎng)春:吉林大學(xué),2011.

[3] 新紅英.基于差壓式流量計(jì)原理的整車(chē)氣密性檢測(cè)[J]:2009中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集.

[4] 徐京蓮.關(guān)于汽車(chē)氣密性提升方法的研[J]:汽車(chē)實(shí)用技術(shù),2016年第9期:126-128.

[5] 宋繼超.白車(chē)身密封性能提升[J]:汽車(chē)實(shí)用技術(shù),2017年第18期: 165-166.

[6] 賈躍浪.汽車(chē)氣密性提升方法與研究[J].時(shí)代汽車(chē),2020年第14期: 14-15.

Research on test method and principle of AIR tightness for MPV white body*

Wang Deqiang, Cai Deming, Huang Zupeng, Liao Yi, Liu Jin, Li Shuying

（SAIC GM Wuling Automobile Co., Ltd., Guangxi Liuzhou 545007）

Nowadays, the comfort of automobiles has become the focus of competition among automobile manufacturers.As the frame of the whole vehicle, the comfort of the whole vehicle can be improved only when the basic performance of the white body is improved.Therefore, this paper focuses on the research of the air tightness, test method and principle of THE BODY in white of MPV, hoping to lay a foundation for the improvement of the vehicle'S NVH performance through the research on the air tightness of MPV.

MPV; White body; GAS tightness; Principle

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.02.036

U467

A

1671-7988(2021)02-113-03

U467

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1671-7988(2021)02-113-03

汪德強(qiáng)，男，新能源汽車(chē)密封工程師，就職于上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司，研究方向?yàn)樾履茉雌?chē)白車(chē)身密封。

廣西創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)自助項(xiàng)目（桂科AA18242039）；柳州市科學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目（2018AD20501）。