车门内挡水异响影响因素及设计要点

陈宗好，时西芳，潘英

（1.奇瑞汽车股份有限公司，安徽 芜湖 241009；2.富卓汽车内饰有限公司，安徽 芜湖 241009）

设计研究

车门内挡水异响影响因素及设计要点

陈宗好1，时西芳1，潘英2

（1.奇瑞汽车股份有限公司，安徽 芜湖 241009；2.富卓汽车内饰有限公司，安徽 芜湖 241009）

本文主要针对玻璃升降过程中由于内挡水条造成的异响问题进行分析研究，介绍了内挡水条异响影响因素及其相关的设计要点，并结合具体案例分析，通过优化设计解决异响问题，从而论证关键设计因素的重要性。

异响；玻璃升降；内挡水；结构设计

CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)06-01-03

1、引言

密封条是汽车的重要零部件之一，被广泛应用于车门、车窗（含天窗）、车身、发动机舱和后备（行李）箱等存在间隙的部位，具有防雨、防尘、减震、降噪、装饰等功能，常用材料为EPDM、TPV、PVC等。

密封条系统作为整车一大重要组成部分，其性能的好坏对整车的美观性、舒适性等起着重要的作用。随着汽车消费日趋成熟化，客户越来越看重舒适和静音，密封条的异响问题也日益受到客户的关注，抱怨呈增长趋势，各类由密封件造成的异响问题已成为主机厂及供应商需要共同面对且亟待解决的质量问题。

2、密封条异响的位置及类型

2.1 密封条的常见异响位置

一般情况下全车密封条系统容易产生异响区域有：

1）侧门玻璃升降区域，此区域主要是玻璃升降过程中，玻璃与玻璃导槽或内外挡水摩擦产生的异响；

2）门盖与车身之间的密封区域，此区域主要有开关门异响（粘连声、摩擦声、排气声）以及行车过程中密封条泡管与车身钣金相对滑动产生的摩擦异响。

因密封条异响产生的原因多为系统性的问题，比较复杂，故本文只针对容易出现异响的内挡水做阐述，其它密封件的异响在本文不做具体介绍。

2.2 内挡水常见的异响类型

一般玻璃升降过程中，内挡水容易产生两种类型的异响，一种是摩擦异响，即玻璃与内挡水绒毛之间摩擦发出的异音，多表现为“吱吱”“唧唧”声，玻璃上升及下降过程均会出现；另一种是共振异响，即内挡水在玻璃升降过程中不稳定，相关结构与周边件敲击，多表现为“咕咕”声，一般仅在玻璃下降过程中出现。

3、内挡水异响影响因素及结构设计要点

异响产生原因通常比较复杂，在初期断面分析阶段就需要认真考量每一个可能产生异响的细节，从零部件结构及布置上做充分的校核。

3.1 材料组成

内挡水的结构类型一般有：PVC+钢骨架共挤、TPV+PP骨架共挤、EPDM+钢骨架共挤、TPV+钢骨架共挤等。

PVC材料保持性较差，披风压载力受环境影响变化大，比较容易出现异响类问题，故在成本容许的条件下推荐使用既轻又环保的TPV+PP共挤机构。

3.2 装配方式

内挡水装配方式一般有两种，一种是内挡水与门护板装配在一起，如图1所示；另一种结构是内挡水直接卡在门钣金止口边上，如图2所示。第一种内挡优点是结构简单，成本较低，缺点是受护板的装配关系影响，功能尺寸不易控制，且响声更容易被护板放大；第二种内挡水优点是装配稳定，挡水与玻璃之间功能尺寸链短，较易控制，缺点是结构复杂，成本较高。在成本容许的条件下，本文推荐第二种装配方式。

3.3 挡水稳定性

针对上述推荐的第二种安装方式的内挡水，在设计卡接结构时，要考虑整个挡水的稳定性。因玻璃升降过程中，玻璃与披风的存在摩擦力及压载力，且这些力是不断变化的，变化的力会造成挡水出现抖动，如果结构设计不合理，很容易造成由于挡水抖动产生与钣金的高频敲击声。

通常情况下，建议防脱结构要软硬结合，要既能保持卡紧力，又要确保在发生振动时，是软与硬的接触，而不是硬碰硬的触碰。如图2中，限位凸台均为硬质，容易发生异响。

3.4 披风形状

理论设计上，玻璃面是个圆弧面，为了保证内挡水披风在玻璃升降过程中，始终保持线面接触，故在进行内挡水披风设计时，要确保与玻璃接触的面是圆弧面，即在断面上表现为多个R角连接。线面接触的好处是可以保证玻璃在升降过程中玻璃与挡水条的摩擦力相对稳定，不容易出现异响。

披风设计中除了考虑披风与玻璃线面接触，还要考虑披风在压载力及摩擦力的作用下，Z向不能发生蜷缩，即尽可能保证披风只存在旋转，规避Z向位移，如图2中，披风下部拐点不清晰，很容易出现披风Z向窜动，导致异响出现。

3.5 压载力

内挡水的披风压载力不能太大也不能太小，太大一是会造成璃升降系统阻力过大，玻璃升降困难，二是易产生玻璃与挡水披风的摩擦异响；太小则对玻璃的夹持松弛，玻璃不稳定，升降及关门品质感较差。一般情况下内挡水的压载力定义为3～5N/100mm为宜。

3.6 摩擦系数

内挡水与玻璃接触的披风通常会植绒处理，绒毛本身的材质、粗细及植绒的工艺都会影响到绒毛的摩擦系数，在压载力一定的情况下，摩擦系数越大，阻力越大，产生异响的可能性就会越大，在对绒毛摩擦系数进行设定时，一般要求<0.3。

3.7 唇边与玻璃的干涉量Q

升降过程中玻璃是靠导槽及内外挡水披风的夹持来保证其稳定性的，稳定性越好，发生异响的概率就会越小。唇边与玻璃的干涉量的设定要根据玻璃导槽的结构（从导槽结构可以识别出玻璃在导槽中最大的容许偏移量，本文不详述）并加上玻璃本身的轮廓度公差、挡水本身的公差及钣金的公差综合考虑。一般情况下，在压载力容许的条件下，Q值至少保证一个玻璃厚度比较稳妥，如图1中所示。干涉量太小，会造成玻璃升降过程中玻璃与披风的贴合不稳定，间断性接触，有异响的风险。

3.8 唇边与玻璃的夹角α

内挡水披风与玻璃的夹角α，如图1中所示，夹角过大时，在玻璃下降过程中，披风容易被玻璃带下翻，造成异响，通常设计要求α<40度为宜。

3.9 披风变形空间

升降过程中，玻璃在车宽方向相对于挡水条安装面，一般都会有波动，故在布置及校核挡水披风时，应确保披风有足够的变形空间，在变形区间内不能有硬点存在，否则会在升降过程中存在压载力突变的问题，从而造成挤压异响。通常在校核该处空间时，需要系统地计算玻璃摆动量，在这个摆动量下，校核玻璃极限状态披风变形状况下的周围空间情况，一般情况下需要模拟玻璃朝车内偏2.5mm状态下，挡水上下披风变形后不存在硬点干涉。

4、异响解决案例

4.1 故障描述

某款车型在试制过程中，发现玻璃升降过程存在异响，后经排查，发现异响是由内挡水产生，存在异响问题的车辆有如下现象：

◇ 正常装配后存在异响；

◇ 正常装配后无异响，过淋雨线后异响出现；

◇ 正常装配且淋雨后均无异响，车辆放置一段时间后异响出现；

◇ 高湿环境下异响较明显；

◇ 玻璃上升、下降过程中均有响声，上升为“唧唧”声，下降为“咕咕”声。

4.2 异响原因分析

通过上述故障现象，上升存在“唧唧”声且湿态响声明显，说明是摩擦力过大，下降“咕咕”声，说明结构不稳定，或者是披风Z向有位移。

4.2.1 上升异响

用压力测试仪对故障车门的披风压载力进行实车测量，如图3所示，在玻璃降到下至点、升到中部及升到上止点三个状态下，测量前、中、后三处披风对玻璃的压载力，测量结果见表1；通过测量发现各状态力值都偏大，有些点的力值是设计状态的10倍以上，异常明显。初步判定，玻璃升降过程中，内挡水的披风变形空间不足，存在干涉硬点。

检查设计数据，如图2所示，发现内挡水上披风距离PP硬质骨架距离较近，当玻璃向车内偏移到时，上披风有可能会与硬质骨架干涉，使压载力突变，发生硬摩擦异响。通过实车测量，玻璃升降过程中，玻璃的最大摆动量约为2.5mm，CAE分析显示当玻璃偏移2.5mm时，上披风与PP骨架干涩，如图4所示。

4.2.2 下降异响

通过图2故障车断面分析，发现挡水条限位结构不稳定，PP骨架与钣金存在敲击的风险，最下面的限位凸台容易敲击钣金；其次披风形状不好，容易发生Z向窜动，如图4中所示，玻璃下降过程中，上下披风在Z向均有变形。

4.3 断面改进

改进后的断面如图5所示，改进点有：

a）披风下移，增加披风变形空间；

b）披风形状变饱满，使披风与玻璃线面接触；

c）根部加强，避免披风Z向窜动；

d）增加软限位，避免硬碰硬。

经过上述整改后，困扰多时的异响问题得到有效解决。

5、结论

异响问题是个综合性的系统问题，需要对结构设计及系统集成做深入细致的分析研究，在大量案例研究基础上，总结出最佳实践，并采取通用化设计规避风险因素。同时，需要建立有效的探测方法与评价体系，在开发前期形成有效的DV验证方法及评价标准，使异响问题 在项目前期得到彻底解决。

[1] 秦伟昌.某型汽车电动玻璃升降器异响分析及结构改进.检测与维修 2010(10).

Abnormal Sound Influence Factors and Design Key Points Of Inner Waist Seal

Chen Zonghao1, Shi Xifang1, Pan Ying2
（1.Chery Automobile Co., Ltd., Anhui Wuhu 241009; 2.Futuris Automotive Interiors Co., Ltd., Anhui Wuhu 241009）

In this paper, Mainly Study and analysis on abnormal sound during side door glass lifting process, introduce influence factors and design key points about side door inner waist seal. Combine analysis of certain case which resolved abnormal sound problem by optimizing design, so as to demonstrate the importance of key design factors.

abnormal sound; glass regulator system; inner waist seal; structure design

U463.8

A

1671-7988(2015)06-01-03

陈宗好，就职于奇瑞汽车股份有限公司。