姚宇,张杰
车门门缝密封系统的研究
姚宇,张杰
(华晨汽车工程研究院闭合件工程室,辽宁 沈阳 110141)
为了提升汽车整车的乘坐舒适性与NVH性能,文章对汽车门缝密封系统进行了研究,总结归纳了车门门缝密封结构的几种形式,并从密封性能角度进行了分析,为提升整车密封性能提供了理论依据。
密封性能;车门密封;门外密封条;门框密封条
随着消费者对乘车舒适感及NVH性能的需求提升,车门密封性能越来越受到各大主机厂的重视。车门密封可分解为门缝密封(图1)和门板密封,本文将对门缝密封形式进行研究。
图1 门缝密封示意
如图2所示,门缝密封系统主要由B柱密封条、门外密封条及门框密封条组成。构建门缝密封系统的目的在于防止乘客舱(干区)与外界(湿区)的水、气、尘连通,提升整车舒适性、空调效果、隔音降噪效果、燃油经济性,降低灰尘和湿区渗入量、有害气体含量。
图2 门缝密封结构
为了提升门缝密封性能,首先需要研究乘客舱与外界之间的连通路径。乘客舱与外界的连通路径在门缝位置一般有三种,按照部位的不同分为:
(1)外界——B柱密封条——门外密封条——门框密封条——乘客舱
图3 外界与乘客舱连通路径1
(2)外界——车门内外板腔体——门锁——门框密封条——乘客舱
图4 外界与乘客舱连通路径2
(3)外界——车门内外板腔体——限位器——门框密封条——乘客舱
图5 外界与乘客舱连通路径3
通过对门缝位置乘客舱与外界连通路径分析可知,门缝密封结构主要有三层,B柱密封条、门外密封条、门框密封条。
由于B柱密封条一般不能形成封闭整圈密封,所以B柱密封条只起到减少外界水、气、尘进入乘客舱的作用。
图6 B柱密封条
门外密封条一般为整圈密封,而且密封面为侧围钣金,连续性较好,所以一般作为门缝密封的主密封。对于整体内板车门来说,门外密封条存在泄漏风险的位置一般为安装点。日韩及国产车门外条安装一般采用卡扣安装,安装点与车门内外板腔体连通,存在从安装点泄漏风险,见图7。而欧美车一般门外条均采用胶带粘接,能有效的防止泄漏。对于框式车门来说,除了卡扣安装点泄漏,门板焊接位置也会造成门外密封条安装面不连续,造成泄漏,见图8。
图7 门外密封条卡扣安装点
图8 框式车门易泄漏点
门框密封条,有整圈密封,也有在门槛位置断开的形式。对于不封闭的门框密封条,只是作为辅助密封,见图9。对于整圈密封,主要需要考察门框密封条的密封面。对于整体内板车门,若密封面完全为车门钣金,则门框密封条可提供可靠有效的密封。若密封面为内饰板或内装饰板,则密封面都视为不连续,门框密封条存在泄漏风险,泄漏点主要有两处,一、内饰板与钣金或内装饰板对接处,见图10;二、内饰板或内装饰板与钣金之间的缝隙,见图11。对于框式车门,除了上述位置,门板焊接位置也会造成门框密封条密封面不连续,造成泄漏,见图12。
图9 门框密封条断开形式
图10 内饰板与钣金对接处
图11 内饰板与钣金之间缝隙
对于限位器和门锁位置,由于外界水、气、尘会绕开门外密封条,直接对门框密封条进行冲击,所以限位器和门锁都需要进行密封,否侧,除了密封面为钣金的整体内板车门,其余形式的门框密封条均有密封失效的风险,导致车门密封失效。
通过对门缝密封的几种失效形式进行分析,我们得出了门缝密封泄漏的一般情况。针对这些泄漏点,有应对方案如下:
门外密封条的泄漏点主要是安装形式和安装面两处,对于安装形式,可采用欧美车型常用的粘接方式,利用胶带进行粘接,见图13。安装面主要针对框式车门,一是控制涂胶质量,避免出现断崖式面差,见图14;二是在相应位置门外密封条地面粘贴EPDM泡棉,见图15。
图13 门外密封条粘接示意
图14 控制涂胶质量
图15 门外密封条粘接泡棉示意
门框密封条的泄漏点主要是密封面不连续造成的,推荐使用连续钣金作为密封面,其余形式的密封面都会造成门框密封条泄漏。
当门框密封条存在泄漏风险时,限位器部位必须要有严密的密封。目前限位器密封种类主要有以下三种。
(1)车门内板外侧安装密封套,见图16。
图16 限位器密封形式1
(2)限位器拉带上安装密封垫,见图17。
图17 限位器密封形式2
(3)限位器本体上安装密封套,见图18。
图18 限位器密封形式3
门锁位置与限位器一样,当门框密封条密封失效时,必须要有有效的密封。而目前门锁密封多是仅能防水,由于门锁结构比较复杂,即使是带自密封结构的门锁也很难做到气体防护。
通过以上分析,在车门门缝密封系统中,最后一道防线为门框密封条,由于门锁位置很难做到有效密封,若要获得较好的密封性能,门框密封条必须为整圈封闭,且密封面为连续钣金。如果门框密封条不能做到有效密封,则门外密封条、门锁、限位器必须要各自做好密封才能保证整车密封性能。
[1] 姚宇.车门系统的密封性能研究[J].汽车实用技术.2018(6).
Research On Door Seam Sealing System
Yao Yu, Zhang Jie
(Brilliance Auto R&D Center Closure Section, Liaoning Shenyang 110141 )
In order to improve the comfort and NVH performance of vehicle, we studied the door seam sealing system in this paper, and we summarized several forms of door seal structure, who’s sealing performance is also analyzed, that provide a theoretical basis for improving the sealing performance of the whole vehicle.
sealing performance; door sealing system; weather-stripping on door; weather-stripping on body
B
1671-7988(2018)24-225-03
U463.83+4
B
1671-7988(2018)24-225-03
U463.83+4
姚宇(1986-),男,中级工程师,硕士研究生,目前在华晨汽车工程研究院从事汽车密封系统与密封性能方面工作。
10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.24.081