高丹,雷长鸣
汽车尾门密封条漏水因素研究
高丹1,雷长鸣2
(1.华晨汽车工程研究院,辽宁 沈阳 110141;2.延锋彼欧(沈阳)汽车外饰系统有限公司,辽宁 沈阳 110141)
汽车尾门密封条在汽车防雨、防风、防尘、降噪等方面起到至关重要的作用。文章从密封条自身的结构与周边配合关系方面入手,分析影响尾门密封条漏雨的因素,提出控制要点。
尾门密封条;漏雨;周边配合
随着物质生活水平的提高,汽车越来越普及。用户使用汽车的感知对汽车品质至关重要。汽车乘客舱是客户主要活动区域,其表现出卓越的舒适性、环保性、实用性才能使客户感到愉悦。
尾门密封条装配在尾止口上,是乘客舱与外界之间的一道屏障,阻止外界水、气、尘、噪音侵入乘客舱,同时阻止舱内冷、热气泄露。
乘客舱尾门进水,水在尾门地板堆积,淋湿及污染舱内物品,引起地毯发霉生菌,钣金锈蚀,严重影响客户使用体验。本文结合CAE分析软件,对尾门密封条漏雨因素进行分析,从而达到降低尾门漏雨风险目的。
图1 尾门密封条位置
在汽车淋雨试验测试中,用不同雨量和车姿来对车辆检测整车防水性。尾门作为整车开闭件的一部分,其使用频次较高,经常操作打开闭合,其防水性尤显重要,必须达到测试要求,以防水进入乘客舱。在尾门打开状态下,尾门密封条泡管处于理论外形状态。在尾门关闭状态下,尾门密封条泡管处于压缩变形状态,通过CAE分析,可以得到密封条压缩变形之后状态,如图3。
图2 尾门密封条位置示意图
尾门密封条漏雨的发生,水通常以两种路径进入乘客舱,如图3所示:
图3 漏雨通道示意
图4 各部位示意图
下面从两种漏雨路径进行分析,图4为各部位示意图。
1.1.1压缩力
尾门密封条是靠泡管在钣金止口与内板之间的挤压变形密封。如泡管的挤压变形反作用力(压缩荷重)不够,不足以抵挡雨水的侵入,可能造成漏雨。
设计因素:设计压缩荷重力值不足,压缩荷重的设定要综合考虑密封性、尾门关门力等因素,通常设定为7 N/100 mm~11 N/100 mm。图5为设计阶段压缩荷重CAE分析数值。
图5 压缩荷重分析数值
其他因素:另一种情况是密封条压缩荷重实测力值超下差,较设定值偏小,会造成压缩荷重小,导致漏雨。
1.1.2密封间隙
密封间隙即从钣金密封面到止口之间的间隙。密封间隙数值超过上差,致泡管过盈量变小,泡管压合不紧,压缩荷重变小,导致漏雨。
1.1.3密封泡管
设计因素:密封泡管设计不合理。
其他因素:密封泡管在生产或运输或储存等环节发生变形,不符设计图,密封失效,导致漏雨。
1.2.1内注密封胶量高度
设计因素:胶量高度要保证胶量漫过止口以达到密封目的。但是胶量高度不是越大越好,当安装后密封胶与内齿接触,就会影响内齿夹持力,出现密封条弹起漏雨。
其他因素:密封胶量没有达到理论高度,密封胶没有起到作用而漏雨。
1.2.2挡水边与钣金过盈量
设计因素:尾门密封条安装后,挡水边发生变形从而与钣金紧密贴合,形成路径2中第一道阻隔防线,阻挡水的入侵。如过盈量设计偏小,挡水边与钣金贴合不紧密,甚至在各种公差累计情况下完全不接触,可导致漏雨,如过盈量设计偏大,在转弯部位易出现褶皱。设计时要综合考虑。
其他因素:挡水边长度超差。
1.2.3尾门条U型口
设计因素:U型口设计不能适应钣金止口的厚度、转弯半径等的变化,密封条U型口变形。
图6 U型口挡水边失效
其他因素:密封条U型口在生产挤出或运输存储时变形,导致挡水边与钣金接触不良,水从密封条底部进入乘客舱内。所以有效控制尾门条自身U型口符图性,对于防水性非常重要。
作为同周边零件配合使用的零件,周边零件状态对尾门密封条的防水性起到非常重要作用。
(1)钣金止口长度。当长度超出设计公差范围,尾门条装配到底后仍无法达到理想状态,导致挡水边过盈量值小,起不到相应的挡水作用而漏雨。
(2)钣金止口角度。当大小超出设计公差,致尾门密封条发生倾斜,尾门内板压缩泡管不能理论变形而漏雨,挡水边也随之倾斜,过盈量值变小,也易致漏雨。
图7 尾门止口搭接涂胶位置示意
(3)两层钣金搭接处涂胶平顺性。尾门一圈止口在几层钣金搭接的部位需要涂密封胶。涂胶不均匀、凸起、少胶等不良现象,防水唇边无法与钣金紧密贴合,形成不封闭的空洞或缝隙,导致漏雨。
(4)两层钣金搭接处,出现焊接不良、钣金翘曲、一层钣金尖端凸出止口外侧、几层钣金贴合不良出现缝隙等原因,会导致尾门密封条装配后贴合不良,内注密封胶不能良好的封堵止口,水从路径2进入乘客舱。
本文通过对尾门密封条的漏雨因素分析,除了尾门密封条自身的结构对漏雨影响大之外,其周边的配合条件对漏雨有至关重要的影响。断面设计时,不仅要充分考虑密封条自身的防水性能,还应考虑在极限公差情况的防水有效性。在设计初期对密封条自身公差及周边配合零件的公差、状态进行综合考虑并进行约束控制,从而减少尾门密封条漏雨情况的发生。
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Study on the Leakage Factors of the Sealing Tailgate
GAO Dan1, LEI Changming2
(1.Brilliance Automotive Engineering Research Institute, Liaoning Shenyang 110141;2.Yanfeng Plastic Omnium (Shenyang) Automotive Exterior Systems Co., Ltd., Liaoning Shenyang 110141)
The automobile tailgate sealing strip in the automobile rain, windproof, dustproof, noise reduction and so on super to the vital role.This paper starts from the structure of the sealing tailgate itself and the peripheral parts, analyzes the factors affecting the leakage of the tailgate, and puts forward the key points of control.
Sealing tailgate; Leakage of rain; Surrounding parts matching
U463.83+4
A
1671-7988(2021)23-80-03
U463.83+4
A
1671-7988(2021)23-80-03
10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.023.022
高丹(1980—),就职于华晨汽车工程研究院,从事汽车密封系统设计开发工作。