汽車車門密封研究現(xiàn)狀及其改進措施

許天輝 李永湘

摘 要：汽車車門密封效果直接影響汽車舒適性和安全性。對當(dāng)前汽車車門密封技術(shù)研究現(xiàn)狀和存在的問題進行了分析，給出了汽車車門密封改進措施。提出從車門結(jié)構(gòu)優(yōu)化、車門關(guān)閉力、密封件結(jié)構(gòu)優(yōu)化和密封材料四個方面改善汽車密封性能，可有效提高汽車的品質(zhì)和乘車舒適性。

關(guān)鍵詞：汽車車門;密封技術(shù);結(jié)構(gòu)設(shè)計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.024

0 引言

2008年次貸危機削弱了全球諸多經(jīng)濟體的實力，中國因采取負責(zé)任的態(tài)度和有力的措施應(yīng)對危機而逐漸成為全球經(jīng)濟大國和制造業(yè)大國，汽車制造業(yè)蓬勃發(fā)展，汽車年產(chǎn)量穩(wěn)居全球第一，而汽車質(zhì)量卻參差不齊，尤其是部分合資車和國產(chǎn)車的汽車密封質(zhì)量不過關(guān)，車門漏水等問題常遭到客戶的抱怨和投訴，提高汽車密封質(zhì)量，解決車門漏水問題，對提升汽車品牌聲譽和使用舒適度具有重大意義。

1 汽車車門密封技術(shù)研究現(xiàn)狀

汽車車門密封技術(shù)涉及車門結(jié)構(gòu)、密封方式、材料等諸多因素，具體的密封細節(jié)也因不同企業(yè)不同車型等有所區(qū)別，一些技術(shù)人員對汽車車門密封技術(shù)進行研究。

在車門結(jié)構(gòu)設(shè)計研究方面，鄭州日產(chǎn)汽車有限公司王少偉等基于有限元模型研究了汽車前門結(jié)構(gòu)和性能[1];廣東松山職業(yè)技術(shù)學(xué)院賴穎實驗研究了車門尺寸結(jié)構(gòu)偏差對汽車密封性的影響[2]。在密封條結(jié)構(gòu)研究方面，上海通用汽車公司廖歡和黃宇量針對CN200S車型車門漏水問題研究了橡膠密封條的工作原理和結(jié)構(gòu)[3];北京汽車股份研究院李建友實驗了車門密封條的壓縮量等性能，研究了密封條結(jié)構(gòu)與車門關(guān)門聲品質(zhì)之間的關(guān)系[4]。在密封材料研究方面，長城汽車股份有限公司薛振榮等研究了汽車車門密封條的材料配方和制造工藝，分析了密封VOC中有害物的揮發(fā)性，并提出了使用高閃點石蠟油的改進方案[5];江西昌河汽車有限公司顧翔研究了基于EPDM材料的車門密封膠條的設(shè)計和制造工藝[6]。

2 車門密封改進措施

上述研究工作主要從某個單一角度研究了汽車車門密封技術(shù)的相關(guān)問題，缺少總體性解決方案。要徹底解決車門漏水問題，提升汽車密封性和整車性能，主要需從車門結(jié)構(gòu)優(yōu)化、周邊件結(jié)構(gòu)設(shè)計、密封條結(jié)構(gòu)、密封材料和車門關(guān)閉力五個方面采取相應(yīng)措施。如圖1所示。

2.1 車門結(jié)構(gòu)優(yōu)化

車門的質(zhì)量與汽車的密封性和安全性息息相關(guān)。差質(zhì)量的車門容易發(fā)生變形，導(dǎo)致汽車振動和噪音的擴大，降低汽車密封性能和安全性，用戶乘坐舒適性差。有必要對車門內(nèi)板、外板、窗框、車門鉸鏈等進行綜合性優(yōu)化設(shè)計，改善車門結(jié)構(gòu)。

2.2 車門關(guān)閉力分析與優(yōu)化

車門關(guān)閉力問題一直是國產(chǎn)車設(shè)計研究的短處，直接影響汽車舒適性和密封性。車門關(guān)閉力受車門重力、車門密封膠條、鉸鏈、制造精度、車上孔洞分布、空氣阻力等的影響。通過對汽車車門進行動力學(xué)分析、振動分析、空氣流場分析等，求解車門關(guān)閉力最優(yōu)值。

2.3 密封件結(jié)構(gòu)優(yōu)化

車門上的密封件比較多，包含車門密封條、門框密封條、車窗玻璃導(dǎo)槽密封條、擋水密封條、密封膜等等，密封件的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)劣直接影響車門的密封性。利用有限元法對密封件進行結(jié)構(gòu)分析對改進密封件結(jié)構(gòu)設(shè)計和壓縮性能有很大幫助，優(yōu)化密封件的各處材料分布厚度和形狀，綜合優(yōu)化密封件的變形特性。此外，需要選擇合適的公差，防止密封條安裝過緊或過松情況的出現(xiàn)，密封空隙太小會使車門關(guān)閉力極大提高，而密封空隙太大會使密封件失去應(yīng)有的密封效果。

2.4 采用高性能的密封材料

汽車密封材料主要分為橡膠類和塑料類，兩者從工藝上比較，塑料和熱塑性彈性體材料類密封條制造工藝比橡膠類少了加熱硫化過程，工藝和設(shè)備相對簡單。而單一材質(zhì)的密封件性能一般不是很好，復(fù)合材料制造的密封件性能相對較好，已成為發(fā)展趨勢。在研發(fā)和使用高性能材料制造的密封件時還需兼顧其結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝、環(huán)保性和安全性等因素，以適應(yīng)越來越嚴(yán)格的政策制度和用戶要求。

3 結(jié)束語

汽車車門密封性能直接影響汽車的舒適性、安全性和汽車品質(zhì)，眾多國產(chǎn)汽車在車門密封方面還有很大改進的空間，可從車門結(jié)構(gòu)優(yōu)化、車門關(guān)閉力、密封件結(jié)構(gòu)優(yōu)化和密封材料四個方面改善國產(chǎn)汽車密封性能，提高國產(chǎn)汽車的品質(zhì)和乘車舒適性。

參考文獻：

[1]王少偉，蘭天亮，李夢帆.淺議汽車側(cè)門結(jié)構(gòu)設(shè)計中的CAE應(yīng)用 [J].智能制造，2017（06）：31-39.

[2]賴穎.車門尺寸偏差風(fēng)噪聲形成機理及氣密性分析[J].汽車實用技術(shù)，2018（18）：102-105，111.

[3]廖歡，黃宇量.車門漏水的原因分析及控制措施探討[J].時代汽車，2017（06）：71-72.

[4]李建友.汽車密封條對車門關(guān)門聲品質(zhì)的影響分析[J].北京汽車，2017（06）：41-44.

[5]薛振榮，韓紅飛，王曉虎等.車門密封條VOC性能的改進[J]. 橡塑技術(shù)與裝備，2017，43（04）：56-58.

[6]顧翔.淺談車門橡膠密封條設(shè)計[J].內(nèi)燃機與配件，2018（17）： 65-66.

基金項目：貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院高層次人才科研項目（院科合字G2018009）;貴州省科學(xué)技術(shù)基金項目（黔科合LH字[2014]7529，黔科合LH字[2015]7597，黔科合平臺人才[2017]5502）;畢節(jié)市3D打印技術(shù)應(yīng)用研究中心項目（畢科合字[2017]05）。

作者簡介：許天輝（1979-），男，湖北武漢人，碩士，主要從事數(shù)控技術(shù)研究。

*為通訊作者