MPV白車身氣密性試驗方法及原理研究*

汪德強，蔡德明，黃祖朋，廖毅，劉進，李淑英

MPV白車身氣密性試驗方法及原理研究*

汪德強，蔡德明，黃祖朋，廖毅，劉進，李淑英

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

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

MPV；白車身；氣密性；原理

引言

近幾年MPV車型競爭激烈，提高MPV車型的乘坐舒適性是各整車企業(yè)提高產(chǎn)品競爭力的重要方法之一。白車身氣密性是提升整車舒適性重要途徑之一，提高白車身氣密性能可以降低車內(nèi)噪音、提高熱能管理和防水防塵性能、延長整車壽命，給用戶提供一個舒適的環(huán)境。

為提高車輛密封性能，日本、英國和德國等在60-80年代建立了氣密性實驗室，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)試驗方法與試驗標準。近20年，我國汽車行業(yè)通過與國外合作，在汽車氣密性研究取得了一定進步，然而總體而言，我國在此領(lǐng)域的技術(shù)還相對較弱[1]。為此，本文提出了一種MPV白車身氣密性試驗方法及原理，期望為國內(nèi)同行提供借鑒。

1 試驗設(shè)備和器材

1.1 設(shè)備簡介

氣密性試驗涉及多個設(shè)備：1）升降試驗臺架，一般用舉升機，用于放置白車身，底部密封操作和觀察底部的泄露程度；2）氣密性檢測設(shè)備（圖1A），設(shè)備帶輸送風(fēng)管和壓力計，用于氣流的輸送、氣密性的檢測、壓力調(diào)試、泄露值讀?。?）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）帶孔有機玻璃（圖1D），用于氣密性設(shè)備與白車身的進氣口連接。

圖1 氣密性試驗主要設(shè)備圖

1.2 試驗器材

氣密性檢測設(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。

其他小器材，如塑料薄膜和密封膠帶用于白車身門洞和功能空的密封，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設(shè)備和煙霧發(fā)生器的啟動。

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身前門框的有機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設(shè)備的PRESSURE（壓力）端口連接。通風(fēng)管的一端與前門框的有機玻璃的大孔連接，另一端與氣密性檢測設(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)窺鏡主要用于試驗前確認白車身腔體內(nèi)的隔斷塊狀態(tài)是否異常。

2 試驗原理和說明

2.1 試驗原理

白車身氣密性試驗分為正壓法試驗和負壓法試驗。所謂正壓法，是通過鼓風(fēng)機向白車身內(nèi)輸送氣體，讓車內(nèi)的氣壓高于車外的大氣壓，通過分析當(dāng)時輸送氣體量Q1和車內(nèi)壓力P的情況，判定出白車身的泄漏量Q2，或?qū)⑿孤┝縌2轉(zhuǎn)化為當(dāng)量泄漏孔徑（等效孔徑）D來衡量白車身的氣密性，白車身氣密性試驗原理如圖3所示。負壓法則相反，主要利用車內(nèi)氣壓低、車外高氣壓來測試白車身氣密性[2-3]。

圖3 白車身氣密性試驗原理圖

Q1：風(fēng)道進氣量，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 試驗說明和結(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）整車在平時使用工況下，車內(nèi)氣壓最高不會達到0.36inWC（90Pa），超過這個壓力人體會不適。用0.50inWC（125Pa）壓力下的泄漏值來衡量汽車氣密性比較合理，高于0.50inWC（125Pa）壓力的泄漏值只能說明氣密性特點，不能用作衡量汽車氣密性的主要依據(jù)。

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

△Qk = Qk2-Qk1 （1）

白車身的氣密性指的是在0.50inWC（125Pa）壓力下白車身的初始泄漏量Qc，如果初始泄漏量Qc大于項目設(shè)定的目標值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 白車身氣密性的泄漏嚴重度的定義

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

表1 白車身氣密性泄露嚴重度劃分表

3 結(jié)語

本文對MPV白車身的氣密性試驗方法進行了研究，介紹了氣密性試驗設(shè)備和器材的連接順序，說明了氣密性試驗原理和試驗條件，重點介紹了白車身氣密性和某個泄露源的泄漏量的測試方法，并闡述了白車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行了嚴重度的定義，為實車試驗進行量化和嚴重程度進行了標準定義，可根據(jù)嚴重度快速決策需整改的區(qū)域[6]。作為一種新的氣密性試驗方法，能高效的找出泄露嚴重的區(qū)域并提出整改，實現(xiàn)了白車身密封性能設(shè)計，從車身結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝過程質(zhì)量管控、生產(chǎn)現(xiàn)場作業(yè)執(zhí)行等各環(huán)節(jié)保證白車身密封方案準確、有效、穩(wěn)定實施。

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

[2] 吳澍平.江鈴V3 型汽車車身氣密性提升方法研究[D].長春:吉林大學(xué),2011.

[3] 新紅英.基于差壓式流量計原理的整車氣密性檢測[J]:2009中國汽車工程學(xué)會年會論文集.

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

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

[6] 賈躍浪.汽車氣密性提升方法與研究[J].時代汽車,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

A

1671-7988(2021)02-113-03

汪德強，男，新能源汽車密封工程師，就職于上汽通用五菱汽車股份有限公司，研究方向為新能源汽車白車身密封。

廣西創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展專項自助項目（桂科AA18242039）；柳州市科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計劃資助項目（2018AD20501）。