車門內(nèi)擋水異響影響因素及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

陳宗好，時(shí)西芳，潘英

（1.奇瑞汽車股份有限公司，安徽 蕪湖 241009；2.富卓汽車內(nèi)飾有限公司，安徽 蕪湖 241009）

設(shè)計(jì)研究

車門內(nèi)擋水異響影響因素及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

陳宗好1，時(shí)西芳1，潘英2

（1.奇瑞汽車股份有限公司，安徽 蕪湖 241009；2.富卓汽車內(nèi)飾有限公司，安徽 蕪湖 241009）

本文主要針對(duì)玻璃升降過(guò)程中由于內(nèi)擋水條造成的異響問(wèn)題進(jìn)行分析研究，介紹了內(nèi)擋水條異響影響因素及其相關(guān)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并結(jié)合具體案例分析，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)解決異響問(wèn)題，從而論證關(guān)鍵設(shè)計(jì)因素的重要性。

異響；玻璃升降；內(nèi)擋水；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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

1、引言

密封條是汽車的重要零部件之一，被廣泛應(yīng)用于車門、車窗（含天窗）、車身、發(fā)動(dòng)機(jī)艙和后備（行李）箱等存在間隙的部位，具有防雨、防塵、減震、降噪、裝飾等功能，常用材料為EPDM、TPV、PVC等。

密封條系統(tǒng)作為整車一大重要組成部分，其性能的好壞對(duì)整車的美觀性、舒適性等起著重要的作用。隨著汽車消費(fèi)日趨成熟化，客戶越來(lái)越看重舒適和靜音，密封條的異響問(wèn)題也日益受到客戶的關(guān)注，抱怨呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，各類由密封件造成的異響問(wèn)題已成為主機(jī)廠及供應(yīng)商需要共同面對(duì)且亟待解決的質(zhì)量問(wèn)題。

2、密封條異響的位置及類型

2.1 密封條的常見(jiàn)異響位置

一般情況下全車密封條系統(tǒng)容易產(chǎn)生異響區(qū)域有：

1）側(cè)門玻璃升降區(qū)域，此區(qū)域主要是玻璃升降過(guò)程中，玻璃與玻璃導(dǎo)槽或內(nèi)外擋水摩擦產(chǎn)生的異響；

2）門蓋與車身之間的密封區(qū)域，此區(qū)域主要有開(kāi)關(guān)門異響（粘連聲、摩擦聲、排氣聲）以及行車過(guò)程中密封條泡管與車身鈑金相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生的摩擦異響。

因密封條異響產(chǎn)生的原因多為系統(tǒng)性的問(wèn)題，比較復(fù)雜，故本文只針對(duì)容易出現(xiàn)異響的內(nèi)擋水做闡述，其它密封件的異響在本文不做具體介紹。

2.2 內(nèi)擋水常見(jiàn)的異響類型

一般玻璃升降過(guò)程中，內(nèi)擋水容易產(chǎn)生兩種類型的異響，一種是摩擦異響，即玻璃與內(nèi)擋水絨毛之間摩擦發(fā)出的異音，多表現(xiàn)為“吱吱”“唧唧”聲，玻璃上升及下降過(guò)程均會(huì)出現(xiàn)；另一種是共振異響，即內(nèi)擋水在玻璃升降過(guò)程中不穩(wěn)定，相關(guān)結(jié)構(gòu)與周邊件敲擊，多表現(xiàn)為“咕咕”聲，一般僅在玻璃下降過(guò)程中出現(xiàn)。

3、內(nèi)擋水異響影響因素及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

異響產(chǎn)生原因通常比較復(fù)雜，在初期斷面分析階段就需要認(rèn)真考量每一個(gè)可能產(chǎn)生異響的細(xì)節(jié)，從零部件結(jié)構(gòu)及布置上做充分的校核。

3.1 材料組成

內(nèi)擋水的結(jié)構(gòu)類型一般有：PVC+鋼骨架共擠、TPV+PP骨架共擠、EPDM+鋼骨架共擠、TPV+鋼骨架共擠等。

PVC材料保持性較差，披風(fēng)壓載力受環(huán)境影響變化大，比較容易出現(xiàn)異響類問(wèn)題，故在成本容許的條件下推薦使用既輕又環(huán)保的TPV+PP共擠機(jī)構(gòu)。

3.2 裝配方式

內(nèi)擋水裝配方式一般有兩種，一種是內(nèi)擋水與門護(hù)板裝配在一起，如圖1所示；另一種結(jié)構(gòu)是內(nèi)擋水直接卡在門鈑金止口邊上，如圖2所示。第一種內(nèi)擋優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，缺點(diǎn)是受護(hù)板的裝配關(guān)系影響，功能尺寸不易控制，且響聲更容易被護(hù)板放大；第二種內(nèi)擋水優(yōu)點(diǎn)是裝配穩(wěn)定，擋水與玻璃之間功能尺寸鏈短，較易控制，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。在成本容許的條件下，本文推薦第二種裝配方式。

3.3 擋水穩(wěn)定性

針對(duì)上述推薦的第二種安裝方式的內(nèi)擋水，在設(shè)計(jì)卡接結(jié)構(gòu)時(shí)，要考慮整個(gè)擋水的穩(wěn)定性。因玻璃升降過(guò)程中，玻璃與披風(fēng)的存在摩擦力及壓載力，且這些力是不斷變化的，變化的力會(huì)造成擋水出現(xiàn)抖動(dòng)，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，很容易造成由于擋水抖動(dòng)產(chǎn)生與鈑金的高頻敲擊聲。

通常情況下，建議防脫結(jié)構(gòu)要軟硬結(jié)合，要既能保持卡緊力，又要確保在發(fā)生振動(dòng)時(shí)，是軟與硬的接觸，而不是硬碰硬的觸碰。如圖2中，限位凸臺(tái)均為硬質(zhì)，容易發(fā)生異響。

3.4 披風(fēng)形狀

理論設(shè)計(jì)上，玻璃面是個(gè)圓弧面，為了保證內(nèi)擋水披風(fēng)在玻璃升降過(guò)程中，始終保持線面接觸，故在進(jìn)行內(nèi)擋水披風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，要確保與玻璃接觸的面是圓弧面，即在斷面上表現(xiàn)為多個(gè)R角連接。線面接觸的好處是可以保證玻璃在升降過(guò)程中玻璃與擋水條的摩擦力相對(duì)穩(wěn)定，不容易出現(xiàn)異響。

披風(fēng)設(shè)計(jì)中除了考慮披風(fēng)與玻璃線面接觸，還要考慮披風(fēng)在壓載力及摩擦力的作用下，Z向不能發(fā)生蜷縮，即盡可能保證披風(fēng)只存在旋轉(zhuǎn)，規(guī)避Z向位移，如圖2中，披風(fēng)下部拐點(diǎn)不清晰，很容易出現(xiàn)披風(fēng)Z向竄動(dòng)，導(dǎo)致異響出現(xiàn)。

3.5 壓載力

內(nèi)擋水的披風(fēng)壓載力不能太大也不能太小，太大一是會(huì)造成璃升降系統(tǒng)阻力過(guò)大，玻璃升降困難，二是易產(chǎn)生玻璃與擋水披風(fēng)的摩擦異響；太小則對(duì)玻璃的夾持松弛，玻璃不穩(wěn)定，升降及關(guān)門品質(zhì)感較差。一般情況下內(nèi)擋水的壓載力定義為3～5N/100mm為宜。

3.6 摩擦系數(shù)

內(nèi)擋水與玻璃接觸的披風(fēng)通常會(huì)植絨處理，絨毛本身的材質(zhì)、粗細(xì)及植絨的工藝都會(huì)影響到絨毛的摩擦系數(shù)，在壓載力一定的情況下，摩擦系數(shù)越大，阻力越大，產(chǎn)生異響的可能性就會(huì)越大，在對(duì)絨毛摩擦系數(shù)進(jìn)行設(shè)定時(shí)，一般要求<0.3。

3.7 唇邊與玻璃的干涉量Q

升降過(guò)程中玻璃是靠導(dǎo)槽及內(nèi)外擋水披風(fēng)的夾持來(lái)保證其穩(wěn)定性的，穩(wěn)定性越好，發(fā)生異響的概率就會(huì)越小。唇邊與玻璃的干涉量的設(shè)定要根據(jù)玻璃導(dǎo)槽的結(jié)構(gòu)（從導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)可以識(shí)別出玻璃在導(dǎo)槽中最大的容許偏移量，本文不詳述）并加上玻璃本身的輪廓度公差、擋水本身的公差及鈑金的公差綜合考慮。一般情況下，在壓載力容許的條件下，Q值至少保證一個(gè)玻璃厚度比較穩(wěn)妥，如圖1中所示。干涉量太小，會(huì)造成玻璃升降過(guò)程中玻璃與披風(fēng)的貼合不穩(wěn)定，間斷性接觸，有異響的風(fēng)險(xiǎn)。

3.8 唇邊與玻璃的夾角α

內(nèi)擋水披風(fēng)與玻璃的夾角α，如圖1中所示，夾角過(guò)大時(shí)，在玻璃下降過(guò)程中，披風(fēng)容易被玻璃帶下翻，造成異響，通常設(shè)計(jì)要求α<40度為宜。

3.9 披風(fēng)變形空間

升降過(guò)程中，玻璃在車寬方向相對(duì)于擋水條安裝面，一般都會(huì)有波動(dòng)，故在布置及校核擋水披風(fēng)時(shí)，應(yīng)確保披風(fēng)有足夠的變形空間，在變形區(qū)間內(nèi)不能有硬點(diǎn)存在，否則會(huì)在升降過(guò)程中存在壓載力突變的問(wèn)題，從而造成擠壓異響。通常在校核該處空間時(shí)，需要系統(tǒng)地計(jì)算玻璃擺動(dòng)量，在這個(gè)擺動(dòng)量下，校核玻璃極限狀態(tài)披風(fēng)變形狀況下的周圍空間情況，一般情況下需要模擬玻璃朝車內(nèi)偏2.5mm狀態(tài)下，擋水上下披風(fēng)變形后不存在硬點(diǎn)干涉。

4、異響解決案例

4.1 故障描述

某款車型在試制過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)玻璃升降過(guò)程存在異響，后經(jīng)排查，發(fā)現(xiàn)異響是由內(nèi)擋水產(chǎn)生，存在異響問(wèn)題的車輛有如下現(xiàn)象：

◇ 正常裝配后存在異響；

◇ 正常裝配后無(wú)異響，過(guò)淋雨線后異響出現(xiàn)；

◇ 正常裝配且淋雨后均無(wú)異響，車輛放置一段時(shí)間后異響出現(xiàn)；

◇ 高濕環(huán)境下異響較明顯；

◇ 玻璃上升、下降過(guò)程中均有響聲，上升為“唧唧”聲，下降為“咕咕”聲。

4.2 異響原因分析

通過(guò)上述故障現(xiàn)象，上升存在“唧唧”聲且濕態(tài)響聲明顯，說(shuō)明是摩擦力過(guò)大，下降“咕咕”聲，說(shuō)明結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，或者是披風(fēng)Z向有位移。

4.2.1 上升異響

用壓力測(cè)試儀對(duì)故障車門的披風(fēng)壓載力進(jìn)行實(shí)車測(cè)量，如圖3所示，在玻璃降到下至點(diǎn)、升到中部及升到上止點(diǎn)三個(gè)狀態(tài)下，測(cè)量前、中、后三處披風(fēng)對(duì)玻璃的壓載力，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1；通過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)各狀態(tài)力值都偏大，有些點(diǎn)的力值是設(shè)計(jì)狀態(tài)的10倍以上，異常明顯。初步判定，玻璃升降過(guò)程中，內(nèi)擋水的披風(fēng)變形空間不足，存在干涉硬點(diǎn)。

檢查設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，如圖2所示，發(fā)現(xiàn)內(nèi)擋水上披風(fēng)距離PP硬質(zhì)骨架距離較近，當(dāng)玻璃向車內(nèi)偏移到時(shí)，上披風(fēng)有可能會(huì)與硬質(zhì)骨架干涉，使壓載力突變，發(fā)生硬摩擦異響。通過(guò)實(shí)車測(cè)量，玻璃升降過(guò)程中，玻璃的最大擺動(dòng)量約為2.5mm，CAE分析顯示當(dāng)玻璃偏移2.5mm時(shí)，上披風(fēng)與PP骨架干澀，如圖4所示。

4.2.2 下降異響

通過(guò)圖2故障車斷面分析，發(fā)現(xiàn)擋水條限位結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，PP骨架與鈑金存在敲擊的風(fēng)險(xiǎn)，最下面的限位凸臺(tái)容易敲擊鈑金；其次披風(fēng)形狀不好，容易發(fā)生Z向竄動(dòng)，如圖4中所示，玻璃下降過(guò)程中，上下披風(fēng)在Z向均有變形。

4.3 斷面改進(jìn)

改進(jìn)后的斷面如圖5所示，改進(jìn)點(diǎn)有：

a）披風(fēng)下移，增加披風(fēng)變形空間；

b）披風(fēng)形狀變飽滿，使披風(fēng)與玻璃線面接觸；

c）根部加強(qiáng)，避免披風(fēng)Z向竄動(dòng)；

d）增加軟限位，避免硬碰硬。

經(jīng)過(guò)上述整改后，困擾多時(shí)的異響問(wèn)題得到有效解決。

5、結(jié)論

異響問(wèn)題是個(gè)綜合性的系統(tǒng)問(wèn)題，需要對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)集成做深入細(xì)致的分析研究，在大量案例研究基礎(chǔ)上，總結(jié)出最佳實(shí)踐，并采取通用化設(shè)計(jì)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)因素。同時(shí)，需要建立有效的探測(cè)方法與評(píng)價(jià)體系，在開(kāi)發(fā)前期形成有效的DV驗(yàn)證方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，使異響問(wèn)題 在項(xiàng)目前期得到徹底解決。

[1] 秦偉昌.某型汽車電動(dòng)玻璃升降器異響分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn).檢測(cè)與維修 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

陳宗好，就職于奇瑞汽車股份有限公司。