車門內水切升降異響分析及設計優(yōu)化

周銀

（漢騰汽車有限公司，上饒 334100）

主題詞：車門 內水切 異響 玻璃下降 壓縮載荷撓度

1 前言

隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車NVH性能越來越受到消費者的關注。主機廠對于整車異響問題的解決已迫在眉睫，各類由密封件造成的異響問題已成為主機廠及供應商需要共同面對且亟待解決的難題[1-2]。異響是指非正常、不必要的聲音，這些聲音令乘客感到厭煩、不安或不愉悅[3]。

汽車車門內水切密封條（以下稱內水切）是一種安裝在車門車窗內側彌補車門鈑金與門護板、門護板與玻璃間隙的零件，作為功能零件主要起到裝飾、降噪、防塵作用[4]。本文主要針對玻璃在下降過程（如圖1）中內水切異響問題，通過斷面設計優(yōu)化和參數控制手段解決此異響。

2 內水切結構形式

2.1 按照生產工藝劃分

按照密封條生產工藝劃分，內水切可分為2種結構形式。

圖1 玻璃下降過程

（1）PP+TPV復合擠出（如圖2）

圖2 PP+TPV復合擠出工藝斷面

（2）金屬骨架+軟性材料共擠（如圖3）

圖3 金屬骨架+軟材料共擠工藝斷面

目前市場上采用第1種的較多，特別是日韓系車型最為普遍，此結構形式主要優(yōu)點是生產便捷、成本低、重量輕。

2.2 按照安裝形式劃分

按照安裝形式劃分，內水切可分為2種結構形式。

（1）安裝在車門鈑金上（如圖2/圖3）

（2）安裝在門護板上（如圖4）

圖4 內水切安裝在門護板上斷面

第2種安裝形式的內水切只能選用金屬骨架+軟性材料共擠工藝。目前市場上多采用第1種，后者由于門護板與玻璃間隙精度差，容易導致內水切裝配后披風與玻璃干涉量不均，易引起密封不良、升降異響等。

3 案例分析及設計優(yōu)化

3.1 詳細故障問題描述

某車型在批量生產過程中出現(xiàn)內水切升降異響，所屬環(huán)境為夏季高溫高濕，異響聲音為“咕嚕咕嚕”聲，四門均出現(xiàn)過異響，異響主要特征如下。

（1）整車裝配完成后，升降玻璃出現(xiàn)異響；

（2）裝配后無異響，但是過完淋雨線出現(xiàn)異響；

（3）玻璃在上升時無異響，下降時出現(xiàn)異響；

（4）長時間升降，異響會減輕或者消失，放置一段時間異響復現(xiàn)；

（5）玻璃內側擦水或者擦滑石粉配置的溶液，異響明顯減輕或者消失；放置較長時間后，擦滑石粉配置的溶液方案改善依然明顯，有輕微異響或無異響。

3.2 異響原因分析

通過上述現(xiàn)象可以初步判定異響是由于內水切斷面結構問題或者披風表面與玻璃發(fā)生位移導致披風上下竄動與玻璃摩擦導致；由于內水切密封條披風為軟性材料（如圖5），易出現(xiàn)在本體骨架晃動時局部內應力過大。

圖5 異響車型內水切斷面

在保證車門鈑金間隙、各周邊件單件質量的前提下，針對密封條結構進行調整驗證，確定最終永久解決的措施。

3.2.1 披風絨帶

披風絨帶均采用貼絨方式，繞毛直立度更穩(wěn)定，從而摩擦系數也就更穩(wěn)定，異響風險更小。通過選用帶涂層的絨帶和無涂層的絨帶進行對比發(fā)現(xiàn)（見表1），無涂層絨帶裝車效果更好，對異響起到一定的幫助，有涂層的由于生產的不穩(wěn)定性因素，導致表面與玻璃接觸時受力不均，反而更容易異響。前期設計圖紙定義為噴涂絨帶。

表1 不同絨帶異響發(fā)生率

3.2.2 壓縮載荷撓度（CLD）

通過確定無涂層絨帶對異響有一定改善后，又通過測量故障件CLD值（設計定義總壓載：（3.5±1.5）N/100 mm）發(fā)現(xiàn)，下披風CLD值遠遠大于上披風CLD值，往往下披風力值越大、異響發(fā)生概率更高；所以在采用無涂層絨帶的前提下，通過優(yōu)化斷面、調整內水切上下披風CLD值（如圖6）進行驗證。

經過實車驗證發(fā)現(xiàn)（見表2），通過調整優(yōu)化斷面及上下披風CLD值，異響消失，此方案可行。經此確定下披風壓載力值過大，會造成斷面結構固定不穩(wěn)定，造成下披風內應力過大，在玻璃下降時，披風出現(xiàn)上下滑動與玻璃摩擦異響。

圖6 內水切CLD值監(jiān)測

表2 披風不同CLD值異響發(fā)生率

3.3 斷面設計優(yōu)化

3.3.1 斷面優(yōu)化

在原斷面基礎上，進行細節(jié)優(yōu)化，優(yōu)化后斷面的細節(jié)內容如見圖7。

圖7 內水切優(yōu)化前后斷面

（1）絨帶取消涂層，牌號3N-915（絨毛規(guī)格：0.6 mm×3.3 D（密度單位旦尼爾，1D=1g/9 000 m）），原涂層絨帶具有不穩(wěn)定因素，反而增加了異響發(fā)生的概率；

（2）披風外形優(yōu)化的更加飽滿，使得斷面披風與玻璃線接觸，增大接觸面積，使升降過程披風受力更穩(wěn)定；

（3）披風角度調整到25°，減小夾角有利于披風受力的及時傳遞，減小異響風險；建議披風變形后與玻璃夾角不大于30°；

（4）將卡接處3個支撐唇調整為2個，增加內水切與鈑金的牢固度，3個支撐點擠出工藝不穩(wěn)定的情況下，反而會使得與鈑金面接觸變成點接觸；

（5）PP骨架由原來的2 mm調整到2.2 mm，有效的提升PP骨架的卡接牢固度，使得在升降過程中，內水切骨架不繞鈑金止口翻轉轉動；

（6）下披風支撐筋結構調整，優(yōu)化后結構有利于生產時定型模具對骨架的更好定型，確保了披風角度的穩(wěn)定。

3.3.2 技術參數優(yōu)化

通過對實車的不斷調整驗證，部分技術參數得到了進一步的優(yōu)化，優(yōu)化參數如下：

（1）上披風壓載1.1～3 N/100 mm；

（2）下披風壓載0.9～2 N/100 mm；

（3）上披風壓載＞下披風壓載。

4 結束語

內水切異響問題目前已經是各大主機廠面臨的難題，需要對整個升降系統(tǒng)及結構設計做深入細致的研究。本文優(yōu)化設計斷面，是經過多個車型不斷驗證總結優(yōu)化后的最佳結果，以后新項目可采用通用化的斷面規(guī)避異響風險，使內水切升降異響問題在項目前期設計階段得到有效解決。