汽車氣密性提升方法與研究

賈躍浪 胡鑫 閆寧可 李承然

摘 要：對于當前汽車行業(yè)來說汽車的密封性能對于汽車整車性能來說具有十分重要的影響，汽車密封性是與汽車空調性能、NVH性能、主觀評價以及動力經濟性等具有直接聯(lián)系的。通過采取氣密性測試能夠從一定程度上測量油漆車身及整車的各個泄漏點和泄漏量，其操作方法相對簡單。本研究中主要針對汽車車身設計過程中氣密性提升方法進行深入研究，以提出油漆車身及整車氣密性提升的有效措施。

關鍵詞：汽車 車身 氣密性 方法

1 引言

近年來隨著我國汽車行業(yè)的快速發(fā)展，消費者更加注重駕乘汽車的舒適性及經濟性，在汽車正常運行過程中，動力系統(tǒng)、路面激勵、空氣阻力等形成的噪音會通過車門間隙、前圍板間隙、空調進風口等處進入駕駛室內，進而增加駕駛室內的噪音。如果整車氣密性較好則會改善噪音問題，并且改善雨天進水問題。因此可通過氣密性測試來評價汽車的整車密封性能，通過氣密性貢獻量測試來識別汽車當前密封不良的位置。

2 氣密性測試方法原理分析

氣密性測試裝置可通過變頻風機向車體內吹入或者吸出空氣，進而形成相對穩(wěn)定的壓力工況值，如果車身存在較多泄漏點會快速降低壓力，根據傳感器反饋通過變頻風機的調整用于壓力補給，能夠使壓力重新獲得穩(wěn)定的工況值，即處于當前工況條件下車體泄漏量。應用計算機軟件將實際車體的泄漏量轉換為處于標準氣壓下，溫度為20攝氏度時的汽車泄漏量，即標準泄漏量。氣密性測試可將其分為整車氣密性和油漆車身氣密性的測試，兩種方法基本一致，整車氣密性是通過測試整車的密封性效果，而油漆車身氣密性主要是通過改進油漆車身，進而降低對于整車氣密性產生的影響。

3 影響汽車氣密性的因素及目標定義

對于油漆車身氣密性測試，主要是通過向密封車身內充氣，進而檢測車身的密封性能，以用于評定車身涂膠、空腔隔斷、焊縫的密封性能，進而分析由汽車車身密封性的泄漏量和泄漏點。針對油漆車身密封性常見的問題，包括車身的密封膠，密封性能失效，具體包括涂膠位置與焊接面存在一定的偏離進而導致密封失效，涂膠量不足，未能夠完整填充焊縫進而導致出現密封失效的問題，焊縫搭接面，涂膠長度不足或者無密封膠，在實際操作中會導致密封失效問題的發(fā)生。涂裝密封膠存在密封失效問題，涂膠位置存在一定程度的偏離或者涂膠量不足導致密封失效。密封填料和隔斷塊存在密封失效具體包括鈑金與隔斷塊形面不匹配，隔斷塊和密封填料發(fā)泡之后，為能夠及時堵封孔洞鈑金焊接圓角不匹配或者在設計過程中存在間隙進而導致密封性降低，主要由于部分零部件本身質量造成的，或由于拐角不匹配進而使拐角位置存在較大的焊縫。

對于整車的氣密性測試，相對油漆車身氣密性測試來說方法基本一致，在處于靜止狀態(tài)下關閉車身的門窗，可以在整車其中一個門窗中接入氣密性測試儀器，分別針對內、外循環(huán)下氣體泄漏量進行測試，影響整車氣密性測試的影響因素包括油漆車身氣密性，膠條型面，線束孔塞，車門車窗的配合性，門外把手、三角窗等外飾附件裝配后的孔洞。

對于氣密性的目標定義，一般根據項目的市場定位并結合標桿車的參數，綜合確定。以下為某車型氣密性四、五級目標（圖1）。

4 提升汽車氣密性的方法

首先對于油漆車身氣密性，在提升中可以采取下列方法：第一，對于涂膠位置與焊接面存在一定偏離導致密封性的問題，機器涂膠時可采取及時調整機器人的參數使涂膠軌跡調整到合適位置;人工涂膠時，由于工作人員操作不穩(wěn)定，可以采用設計涂膠導向工具，進而能夠對涂膠位置進行技術規(guī)范。第二，對于涂膠量不足導致密封失效的問題，在拐角位置由于焊縫較大，這種情況下需要適當增加涂膠的直徑，同時檢查鈑金焊接面是否合格、工裝定位是否正確。第三，對于焊縫搭接面無密封膠或者密封長度不足的問題，這種情況下均由于人工操作失誤會導致密封失效。具體改進過程中可通過氣密性設備測定泄漏點之后，明確規(guī)范圖標的位置長度，配合機器人及時調整參數。第四，對于空腔隔斷、密封填料導致的密封失效問題，具體來看對于鈑金孔洞與隔斷膠塊孔洞不匹配的問題，可通過數模設計與實際造車數據比較進行設計。密封填料和空腔隔斷發(fā)泡之后未能夠及時堵封孔洞，這對于這種情況需要適當控制發(fā)泡材料的發(fā)泡倍率，結合實際車間烘烤溫度曲線進行分析，實際來看，發(fā)泡材料的發(fā)泡倍率應當控制好。通過具體測試結果發(fā)現，對于某車型發(fā)泡倍率越小，這種情況下很難及時密封孔洞，調大發(fā)泡倍率之后會出現發(fā)泡應力過大，而使隔斷膠塊骨架位置發(fā)生偏離，進一步導致密封不嚴，并且發(fā)泡倍率較大時也會導致發(fā)泡材料透水率增加，降低密封性能。第五，鈑金焊接面不匹配進而使密封性能降低，對于該問題需要從零部件的質量，鈑金焊接面設計以及員工操作等多個方面進行提升，以確保合理設計、平臺穩(wěn)定性、零部件質量達標、員工標準操作。第六，對于油漆車身氣密性提升，具體過程控制中除需要合理設計方案之外，同時還需要做好質量控制，由于工作人員設備物料等各環(huán)節(jié)均會出現問題，因此需要對整個過程進行實時監(jiān)控，管理人員需要制定有效的質量控制，除在工段內員工互檢，工程師抽檢，在不同制造階段內有質量部門做好質量檢驗，如下所示為汽車制造的過程環(huán)節(jié)圖。

其次對于整車氣密性來說，在提升中可以采取下列方法：第一，對于門窗泄漏量在質量控制過程中需要調整門窗，同時還需要做好密封膠條型面，密封膠條裝配等各方面的控制，尤其在門窗配合過程中除需要注重外表面配合之外，同時內間隙控制也會從一定程度上影響最終的密封條性能。第二，各個孔洞密封堵塞以及貼片裝配到位，比如由于下一工序被其他零部件裝配覆蓋，進而導致質量檢測部門無法進行檢測，這種情況下，車間內部需要設置護檢工序進行質量確認。第三，通風道和管路密封到位，在水管，空調管裝配過程中需要確保居中裝配，要求鈑金密封膠塞和密封泡沫棉平整貼合，不能出現皺褶，尤其對于一些隱蔽部位應當高度重視氣密性測試。

5 車型設計與制造控制提升氣密性的具體案例分析

某汽車制造廠，某車型整車氣密性設計目標值為≤130SCFM，通過改進空腔隔斷質量，零件質量優(yōu)化，調整車身焊裝密封膠、涂裝密封膠，整車通風零件質量改進裝配過程控制等方面，最終能夠使整車的氣密性降低到95SCFM。

6 小結

總而言之，在本研究中通過具體實驗分析驗證，在整車氣密性改進過程中對于油漆車身和整車氣密性提升的方案是切實可行的。相對來說，在油漆車身氣密性測試過程中，需要對側門洞、后背門洞進行單獨封堵處理，需要多次進入駕駛室內進行處理，同時需要舉升機作為支撐，因此比整車氣密性測試復雜。近幾年國內自主品牌受合資車企的影響，逐步開始整車氣密性的研究和應用，隨著消費者對汽車舒適性能的提升，未來整車氣密性測試工作將會受到更高的重視。

參考文獻：

[1]劉禹呈，周杰，李濤.關于汽車車身泄壓閥及整車氣密性對關門能量的影響研究[J].汽車零部件，2019，129（03）：51-53.

[2]王前選，胡哲龍，梁習鋒.軌道車輛車內壓力與車體氣密性、側墻剛度、車外壓力變化的關系研究[J]. 五邑大學學報：自然科學版，2018，32（04）：39-46.

[3]王愛國.一種油漆車身氣密性測試方法及更改方案分析[J].裝備維修技術，2018，167（03）：44-53.