赵 震

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230000）

关于某MPV车型整车气密性提升的优化设计

赵 震

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230000）

整车气密性直接影响NVH、空调制冷制热等性能，是决定整车舒适度的重要因素。文章通过气密性试验测得某M车型的气密性相关参数，并通过优化结构及设计，最终实现整车气密性的提升。

气密性；NVH；漏气量；密封处理；优化

CLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)10-90-04

引言

随着汽车技术的发展和消费者生活水平的提高，汽车内部的舒适性越来越受到重视，而舒适性与整车气密性密切相关。气密性产生的直接影响有：1、外部灰尘、有害气体和湿气的渗入量；2、空调的制冷制热效果；3、NVH隔音降噪效果；因此改善整车气密性是提高汽车品质和客户满意度的必由之路。本文以某款MPV车型为例，通过气密性检测试验来识别漏气问题点、制定气密性目标，并重点论述了优化设计方案。

1、气密性

1.1 相关术语

1.1.1 整车气密性

指车辆在驾驶员门、乘客门、尾门、侧窗、空调等紧闭情况下乘员舱的密封性能。

1.1.2 漏气量

指在气密性试验中，在某静压下通过风管本体结构及其接口，单位时间内泄露出的空气体积量，单位为m³/h或立方英尺每分钟SCFM。

1.2 气密性检测

1.2.1 检测方法与设备

目前，测量整车气密性的方法主要有两种，一种是恒压法，一种是减压法，恒压法即车体内部加压，在所充入的计量空气与车体漏气量之间可以建立起所需的压力平衡，计量空气的流量就是车体的漏气量，充气量越小，气密性就越好；减压法即车体内部加压，一直到预定的压力为止，然后关闭进气阀，内压即衰减，测定从预订的高压力值降低至低压力值所需的时间，时间越长，气密性就越好。目前国内主机厂应用于乘用车气密性检测方法多为恒压法，试验设备为整车气密性测试台，输出结果为漏气量（m³/h），如图1所示。此外，利用烟雾发生器还可以很直观地识别漏气点的位置，再通过胶带密封的方法可以测量每个泄露点的泄漏量多少。

图1 整车气密性测试台

图2 整车气密性测试台工作结构简图

整车气密性测试台主要由输入/显示、工控机、PLC控制器、气动装置和气源等5部分组成，试验台的输入/显示部分实现人机对话，操作人员通过工控机设定相关参数，PLC控制器根据参数指令控制气动及气源部分，从而自动完成整个检测过程。

通过节流方程还可以计算车身泄露面积大小。

(Q为流量、αD为流量系数、A为泄露面积、Pi为车内压力、Pμ为外部压力、β为空气密度）

1.2.2 气密性指标设定

气密性指标的设定是基于同类竞争车型（标杆车）之间的比较而建立的。根据漏气量的多少来衡量整车气密性的好坏，在同等压强及外部条件下，漏气量越小，相对整车气密性就越好。

通过对比标杆车气密性来设定达成指标，试验分别测得了M车及三款标杆竞品车的气密性相关参数，如表1所示。

表1 气密性检测数据对比

图3 气密性检测数据对比折线图

从图3可以看出，M车老状态在不同静压强下漏气量都较多，压强越大，漏气量越多；并且同三款标杆车型相比较，同等压强下M车漏气量明显高出标杆车，差距较大。

通过对比分析标杆车辆车身结构，除了瑞风车为单侧中滑门结构外，M车同现代H1、别克GL8均为双侧中滑门结构，另外综合考虑制造工艺等多方面因素，初步定义M车气密性水平需超过现代H1，并尽量达到别克GL8的水平，气密性指标需满足静压250Pa条件下，漏气量不超过1300m³/h。

1.2.3 关键要素识别

气密性检测试验中，利用烟雾发生器产生的烟雾可以直观地发现整车泄露点位置,如图4所示，再通过胶带密封的方法可以测量每个泄露点的泄漏量多少，如表2所示。

图4 整车漏气点示意图

表2 关键要素识别清单

2、气密性优化方案

本章节重点论述在涂胶、空腔旁路密封、孔贴/孔塞三个方面上的优化改进对整车气密性提升的作用。

2.1 涂胶

汽车制造过程中，车身一些部位需在焊装、涂装进行涂胶处理，以达到密封效果。焊装用胶主要有点焊密封胶和折边胶等，点焊密封胶主要应用于两层钣金之间的搭接面，导电性良好，能保护焊点，并且能较好的密封钣金之间的缝隙；涂装用胶主要有焊缝密封胶、PVC抗石击涂料等，焊缝密封胶主要应用于白车身内、外表面的焊缝及不规则的孔洞中，以保证焊缝和孔洞处的密封效果。另外，对于白车身结构较复杂处的焊缝来说，可以采用点焊密封胶和焊缝密封胶双重处理，以实现更好的密封效果。

2.1.1 后轮包处密封优化方案

泄露原因分析：后轮包处为侧围外板和侧围内板两层钣金搭接结构，由于制造工艺不能满足两层钣金之间的完全无缝贴合，导致钣金之间有不规则的配合间隙，从而使气体通过搭接间隙泄露出来。

优化方案：1、焊装车间，在两层板搭接面上增加点焊密封胶处理；2、涂装车间，在搭接止口边增加一段焊缝密封胶处理。点焊密封胶和焊缝密封胶的双重密封处理能完全实现密封。断面结构及方案示意图如图5所示。

图5 断面结构及方案示意图

2.2 旁路密封

车身侧围是影响整车气密性最重要的部件之一，外界空气从车身前端进入侧围内部，因侧围内部结构多为空腔体，空气在空腔内部流通，从而贯通整个侧围内部。

旁路密封材料的应用可以实现空腔阻断，使空腔内部不连续，减少空气流通，从而提高气密性。

现在广泛应用的旁路密封材料有2D和3D膨胀胶片两种，如图6；特点如下：1、2D胶片在焊装通过自粘层粘贴在钣金上，发泡材料多为丁基橡胶，经过涂装各个工序的高温使膨胀胶发泡成型（发泡率达到800%）来实现空腔的阻断，2D胶片高温发泡后刚性较差，且若发泡过多会产生流挂，因此多适用于空腔较窄的区域；2、3D胶片适用于空腔较大的区域，3D胶片中部为耐高温塑料PA66的主体骨架（可根据安装部位空腔断面尺寸进行设计），EVA发泡材料附着在骨架外侧，该膨胀胶片一般通过卡扣直接固定在钣金上，经过涂装时发泡材料受热发泡成型从而实现空腔的阻断。膨胀胶边缘与钣金间隙≥5mm，以保证涂装电泳液漏液要求。

图6 片式膨胀胶和骨架式膨胀胶结构示意图

2.2.1 左右中门下导轨处密封优化方案

泄漏原因分析：泄漏入口主要有三个，分别为A、B、C柱内外腔。调查发现，前门槛与B柱内腔下端都有旁路密封，因此入口主要为C柱。车内气体经过安全带卷轴器固定孔及减重孔等进入C柱内外腔。C柱气体向下经过下门槛向前流动，从下导轨与侧围外板搭接处泄漏出去，如图7所示。

优化方案：在C柱距下止口边约290mm处增加旁路密封，待涂装高温发泡膨胀后能够阻断泄露途径，从而阻止C柱气体流向下门槛，如断面F-F。

图7 中门下导轨气体泄漏示意图

F-F断面显示共有5个空腔需要阻断，因此针对5个空腔的不同结构特点开发5种旁路密封材料，如图8所示。

图8 C柱F-F断面旁路密封示意图

外腔1、内腔2——2D胶片

内腔1、内腔3、外腔2——3D胶片

图10 现场实物图

2.2.2 后保杠安装过孔处密封优化方案

泄漏原因分析：车内从安全带卷轴器固定孔及减重孔等进入D柱，D柱与尾横梁腔体间有2处由搭接形成的结构缺口，气体经缺口进入后尾横梁空腔，从后保杠安装过孔泄漏出去，如图11所示。

图11 后保杠安装过孔处气体泄漏示意图

优化方案：在D柱G-G断面结构上增加两处旁路密封，待涂装发泡后将此结构缺口封堵，实现空腔的阻断。

D柱G-G断面结构上增加的2处旁路密封，缺口1处为3D膨胀胶片，缺口2处为2D膨胀胶片，方案如图12所示。

图12 D柱G-G断面旁路密封示意图

2.3 孔贴/孔塞

整个车身上有大量的孔，除了安装孔以外，还有焊装定位孔、工艺避让孔、减重孔和漏液孔等。对于一些影响整车密封的孔，在整车装配过程中都需要封堵处理。一般应用橡胶孔塞、铁孔塞、PVC孔贴和隔音胶片等密封。

2.3.1 发动机舱及地板密封优化方案

试验中发现发动机舱左右舱板漏气严重，经析3D数模发现，有多个圆孔直接与A柱空腔连通，气体和噪声通过孔进入A柱空腔，最终到达车身内部，如图14所示；另外，发动机舱部位属于噪声源头，因此必须要保证发动机舱良好的密封性。

图14 发动机舱处气体泄漏示意图

图15 发动机舱孔贴示意图

另外试验中共识别了地板上的25个漏气的孔位，经分析，这些孔位直接连通车身内部与外界，车辆高速行驶时，气流会从这些孔位高速流进，形成“喇叭口”效应（流入的高速气流与车身钣金发生激烈碰撞、摩擦，产生震动噪声）。

优化方案：将识别的孔在总装流水线用PVC孔贴进行封堵。

2.4 试验验证

对完成改进的新状态M车进行气密性试验检测，试验数据见表5。

表5

对比优化前后M车与三款标杆车气密性水平，如表6所示。

表6

图17 气密性检测数据对比折线图

静压250Pa条件下M车漏气量为1237.0m³/h，达到了最初设定的指标:静压250Pa，漏气量不高于1300m³/h。对比优化前后M车与三款标杆车气密性水平：1、新状态M车在不同压强下漏气量较老状态明显减少；2、在同等压强下，漏气量优于现代H1，基本达到GL8水平。

3、结论

在涂胶、旁路密封、孔贴/孔塞堵孔三方面优化改进来提升气密性水平是可行的、有效的。 此外，本文所论述的优化改进研究主要涉及到白车身方面，在整车气密性提升上存在一定局限性，车门系统等其他模块对整车气密性也至关重要，后期将做进一步研究分析。

[1] 吴卫枫,杜坤.NVH减振降噪材料及技术在汽车车身上的应用.汽车工艺与材料.2008.

[2] 郭文志,李宏华,赵福全.汽车车身侧围空腔膨胀胶填充技术.农业装备与车辆工程.2012.

[3] 于中华,郭磊,侯波,HP-0811型气密性检测试验台及其应用.测控技术,2011.

[4] 梅朝君.气密性在陆风SUV汽车上探究与应用.科技咨询.2009.

On a certain MPV models air-tightness enhance the optimization design for vehicle

Zhao Zhen
( Anhui jianghuai automobile group co., LTD. Technology center, Anhui Hefei 230000 )

Air-tightness directly affects the performance of NVH, air conditioning refrigeration system, and is an important factor to determine the comfort of the vehicle. In this paper, the air-leakage of M was measured by air-tightness test, and the air-tightness of the body was improved by optimizing the structure of the body.

air-tightness; NVH; air-leakage; sealing-treatment; optimization

U462.1

A

1671-7988 (2017)10-90-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.10.030

赵震，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。