班正逸，劉美麗，徐亞楠

引言

汽車(chē)作為最主要的現(xiàn)代化交通工具之一，其車(chē)身防水性能設(shè)計(jì)的好壞將直接影響到用戶(hù)的乘坐舒適性、使用方便性、安全性乃至心情，因此汽車(chē)車(chē)身防水設(shè)計(jì)尤為重要。而車(chē)門(mén)作為用戶(hù)最常使用的功能件，其水路流向及密封設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)直接關(guān)系到產(chǎn)品是否能將雨水阻隔在座艙之外，也直接影響著顧客對(duì)整車(chē)性能好壞的評(píng)價(jià)。因此，掌握車(chē)門(mén)水路流向及其相應(yīng)的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確方法變得尤為重要。

1、車(chē)門(mén)水路流向及要求

1.1 水路流向

如圖1所示，水受初始水流作用力、自身重力、車(chē)輛行駛過(guò)程中氣流的綜合作用力的影響。通常情況下，雨水流向玻璃，大部分沿外擋水條流經(jīng)車(chē)門(mén)外板流走，少部分雨水沿?fù)跛畻l兩端夾角間隙或車(chē)門(mén)外把手流入到車(chē)門(mén)濕腔，后經(jīng)車(chē)門(mén)下端漏水孔流出。

1.2 干濕腔要求

為了便于對(duì)車(chē)門(mén)水路走向及密封設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)的管理，通常對(duì)車(chē)門(mén)進(jìn)行分區(qū)；一般情況下，以車(chē)門(mén)防水膜（或門(mén)模塊）為邊界，將車(chē)門(mén)分為干腔和濕腔（如圖2所示）。設(shè)計(jì)要求車(chē)門(mén)可以流入到濕腔，但是絕對(duì)不允許流入到干腔。車(chē)門(mén)濕腔一般定義為車(chē)門(mén)外板與車(chē)門(mén)內(nèi)板之間的空腔。車(chē)門(mén)干腔一般定義為車(chē)門(mén)內(nèi)板與車(chē)門(mén)內(nèi)飾板之間的空腔。

因?yàn)樗鞯杰?chē)門(mén)濕腔之后，可以通過(guò)車(chē)門(mén)下端的漏水孔將水排放到車(chē)外，而且濕腔和車(chē)門(mén)外界是難以做到完全隔絕的，所以這個(gè)區(qū)域允許水流入，但應(yīng)盡量降低水流入量；而車(chē)門(mén)干腔如果有水流入，則無(wú)法有效排到車(chē)外，卻反而會(huì)通過(guò)內(nèi)飾板與車(chē)門(mén)內(nèi)板鈑金之間的縫隙流入到乘員艙內(nèi)，這是絕對(duì)不允許的。所以車(chē)門(mén)水路密封設(shè)計(jì)的總體要求是：濕腔允許一定量的水流進(jìn)入，而干腔及乘員艙是不允許水流進(jìn)入。

2、車(chē)門(mén)密封設(shè)計(jì)

水流如果想從車(chē)門(mén)外部流入到車(chē)門(mén)濕腔及車(chē)門(mén)干腔，其路徑主要有：擋水條和玻璃、玻璃呢槽前后端的間隙，車(chē)門(mén)外把手和車(chē)門(mén)鈑金的間隙，車(chē)門(mén)防水膜的過(guò)孔，以及車(chē)門(mén)限位器和車(chē)門(mén)鈑金之間的縫隙，車(chē)門(mén)頭道膠條和車(chē)門(mén)鈑金或側(cè)圍鈑金之間的匹配間隙等。

2.1 擋水條和玻璃的密封設(shè)計(jì)

擋水條是與車(chē)門(mén)玻璃直接接觸的部件，分為內(nèi)外兩部分，主要作用是防雨、防塵和隔聲[1]。無(wú)論是內(nèi)擋水條還是外擋水條，其與玻璃接觸壓縮的舌邊的壓縮量通常設(shè)定為玻璃厚度的一半左右，通常該值在1.5mm-2.5mm之間，過(guò)大會(huì)影響玻璃升降，過(guò)小會(huì)導(dǎo)致密封不嚴(yán)。因?yàn)樵搲嚎s量最主要的是要滿足玻璃升降功能及性能保障需求，所以一般會(huì)在升降系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候進(jìn)行綜合計(jì)算及CAE分析后確定。如圖3所示，某車(chē)型的車(chē)門(mén)擋水條的典型斷面結(jié)構(gòu)。

2.2 呢槽和玻璃的密封設(shè)計(jì)

玻璃呢槽主要起密封、減震、裝飾以及玻璃導(dǎo)向的作用。具體而言，玻璃呢槽可以有效防止外部風(fēng)雨、塵土等有害物質(zhì)侵入車(chē)內(nèi)，減小汽車(chē)在行駛中玻璃產(chǎn)生的震動(dòng)以保持車(chē)內(nèi)的乘坐舒適性和清潔性，并使被密封部位或裝置的工作環(huán)境得到改善，工作壽命得以延長(zhǎng)。同時(shí)起到潤(rùn)滑，導(dǎo)向玻璃的作用。

從水流密封的角度，呢槽起到將水只能流入到濕腔，并與干腔完全隔絕的作用。同擋水條類(lèi)似，呢槽的唇邊的壓縮量壓縮量通常設(shè)定為玻璃厚度的一半左右，同時(shí)需綜合考慮唇邊的壓縮負(fù)荷，才能保證獲得良好的密封性能的同時(shí)，玻璃升降性能也能得到保證。

2.3 車(chē)門(mén)外把手和車(chē)門(mén)鈑金的密封設(shè)計(jì)

外把手扣手和車(chē)門(mén)外板鈑金之間，一般會(huì)設(shè)計(jì)有起緩沖和密封作用的墊片。但在扣手和鎖芯罩蓋之間的分縫線處，因?yàn)樾枰o扣手留出足夠的運(yùn)動(dòng)空間，此處往往是車(chē)門(mén)漏水量或漏氣量最大的地方之一；為此，可以將鎖芯罩蓋在分縫線處做一加強(qiáng)筋出來(lái)堵住此處的分縫線來(lái)進(jìn)行優(yōu)化；如果造型允許，也可以將此處的鎖芯罩蓋做成Z型結(jié)構(gòu)，而扣手壓在鎖芯罩蓋上，此種結(jié)構(gòu)密封性最佳。

2.4 車(chē)門(mén)膠條的密封設(shè)計(jì)

車(chē)門(mén)膠條通過(guò)密封膠條的壓縮變形來(lái)主要起到密封、緩沖、穩(wěn)定車(chē)門(mén)和裝飾門(mén)框等作用，可導(dǎo)致用戶(hù)抱怨的問(wèn)題主要是密封失效和車(chē)門(mén)關(guān)閉力大等功能和性能的缺陷[2-3]。通常，推薦采用兩道膠條密封的結(jié)構(gòu)樣式，第一道膠條為主密封，要起到完全隔絕雨水的作用，其壓縮量也要求較大，通常在6mm-8mm之間。

2.5 車(chē)門(mén)防水膜的密封設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)上車(chē)門(mén)內(nèi)板的防水膜，既能起到防止雨水進(jìn)入線束插頭或干腔，也能起到隔聲效果[4]。防水膜密封設(shè)計(jì)需要注意幾點(diǎn)：一、在各種線束穿過(guò)防水膜的地方需要開(kāi)孔，開(kāi)孔盡量避開(kāi)車(chē)門(mén)的減重及安裝工藝過(guò)孔；二、如果開(kāi)孔避不開(kāi)容易水濺到的區(qū)域，需要增加防水簾來(lái)提高防水性；三、車(chē)門(mén)鈑金需要預(yù)留足夠的涂膠面并做出涂膠軌跡引導(dǎo)標(biāo)識(shí)，在防水膜在最下端，車(chē)門(mén)鈑金需有漏水孔，將雨水引導(dǎo)回車(chē)門(mén)濕腔。

3、結(jié)束語(yǔ)

車(chē)門(mén)水路密封設(shè)計(jì)不僅需要考慮好合理結(jié)構(gòu)，還需全面考慮其與周邊件的合理匹配以及合理的選材。本文分析介紹了車(chē)門(mén)水路流向及密封的典型結(jié)構(gòu)形式，詳細(xì)闡述了各種密封的合理匹配關(guān)系，設(shè)計(jì)要點(diǎn)等。正確的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方法和后期充分的試驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)于提高車(chē)門(mén)水路密封設(shè)計(jì)質(zhì)量和性能要求有著重要作用，也是確保整車(chē)開(kāi)發(fā)進(jìn)度和開(kāi)發(fā)質(zhì)量不可缺少的一部分。

[1] 佟炳勇.影響車(chē)門(mén)玻璃升降的原因分析[J]．汽車(chē)工程師,2013(5)：46-49．

[2] 杜克強(qiáng)，張海華．車(chē)門(mén)密封膠條漏水因素以及解決方法[J]．裝備制造技術(shù)，2013(11)：201-203．

[3] 王玉恒.車(chē)門(mén)密封條設(shè)計(jì)研究[J]．上海汽車(chē)，2013(3)：30-33．

[4] 田佳平.新型防水膜在汽車(chē)內(nèi)飾聲學(xué)環(huán)境中的應(yīng)用[J]．汽車(chē)工程師，2011(8)：31-33．