王育棟

（高鐵檢測(cè)儀器有限公司，山東 青島 264000）

汽車的NVH是指在汽車駕乘過程中，駕乘人員感受到的噪聲（Noise）、振動(dòng)（Vibration）和聲振粗糙度（Harshness）。由于以上三者同時(shí)出現(xiàn)且密不可分，因此常把它們放在一起進(jìn)行研究。其中，頻率為30～40 kHz的噪聲主要指駕乘人員聽到的車內(nèi)噪聲；頻率為1～200 Hz的振動(dòng)主要指駕乘人員感受到的來自于轉(zhuǎn)向盤、地板和座椅的振動(dòng)；聲振粗糙度是指噪聲和振動(dòng)的品質(zhì)，是描述人體對(duì)噪聲和振動(dòng)的主觀感受的指標(biāo)，不能直接用客觀測(cè)量方法來度量。

車內(nèi)噪聲通常來自兩個(gè)方面：一是動(dòng)力總成及附件噪聲、輪胎噪聲、風(fēng)噪聲等空氣噪聲向車內(nèi)的傳遞；二是底盤、車身等結(jié)構(gòu)件振動(dòng)傳遞到車廂而引起的結(jié)構(gòu)噪聲。車內(nèi)振動(dòng)主要來自于兩個(gè)方面：一是動(dòng)力總成振動(dòng)向車內(nèi)的傳遞；二是由路面激勵(lì)通過輪胎向車內(nèi)的傳遞。

汽車的NVH是衡量汽車制造質(zhì)量的一個(gè)綜合性指標(biāo)，它給汽車用戶的感受是最直接和最具體的。車輛的NVH是大型整車制造企業(yè)和零部件企業(yè)關(guān)注的問題之一。有統(tǒng)計(jì)資料顯示，整車約有1/3的故障與車輛的NVH有關(guān)，而大型整車制造企業(yè)有近20%的研發(fā)費(fèi)用用在解決車輛的NVH問題上。NVH的研究不僅僅貫穿于整個(gè)汽車的開發(fā)過程，而且貫穿于車輛乘坐舒適性的改進(jìn)過程。由于振動(dòng)和噪聲源往往無法改變或很難在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，因此常通過設(shè)計(jì)優(yōu)化NVH零部件來控制振動(dòng)和噪聲的傳遞路徑，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整車NVH目標(biāo)的控制。

1 汽車橡膠密封條

汽車橡膠密封條是改善汽車NVH性能的重要零部件之一，具有隔音、防塵、防水和減震的作用。汽車橡膠密封條（如圖1所示）種類很多，有門框密封條、車門密封條、車窗玻璃導(dǎo)槽密封條、行李箱密封條、發(fā)動(dòng)機(jī)罩密封條和發(fā)動(dòng)機(jī)艙密封條等。其中車窗玻璃導(dǎo)槽密封條應(yīng)用于車門玻璃周圍，安裝于四門升降玻璃周邊的鋼槽內(nèi)，起到密封車門玻璃作用，防止灰塵、雨水等進(jìn)入車內(nèi)，并降低車外噪聲對(duì)駕乘人員的影響。

圖1 不同種類的汽車橡膠密封條

2 汽車橡膠密封條滑動(dòng)阻力測(cè)試

汽車橡膠密封條滑動(dòng)阻力測(cè)試則是一種新的NVH評(píng)定方法。以車窗玻璃導(dǎo)槽密封條為例，當(dāng)車窗玻璃升降器工作時(shí)，導(dǎo)槽密封條夾持玻璃并施加與玻璃運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦阻力，該摩擦阻力即為滑動(dòng)阻力。滑動(dòng)阻力是車窗玻璃導(dǎo)槽密封條的一個(gè)重要參數(shù)，能直接影響車窗玻璃上下運(yùn)動(dòng)的速度和導(dǎo)槽密封條磨損的速度?；瑒?dòng)阻力過大的密封條會(huì)在使用過程中磨損過快，而密封條磨損到一定程度，會(huì)導(dǎo)致玻璃升降器在升降過程中發(fā)生異響，還會(huì)導(dǎo)致車窗玻璃升降速度變慢或阻滯。

現(xiàn)有技術(shù)對(duì)車窗玻璃導(dǎo)槽密封條的滑動(dòng)阻力測(cè)試通常直接在車門上進(jìn)行，汽車車門如圖2所示。即直接在車門上進(jìn)行車窗玻璃相對(duì)于導(dǎo)槽密封條的重復(fù)移動(dòng)，然后通過傳感器測(cè)試導(dǎo)槽密封條滑動(dòng)阻力，這樣的試驗(yàn)步驟十分繁瑣，效率低，成本也高，而且導(dǎo)槽密封條在不同的環(huán)境溫度下滑動(dòng)阻力不同，因此直接在車門上測(cè)試，導(dǎo)致測(cè)試的車窗玻璃導(dǎo)槽密封條滑動(dòng)阻力不準(zhǔn)確。

圖2 汽車車門示意

下面介紹一種儀器化的汽車橡膠密封條滑動(dòng)阻力測(cè)試儀——滑動(dòng)阻力試驗(yàn)機(jī)及其測(cè)試車窗玻璃導(dǎo)槽密封條滑動(dòng)阻力的測(cè)試方法。該滑動(dòng)阻力試驗(yàn)機(jī)的測(cè)試原理如圖3所示。

圖3 滑動(dòng)阻力試驗(yàn)機(jī)測(cè)試原理示意

滑動(dòng)阻力試驗(yàn)機(jī)主要由伺服電缸驅(qū)動(dòng)裝置、密封條固定平臺(tái)、力量偵測(cè)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)組成。鑒于玻璃升降器的運(yùn)行速度范圍為70～200 mm·s-1（QC/T 636—2014），而電子萬能試驗(yàn)機(jī)的最快運(yùn)行速度為50 mm·s-1，因此滑動(dòng)阻力試驗(yàn)機(jī)如采用伺服馬達(dá)和螺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方式，無法滿足測(cè)試速度要求，而采用伺服電缸控制則可滿足測(cè)試速度要求，同時(shí)可精確控制行程。

在密封條滑動(dòng)阻力測(cè)試時(shí)，摩擦玻璃在導(dǎo)槽密封條中與內(nèi)外唇邊產(chǎn)生摩擦，因此摩擦玻璃在密封條內(nèi)外唇的位置直接影響測(cè)試結(jié)果，可在測(cè)試開始前進(jìn)行調(diào)整，以便測(cè)試摩擦玻璃在不同位置時(shí)密封條的滑動(dòng)阻力。采用滑動(dòng)阻力試驗(yàn)機(jī)測(cè)試車窗玻璃導(dǎo)槽密封條滑動(dòng)阻力時(shí)，密封條摩擦玻璃的裝配如圖4所示。

圖4 滑動(dòng)阻力試驗(yàn)機(jī)中密封條與摩擦玻璃裝配示意

滑動(dòng)阻力試驗(yàn)機(jī)的測(cè)試結(jié)果由計(jì)算機(jī)自動(dòng)制成圖或表并輸出，具體測(cè)試項(xiàng)目包括啟動(dòng)阻力和滑動(dòng)阻力。啟動(dòng)阻力為滑動(dòng)開始時(shí)的最大靜摩擦力，滑動(dòng)阻力則為滑動(dòng)過程中的動(dòng)摩擦力。

摩擦玻璃在不同位置時(shí)密封條的滑動(dòng)阻力測(cè)試實(shí)例如表1所示。表1的數(shù)據(jù)可全面反映摩擦玻璃升降過程中的受力情況。

表1 摩擦玻璃在不同位置時(shí)密封條的滑動(dòng)阻力 N

此外，橡膠密封條的物理性能隨環(huán)境溫度的變化而變化，特別是在低溫環(huán)境中密封條會(huì)硬化，失去彈性，滑動(dòng)阻力提升，因此測(cè)試低溫下橡膠密封條的滑動(dòng)阻力很有必要。此儀器還可配備低溫測(cè)試槽，可測(cè)試橡膠密封條在－30 ℃下的滑動(dòng)阻力，為汽車密封條企業(yè)研究提供更好的幫助。

3 結(jié)語

汽車橡膠密封條滑動(dòng)阻力測(cè)試對(duì)汽車橡膠密封條制造企業(yè)改進(jìn)密封條的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝提供有力幫助。采用滑動(dòng)阻力試驗(yàn)機(jī)測(cè)試汽車橡膠密封條滑動(dòng)阻力避免了以往繁瑣的成品裝車檢測(cè)，有效提高了測(cè)試效率，且具有測(cè)試便捷、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，可以被汽車橡膠密封條行業(yè)廣泛使用。