某轎車白車身密封性能分析與改善

唐 玲

（東風柳州汽車有限公司乘用車技術中心，廣西 柳州545000）

0 引言

汽車密封性對汽車的整體性能產生的直接影響表現為：外部灰塵和濕氣的滲入量；隔音降噪效果，影響乘坐舒適性；空調效果，密封性能差將導致空調系統負荷加重，燃油經濟性能變差。因此，提高整車密封性能既可以為顧客提供一個靜謐、舒適的駕駛環境，又可以改善空調靈敏度。而白車身氣密性是整車氣密性的基礎，如何提高白車身氣密性顯得尤為重要。本文通過某款轎車白車身氣密性試驗，對白車身密封性能進行分析與改善。

1 試驗方法

汽車氣密性試驗也稱為靜態氣密性實驗，一般分為正壓法試驗和負壓法試驗[1]。本文采用正壓法，即通過鼓風機向車內輸送空氣，讓車內的氣壓高于車外的大氣壓，通過分析當時輸送的氣體量（或進氣速率）和車內氣壓情況，來衡量整車的氣密性。

車身泄露測試儀是測試汽車車身氣體泄漏量的儀器，監測氣體進入或者逸出車艙的量。泄露測試儀系統配置包含機械組件（鼓風機、壓差表、空濾、壓力平衡棒、標定校驗環等）和電子組件（氣流量傳感器、氣流量數顯儀、流量電腦、變速馬達等），原理是使用一個裝在鼓風機上的變速馬達來產生氣流，氣流速率通過氣流量傳感器測量，以SCFM（standard cubic foot per minute，標準立方英尺每分鐘）為單位。氣流速率由數字顯示器顯示讀取，該數值即表示車內氣流泄漏量大小。

2 白車身氣密性試驗方案

白車身氣密性試驗在不可控狀態下進行，即封堵四門兩蓋、前后風擋、泄壓閥、空調進氣以及所有與大氣相通的孔洞等孔洞，檢測車身鈑金焊縫和孔隙的泄漏量。試驗設備與白車身試驗簡圖如圖1所示。

圖1 試驗設備與白車身

車輛在日常使用過程中，車內最高氣壓一般不會達到90 Pa，參考行業內整車靜態氣體泄露標準，在對氣密性試驗數據進行比較時，一般采用車內氣壓為125 Pa下氣體的泄露數據[2]。測試時，通過車身泄露測試儀控制車內氣壓，記錄泄露位置及泄漏量。

3 試驗結果分析

3.1 試驗結果

圖2表示初始狀態下（即封堵與大氣相通孔洞），白車身內氣壓由25 Pa依次增加至250 Pa對應的氣流泄露速率。車內氣壓為125 Pa時，氣流泄露速率為89.5SCFM，泄漏量較大。由曲線可知，車內壓力增大時，氣體泄漏量也逐漸增大。同時現場測試表明，該款轎車白車身存在其他未被注意到的泄漏源，主要泄漏源對氣流泄露速率的貢獻量如表1所示。

圖2 整改前車內氣流泄露速率曲線

表1 主要泄漏源試驗結果

3.2 原因分析

汽車白車身在設計、制造工藝（包含沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大工藝）過程中，影響白車身密封性能的主要因素如圖3所示。同時，根據表1的測試泄露數據，經數據檢查、現場跟蹤確認，明確該轎車白車身的具體泄露原因，見表2.

圖3 影響白車身密封性能因素

表2 主要泄漏源原因分析

4 整改方案及驗證

通過對比測試目前市場同類產品密封性能，該款轎車泄漏量偏大，對其進行立項整改。綜合各方面情況，目標設定為白車身車內氣壓為125Pa時，氣流泄露速率小于65SCFM。

4.1 整改方案

根據表2泄露點原因分析結果，泄露主要由結構內部存在與外界連通的孔洞、漏液孔未封堵、現場工人涂膠不良等原因引起。將上述問題歸納為結構設計、制造工藝兩大類問題，聯合質量、工藝、生產等相關部門，對車身的結構、制造工藝進行優化整改，整改方案如表3所示。

表3 結構設計、制造工藝整改方案

4.2 方案驗證

按4.1方案對該款轎車白車身設計結構、制造工藝進行優化和整改后，再次進行氣密性測試，得到該狀態下的氣流泄露速率曲線，如圖4所示。其中，車內氣壓為125 Pa時，氣流泄露速率為38.3SCFM（見圖5），較整改前的89.5SCFM下降約51SCFM，泄漏量大大降低，表明整改措施有效，達到改善目標要求。

圖4 整改前后車內氣流泄露速率曲線對比

圖5 整改后白車身泄漏量（38.3SCFM）

同時，對該轎車整改前后白車身對應的整車狀態作了整車氣密性測試對比，整車氣流泄露速率由原始狀態的185.5SCFM下降至約125SCFM。數據進一步表明，白車身密性性能是否良好直接影響著最終整車氣密性狀態。

4.3 方案固化

該款轎車白車身密封性能改善目標達成后，對整改方案進行固化以及推廣，構建企業白車身密封性能設計、質量、生產一致性控制體系，如圖6所示，從車身結構設計、制造工藝過程質量管控、生產現場作業執行等各個環節保證車身密封方案得到準確、有效、穩定的實施，提升產品的密封質量。

圖6 白車身密封性能一致性控制體系

5 結語

（1）通過車身泄露測試儀對某轎車白車身進行氣密性測試，查找泄漏源并分析原因進行整改后，氣流泄露速率下降約51SCFM，白車身氣密性達到目標要求。白車身泄漏量降低的同時，整車密封性能得到同步改善，說明白車身密封改進方案是必要且可行的。

（2）構建了企業白車身密封性能設計、質量、生產一致性控制體系，從車身結構設計、制造工藝過程質量管控、生產現場作業執行等各環節保證車身密封方案準確、有效、穩定實施。