轎車車門密封條的設計研究

劉佳　郝杰

摘 要：轎車車門密封條的主要作用是避免車廂進水、減小對車門的關閉力和車體內的風噪聲等。在設計轎車車門密封條時應充分分析考慮密封條的壓縮過程以及壓縮受力變形。通過非線性有限元分析，加強密封條的壓縮受力特性，不斷完善密封條橫截面形狀。本文針對轎車車門密封條的設計進行深入分析與探究。

關鍵詞：轎車 車門 密封條 設計

轎車車身與閉合件最重要的組成部分是汽車車門密封系統，通常用戶在選購汽車時，對汽車的品質感受取決于汽車車門，汽車車門密封系統對車門的品質有重要的作用，決定汽車的關閉性能是否良好。隨著我國經濟的不斷發展，人們對汽車提出了更高的要求，對汽車的認知逐漸加強，對汽車車門的品質更重視。因此，轎車車門密封系統的設計需要不斷加強。

1 密封系統的整體布置設計

中級以上轎車車門的密封系統由輔助密封、玻璃密封、車門主密封以及車門框副密封四部分組成，車門主密封、玻璃密封、門框副密封是較為常見且不可或缺的，輔助密封根據轎車整體密封性能的相關標準與要求、成本需求等條件進行選擇[1]。在車門內板與門框之間安裝車門主密封起主要密封的作用，影響車內環境的美觀性、內飾邊緣的包裹。玻璃密封主要有玻璃呢槽密封條與內外水切密封條，玻璃呢槽密封條裝在門框內，玻璃在呢槽內滑動，對門框和玻璃之間的間隙進行良好的密封，通常在車門的內外板上卡裝內外水切密封條，玻璃上下滑動并與水切密封條的唇邊貼合，起密封和刮除玻璃上水漬的作用。車門的外邊緣或側圍上安裝輔助密封，有防塵、美觀等作用。

2 車門密封條的工程結構設計

2.1 車門密封條的布置

車門密封條是轎車密封系統關鍵的組成部分，可稱為車門主密封條。通過車門密封條和門框副密封條對車門形成兩道密封，使車門防水、防塵、密封效果優良。一般車門密封條、門框副密封條的布設形成方式分為三種[2]。第一種是中高級轎車中常用的，車門主密封條和門框密封條通過整圈的兩種密封條組合成雙層密封，完整的兩道密封條。第二種是中級轎車中常用的，通過斷開的門框副密封條和完整的車門主密封條組合而成，通常下門檻處門框副密封條會出現斷開的情況，門檻處的內飾板能夠成為內外整體的，減少密封條被踩踏;門框密封條必須要接頭，降低加工精度[3]。第三種通過整圈門框密封條與半圈車門密封條組合而成，車門密封條變為副密封，半圈密封僅在車門門框上部，主密封是門框密封條，整個側圍門洞是連續密封。減少投入成本，降低使用密封系統材料。但密封效果比雙層密封差。

2.2 車門密封條斷面設計

確定車門密封條布置方式后，設計密封條的斷面[4]。密封條通過等截面擠出形成，在整體密封條的設計中，斷面設計是核心，車門密封系統的可靠性取決于斷面。設計車門密封條斷面，應先明確車門的結構類型，常見的車門類型為整體式與分體式[5]。此兩種車門的門框結構有差別，密封的接角方式和安裝方式不同，兩種車門的密封條斷面也不同。

2.2.1 整體式車門密封條斷面

設計此種密封條斷面需要注意：（1）密封條壓縮量A，通常取6毫米左右。（2）密封間隙B，通常取13毫米左右。（3）密封條接觸位置壁厚C，按照密封條斷面不同位置的功能與需求，通常取1～2.5毫米。（4）設計壓潰槽，關閉車門的過程中，密封條沿某一個方向壓縮，表面與側圍鈑金貼合，密封更穩定可靠。

2.2.2 分體式車門密封條斷面

分體式車門的門框和內板焊接，門框分段焊接，焊接部位有尖角，密封條在尖角位置接角[6]。門框與內板安裝密封條的方式不同，門框上卡裝在門框的凹槽中，利用卡扣裝在內板上，門框上部伸出的防水密封連接車門密封條。分體式車門密封條應至少有兩個不相同的擠出斷面，利用注塑接角連接不同的斷面。

2.3 車門密封條切口設計

為符合車身鈑金造型，擠出條斷面不能完全符合車身密封性要求，要在相應位置去除多余材料，利用接角工藝造型進行彌補。設計合理的密封條切口為接角工藝做好準備。

設計密封條切口，首先去除擠出條與車身干涉部分，保證與車身鈑金卡接固定及支撐的長度。然后，不破壞密封面及密封唇邊，保證最終密封產品車身安裝合理。最后，避免接角模具分型線影響密封面外觀等，綜合接角位置的設計，避免接角位置膠料過厚造成注塑后外觀面收縮，避免切口設計不合理、接角注塑時擠出條支撐不到位造成溢膠等問題，滿足工藝性要求。

2.4 車門密封條接角設計

因車身外形線條限制及車門造型復雜多變，車門處不同位置要采用不同功能性的密封條。車門上不同位置需安裝不同斷面及材料的密封條，同時要與之形成一個整體，對連接位置進行接角。密封條的安裝對密封條接角的設計也有影響，密封的可靠性和美觀性有聯系[7]。密封條的接角主要有6個作用：第一，與密封條不同的斷面進行連接，因壓縮方向、安裝方式等不同，車門密封條至少有兩個不同的斷面，各斷面都是擠出加工成型，密封條接角注塑將不同斷面連接成一個整體。第二，密封條在車門尖角形成過度，分體式車門通過門框進行分段焊接成形為尖角區域，區域中密封條接角成穩定、可靠的密封。第三，遮蔽車門的門框之間、門框和內板之間的焊縫，確保美觀性。第四，通過接角造型，完成一些擠出條不能滿足功能位置的密封要求。第五，接角造型與門口飾板裝飾物等搭接良好，起到隔水密封的作用。第六，為迎合車身弧線造型，有些接角造型作為擠出的延伸起到順延車身線條的作用。

2.5 車門密封條材料選擇

車門密封材料分為本體主料和附件輔料。當前車門密封條的主要本體原料由三元乙丙橡膠（EPDM）組成，EPDM由乙烯、丙烯單體加入少量非共軛二烯烴聚合而成，聚合物分子主鏈上無不飽和雙鍵，在支鏈上引入不飽和雙鍵，有抗紫外線、耐熱性、耐候性等。使用過程中，在三元乙丙橡膠中融入防護、補強、硫化等材料成為不同硬度的發泡海綿膠。以車門密封條斷面各個位置的需求與功能為基礎，車門密封需要硬度不同的發泡海綿膠或密實膠，密封的支撐位置與卡裝位置的密實膠，質地較硬且密度較大。在壓縮密封位置的發泡膠應有一定壓縮性。車門密封條還需要很多輔料，如：安裝密封條的卡扣，一般是塑料件，選用POM材料;密封條接角固定鑲嵌件，密封條接角上進行組裝或預埋，選用ASA材料;用膠帶固定密封條接角，膠帶通常為3M，根據相關標準對厚度進行選擇;密封條局部區域泡棉，在密封條接角且縫隙易露位置等起輔助密封作用，選用聚氨酯防水泡棉，結合實際情況選擇不同密度。密封條表面通常有涂層，車門密封條的部分密封性能取決于密封條表面涂層，可降低密封表面磨損，防止密封條表面老化，避免密封條與車身摩擦造成異常響聲。

3 結束語

綜上，車門密封條是車門密封系統重要部件之一。車門密封條有隔音、防水、減震等作用，能夠提高汽車內部環境和用戶體驗舒適度。汽車工業不斷發展，密封條各方面優勢與作用日益凸顯。因此，相關人員應不斷優化、完善密封條的整體設計，確保轎車的行駛品質和整體質量。

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