某型SUV白車身氣密性分析及優(yōu)化

李榮喜，羅克體，韋祖國，許露瑤

（東風柳州汽車有限公司，廣西 柳州 545005）

隨著人們生活水平的日漸提高，客戶對乘用車的要求也不斷提高。在乘用車的各項性能指標中，乘坐舒適性是乘客最為直觀的感受，也是影響客戶購車的重要因素之一。因此，各大主機廠都將噪聲、振動與聲振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness, NVH）作為重要的性能指標。整車氣密性是NVH其中一個指標，也是保證乘坐舒適性的重要一環(huán)，整車氣密性不僅影響整車噪音[1]，還對整車防塵性以及空調(diào)性能有重要的影響，而白車身（含車門及背門）的氣密性又是影響整車氣密性的最主要的部分。因此，白車身氣密性的優(yōu)劣，決定了整車氣密性的好壞[2]。

本文通過對某型運動型多用途汽車（Sport Utility Vehicle, SUV）的白車身氣密性進行煙霧測試以及LeakageMaster泄露路徑仿真分析，并根據(jù)測試和分析的結果，制定相應的密封措施[3]，通過改善白車身氣密性，從而提升整車氣密性，為后續(xù)車型的氣密性開發(fā)提供設計參考。

1 某型SUV整車及白車身氣密性測試

對整車進行氣密性測試，如圖1所示，測出整車以及白車身氣密性泄漏量，并通過煙霧試驗，找出主要泄漏點，以下為整車、白車身以及主要泄漏點的泄漏量如表1所示。

測試條件：室溫下，封堵泄壓閥，空調(diào)調(diào)至內(nèi)循環(huán)狀態(tài)。

測試方法：正壓法，相對壓力125 Pa。

單位：L/min。

表1 整車、白車身和主要泄露點的泄漏量

圖1 整車氣密性測試

2 白車身氣密性的改善及優(yōu)化

2.1 白車身的改善

對白車身進行氣密性測試，如圖2所示，通過煙霧試驗找出白車身的泄漏點，并對白車身進行LeakageMaster泄露路徑仿真分析，最后通過對比仿真分析和試驗的結果，制定經(jīng)濟且有效的密封措施。

1.白車身煙霧試驗及主要泄漏點

表2 白車身主要泄漏點泄漏量

通過對以下測試數(shù)據(jù)進行分析，白車身主要泄漏點是鈑金間的搭接縫隙以及門檻底部鈑金搭接的漏液孔，泄露部位與各個部位泄露量如表2所示。

圖2 白車身氣密測試

2.白車身LeakageMaster泄露路徑仿真分析

LeakageMaster是一款泄露路徑仿真分析軟件，通過仿真分析，可以在軟件上展示氣密性或水密性泄露的路徑[4]。圖3為某型SUV白車身泄露路徑仿真分析結果圖。

圖3 白車身泄露路徑仿真分析截圖

（1）后縱梁/橫梁鈑金搭接縫與后地板兩側(cè)工藝定位孔連通，如圖4所示；

圖4 后地板泄露路徑仿真分析截圖

（2）門檻底部漏液孔與車身內(nèi)部多處鈑金搭接縫以及鈑金開放區(qū)域連通[5]，如圖5所示；

圖5 門檻底部泄露路徑仿真分析截圖

（3）側(cè)圍與輪罩鈑金搭接縫無泄露路徑；

（4）A柱下外側(cè)圍門檻鈑金搭接縫與車身內(nèi)部多處鈑金開放區(qū)域相通，如圖6所示。

3.白車身氣密性提升改善方案

通過煙霧試驗與LeakageMaster泄露路徑仿真分析[6]，白車身優(yōu)化方案如表3所示。部分漏液孔或減小車門漏液孔的面積的方式提升整車氣密性。該型SUV采用的改善措施是增加堵蓋，并在堵蓋上設計排水孔。通過減小漏液孔的面積降低泄漏量，從而達到提升氣密性的目的。圖7為某型SUV采用密封方案，表5為前車門改善前后漏液孔的泄漏量。

表3 白車身氣密性優(yōu)化方案

圖6 A柱下側(cè)圍與門檻泄露路徑仿真分析截圖

4.改善前后白車身氣密性泄露量對比

經(jīng)以上措施改善后，白車身氣密性泄漏量大幅降低，具體泄漏量如表4所示。

圖7 車門密封方案與密封堵蓋結構示意圖

表4 改善前后白車身氣密性測試結果

2.2 車門漏液孔的改善

1.四車門漏液孔

在車門底部，基本都設計有漏液孔。主要是為了滿足兩個功能：（1）滿足涂裝瀝液的要求；（2）滿足下雨或用戶洗車時，可將進入車門內(nèi)部濕區(qū)的水及時排出。高端的車型，車門一般采用內(nèi)密封模式（車門濕區(qū)與干區(qū)間采用集成式護板密封）。該模式氣密性較好，但成本較高，不適合較經(jīng)濟的車型。對于較經(jīng)濟的車型，車門濕區(qū)與干區(qū)間一般采用防水膜進行隔離。由于防水膜上存在線束及拉索過線孔，氣密性較差，而且也是整車氣密性泄漏量大的重要原因。故對一般車型，做好車門漏液孔的密封，是提升整車氣密性的一個重要途徑。

用戶正常使用車輛時，進入車門濕區(qū)的水分較少。車門漏液孔的數(shù)量及大小一般由涂裝瀝液的節(jié)拍決定。可通過在總裝增加密封堵蓋來封堵

表5 改善前后車門漏液孔氣密性泄漏量對比

2.背門漏液孔

背門漏液孔和前車門漏液孔的功能類似，但背門進水量較小，一般采用密封部分漏液孔的措施提升氣密性，密封性較好的車型可將漏液孔全部密封，以提升整車氣密性。圖8為某型SUV背門采用了密封堵蓋封堵兩側(cè)漏液孔，保留中間漏液孔用于排水的方案來改善氣密性，表6為背門改善前后漏液孔的泄漏量。

圖8 背門密封方案與密封堵蓋結構示意圖

表6 改善前后背門漏液孔的泄漏量

3 新車型白車身氣密性設計開發(fā)建議

通過以上白車身密封性的改善措施，白車身氣密性降至781.4 L/min，某型SUV整車氣密性泄漏量降至2 349.8 L/min，改善效果明顯。以下為總結經(jīng)驗，希望能給后續(xù)的白車身氣密性開發(fā)提供一些參考：

（1）白車身泄露量主要來自鈑金縫隙以及門檻底部漏液孔，對于鈑金的縫隙，應在滿足工藝的前提下，盡量減小鈑金搭接縫，為后續(xù)涂膠密封提供良好的保障。如若縫隙過大，可能會導致無法通過涂膠密封或涂膠不良，密封性無法保證；而對于門檻底部漏液孔，漏液孔處應采用錯邊設計，以便后續(xù)涂膠密封。

（2）對于前后車門以及后背門，在滿足涂裝排液要求的前提下，應盡量減小漏液孔的尺寸。如單門漏液孔數(shù)量≥3，可將中間漏液孔的設計尺寸加大，兩端漏液孔的設計尺寸減小，車身經(jīng)涂裝后，在總裝用堵蓋封堵中間漏液孔，保留兩端漏液孔排液。如漏液孔數(shù)量≤2，可在總裝用帶排水口的堵蓋封堵，在滿足排水的前提下，盡量減小泄露面積。

（3）對于新車型開發(fā)，設計階段應采用仿真分析等手段查找泄露點，并制定有效的密封措施。