某汽車隱藏式門把手對整車氣密性的影響分析

摘要：隱藏式門把手作為汽車設計的一大趨勢，在結合工藝美學的基礎上提升了車輛的外觀美感，對車輛空氣動力學方面也進行了一定優化。但隨著隱藏式門把手的不斷應用，它對整車氣密性和駕乘舒適性產生了一定的影響。根據相關標準，采用壓差法中的負壓法，在-150 Pa和-250 Pa兩種壓力下分別對某車型隱藏式門把手彈開、關閉、密封下進行測試，得出三種狀態下的氣密性貢獻量：在-150 Pa壓力下，門把手關閉狀態較彈開狀態下貢獻度為118%，門把手密封狀態較關閉狀態貢獻度為105%；在

-250 Pa壓力下，門把手關閉狀態較彈開狀態下貢獻度為145%，門把手密封狀態較關閉狀態貢獻度為112%。同時，分別在隱藏式問把手正常和密封狀態下，使汽車以60 km/h、90 km/h、120 km/h的車速行駛，測試駕駛員耳旁噪聲，密封后比密封前耳旁噪聲分別低了04 dB、14 dB、21 dB。對整車氣密性試驗及駕駛舒適性試驗比對分析并得出相關結論，對未來整車氣密性分析研究及優化設計提供一定的參考。

關鍵詞：隱藏式門把手；氣密性；負壓法；舒適性

中圖分類號：U461" 收稿日期：2024-11-11

DOI：1019999/jcnki1004-0226202503018

1 前言

隨著科技的不斷發展與進步，汽車行業迎來了新一輪的技術革新，新能源汽車越來越受到消費者的青睞，其保有量也逐漸增加。同時消費者對于汽車的定位與要求也逐漸增強，相對于傳統汽車的結實耐用，他們也更需要考慮汽車的安全性、欣賞性、舒適性等。伴隨新的美學設計，以及空氣動力學的原理加持，隱藏式門把手逐漸應用于各主流車型上面，同時它帶來的科技感和美觀性也越來越受到消費者的喜愛。由于隱藏式門把手的隱藏與相關性能，相較于傳統門把手，它對于汽車整車氣密性會產生較大的影響。

根據團體標準中對于氣密性檢測的相關要求，選擇壓差法中的負壓法，在-150 Pa和-250 Pa兩種壓力下分別對某車型隱藏式門把手彈開、關閉、密封三種狀態下進行測試，對不同壓力不同狀態下測試出的數據進行匯總，將三種狀態下的氣密性貢獻量進行分析處理，得出相應的結論與思考。同時，為了測試駕乘舒適性，分別保持隱藏式問把手正常和密封狀態，在汽車以60 km/h、90 km/h、120 km/h的車速行駛下，測試駕駛員耳旁噪聲，對得出的數據進行總結分析。

2 整車氣密性要求

整車氣密性主要體現在整車、白車身等各個方面。白車身作為汽車構造的關鍵部件，其氣密性直接影響汽車的結構安全性和耐用性。白車身作為車輛的基礎結構，其密封性能不足可能導致外部水分和塵土進入車內，進而影響車內電子設備的正常運行，增加腐蝕風險，縮短車輛的使用壽命[1]。氣密性不足也會影響汽車空調系統的效率，增加能耗，導致車輛的整體性能與續航能力下降。同時，氣密性不足還可能導致車身強度下降，影響車輛的安全性。隨著汽車產業的發展與消費的升級，消費者對于汽車的舒適性要求更高，整車氣密性對舒適性發揮重要的作用。整車氣密性較好不僅能保證氣壓泄漏量，有效隔絕氣味，還能提高整車NVH性能，保證乘員的乘坐體驗。因此，整車氣密性對于汽車設計及乘員主觀評價至關重要。

3 試驗要求

31 試驗設備

311 氣密性儀器

氣密性儀器主要由氣密性檢測儀、PVC硬板、氣管、氣密性檢測工裝、直線往復傳送裝置及機架等部分構成。差壓式氣密性檢測儀的測試步驟分為充氣、穩壓、測試和排氣4個階段。氣密性檢測工裝固定在直線往復傳送裝置上。機架包括下機架與保護罩，下機架包括PLC控制系統、氣路控制系統。

差壓式氣密性檢測儀的測試步驟分為充氣、穩壓、測試和排氣4個階段，壓差法檢測原理如圖1所示[2]。

312 聲級檢測儀器

聲級計[3]是噪聲測量中最基本的使用儀器，由傳聲器、前置放大器、衰減器、放大器、頻率計權網絡以及指示表頭等部分構成。

聲級計的工作原理為：由傳聲器將聲信號轉換成電信號，放大器將電信號變換阻抗，使傳聲器與衰減器相匹配。放大器將輸出信號加到計權網絡，對信號進行頻率計權（或外接濾波器）處理，然后再經衰減器及放大器將信號放大到一定幅值，傳到有效值檢波器（或外按電平記錄儀），在指示表頭上體現出噪聲聲級的具體數值。

計權網絡是為了模擬人耳聽覺在不同頻率下的不同靈敏性，在聲級計內設有一種能夠模擬人耳的聽覺特性，將電信號修正為與聽感近似值的網絡。計權（又叫加權）參數是對頻響曲線進行了一些加權處理后測得的參數，以區別于平直頻響狀態下的不計權參數。根據所使用的計權網絡不同，分別稱為A聲級、B聲級和C聲級，單位記作dB（A）、dB（B）和dB（C）[4]。

同時，為了精確測量聲級數值，提高測量的準確性，測量前應對聲級計進行校對。

32 試驗環境

環境因素對氣密性試驗結果的影響是至關重要的。溫度、濕度和壓力等環境因素的變化可能直接影響密封材料的性能，進而影響汽車的氣密性。溫度影響整車的密封材料，導致材料的彈性性能及膨脹系數發生變化，對氣密性效果產生影響，故試驗應選擇在常溫下進行，保證試驗數據的準確性；濕度過高，導致材料會吸水膨脹，縫隙變大，氣密性效果降低，故應保證試驗在一定濕度下進行，降低對試驗測量精度的影響；壓力過大會導致材料變形，從而影響密封效果，試驗應在接近標準氣壓下進行。綜上所述，在進行氣密性試驗時，必須嚴格控制測試環境的各項環境因素，保證試驗結果的可靠性、精確性、準確性。

33 試驗規范

為了保證試驗數據的一致性，在測量不同壓力、不同車速時，應保證其他變量一致。

采用壓差法，在-150 Pa和-250 Pa兩種壓力下分別對某車型隱藏式門把手彈開、關閉、密封下進行測試時，應保證其他變量一致，除了隱藏式門把手的三種狀態，在兩種壓力狀態下，其他的參數，如密封位置、車內空調、試驗樣車等均應一致；在對駕駛員進行耳旁噪聲測量時，在隱藏式門把手密封前和密封后兩種狀態，在60 km/h、90 km/h、120 km/h的車速下，聲級計測量點的位置、駕駛員坐姿等參數應保持一致。

4 試驗開展

41 試驗原理

測試設備通過變頻風機向汽車車體內吹入或抽出空氣，形成一個穩定的、所需要的壓力工況值。當汽車車體有泄露時，壓力會下降，此時根據傳感器實時檢測的壓力數據來調整變頻風機，進行壓力補給，以使壓力重新達到一個穩定的、所需要的工況值，此時通過變頻風機所補給的風量即為當前工況下汽車車體的泄漏量。再通過軟件計算，將實際泄漏量轉換為一個標準大氣壓下溫度為20 ℃時的泄漏量，即標準泄漏量[5]。

42 試驗思路

如圖2所示，將某車型置于試驗室內，安裝氣密性裝置，啟動設備，按照壓差法中的負壓法進行測試，選擇在-150 Pa和-250 Pa兩種壓力下分別將隱藏式門把手彈開、關閉、密封，在三種狀態下測試氣密性泄漏量，通過對測試出的數據進行分析，得出三種狀態下的氣密性情況。選擇平坦道路，由駕駛員駕駛某車型，分別在隱藏式門把手正常和密封兩種狀態下，分別以60 km/h、90 km/h、120 km/h的車速行駛，測量駕駛員耳旁噪聲數值，并進行數據分析。

43 試驗開展

431 氣密性泄漏量測試

在試驗室內，將樣車置于氣密性儀器旁，關閉所有門窗，空調選擇內循環模式，將樣車側后排乘員窗戶打開，采用布基質膠帶對車身過孔、裝配孔進行遮蔽。剪切PVC硬板，用布基質膠帶沿門框進行密封。在門一側PVC硬板上開孔，將氣密性檢測儀的氣管和壓力傳感器連接到車身上。氣密性設備安裝示意圖見圖3。

設備連接完成后，對車輛進行檢查，檢查完畢后，開啟設備，采用壓差法中的負壓法進行試驗，將設備分別在-150 Pa和-250 Pa兩種壓力下進行，在隱藏式門把手彈開、關閉、密封三種狀態下測定漏氣量，同時，對設備顯示的結果進行記錄，氣密性泄漏量數值顯示，氣密性試驗泄漏量如圖4所示。

432 乘員舒適性測試

選擇平坦測試道路，由駕駛員駕駛某車型以60 km/h、90 km/h、120 km/h的車速行駛，在隱藏門把手正常狀態下和密封狀態下分別進行測試，密封狀態如圖5所示，對聲級計顯示的數值進行記錄，聲級計測量耳旁噪聲試驗照片如圖6所示。

44 試驗數據

441 氣密性泄漏量結果

根據測試需求，在隱藏式門把手彈開、關閉、密封三種狀態下，測量壓力-150 Pa和-250 Pa下的氣密性泄漏量，記錄泄漏量數值見表1。

442 駕駛員耳旁噪聲數值

根據測試需求，在隱藏式門把手兩種狀態下，測量駕駛員在60 km/h、90 km/h、120 km/h車速下的耳旁噪聲，記錄聲級計數值見表2。

45 結果分析

根據表1得出的相關數據，得出氣密性泄漏量與隱藏式門把手狀態之間的關系，結論如下：

a隱藏式門把手保持同樣狀態下，增大測試壓力，會導致泄漏量增加。

b同樣的測試壓力下，隱藏式門把手彈開、關閉、密封三種狀態下，泄漏量不斷降低。

c在-150 Pa壓力下，門把手關閉狀態較彈開狀態下，貢獻度為118%；門把手密封狀態較關閉狀態貢獻度為105%；在-250 Pa壓力下，門把手關閉狀態較彈開狀態下，貢獻度為145%；門把手密封狀態較關閉狀態貢獻度為112%。

d隱藏式門把手對整車密封性有一定的影響。

同樣，根據表2得出的相關數據，得出駕駛員耳旁噪聲與車速及隱藏式門把手狀態之間的關系，結論如下：

a隱藏式門把手保持同樣狀態下，某車型車速增加，駕駛員耳旁噪聲增大。

b將某車型保持在同一車速，隱藏式門把手密封前和密封后，駕駛員耳旁噪聲降低。

c在60 km/h、90 km/h、120 km/h車速下，密封后比密封前耳旁噪聲分別低了04 dB、14 dB、21 dB。

d隱藏式門把手對乘員舒適性有一定的影響。

由于隱藏式問把手，在不同的時期會呈現出不同的狀態，相對于傳統的門把手，其彈開、關閉及密封下的孔間隙及氣體流動與傳統門把手有一定區別，故呈現出不一樣的氣密性貢獻量。對于隱藏式門把手彈開、關閉、密封三種狀態，由于彈開狀態導致整車與外部空間接觸孔隙變大，故氣密性泄漏量為最大，同時，由于密封條件下，整車與外部無氣體流動，故泄漏量為最小。根據空氣動力學流量計算，在整車同樣的狀態下，車速越高，車內與外部氣流流動越快越多，因此，隨著車速增高，駕駛員耳旁噪聲也會隨之增大。在行駛過程中隱藏式門把手保持關閉狀態，在密封狀態和正常狀態下測試的耳旁噪聲值，由于隱藏式門把手與整車之間存在一定的縫隙，故密封后的聲級計數值要比密封前的低，對乘員舒適性有一定的影響。

5 結語

汽車行業的持續發展，引領著消費升級，消費者的消費要求也進行了轉變。針對越來越受到消費者青睞的隱藏式門把手設計，結合氣密性相關標準，對整車氣密性試驗及舒適性影響進行了分析研究。采用某車型進行氣密性試驗，應用壓差法中的負壓法，在-150 Pa和-250 Pa兩種壓力下分別對某車型隱藏式門把手彈開、關閉、密封下進行測試，通過對測試出的數據進行分析，得出三種狀態下的氣密性貢獻量，并對結果進行分析。在-150 Pa壓力下，門把手關閉狀態較彈開狀態下，貢獻度為118%；門把手密封狀態較關閉狀態貢獻度為105%；在-250 Pa壓力下，門把手關閉狀態較彈開狀態下，貢獻度為145%；門把手密封狀態較關閉狀態貢獻度為112%；同時，對該車型在隱藏式門把手正常和密封狀態下，以60 km/h、90 km/h、120 km/h的車速行駛狀況時，測試駕駛員耳旁噪聲，在60 km/h、90 km/h、120 km/h車速下，密封后比密封前耳旁噪聲分別低了04 dB、14 dB、21 dB。

隱藏式門把手改變了傳統門把手的固定化模式，降低了車身外部凸出，提高了車身美學設計，提高了整車的空氣動力學效果。但隱藏式門把手也會帶來一定的氣密性問題，隨著隱藏式門把手彈開、關閉及密封下的三種狀態，氣密性泄漏量不斷降低，隱藏式門把手對于整車的氣密性泄漏量有著一定的影響；在行駛狀態下的隱藏式門把手，相對于密封下的狀態，對于駕駛員耳旁噪聲也會產生一定的影響。如果整車的當量孔面積過大，導致氣流直接透過未經密封的孔洞或間隙進入車內，影響駕駛乘坐舒適性，在加速或高速行駛工況下，氣密性不良還會使車內噪聲不斷增大和降低通話清晰度。

氣密性工作必須貫穿車型全生命周期，從最初產品設計合理性，到生產階段，再到最后行駛在道路上。通過對隱藏式門把手進行氣密性試驗，得出相關試驗數據并進行總結分析，為產品設計優化及相關生產提供一定的參考，促進產品的改進分析。

參考文獻：

[1]甘進堅汽車膠管氣密性智能檢測技術研究[D]桂林：桂林理工大學，2021

[2]曹先雷，胡習之乘用車轉向燈氣密性檢測設備設計與分析[J]機電工程技術，2022，51（3）：127-131

[3]張紹棟，孫家琪聲級計的原理與應用[M]北京：計量出版社，1986.

[4]謝俊杰汽車電子喇叭綜合性能測試系統的研制[D]哈爾濱：哈爾濱工業大學，2010.

[5]孫文書，孟詳新，程國中淺談乘用車整車氣密性改進[J]汽車實用技術，2016（1）：111-113.

作者簡介：

張海林，男，1992年生，工程師，研究方向汽車法規測試認證。

基金項目：招商局檢測車輛技術研究院有限公司自研項目“乘用車氣密性試驗方法”（24AKC04）