车门水路流向及密封设计的探讨

班正逸，刘美丽，徐亚楠

引言

汽车作为最主要的现代化交通工具之一，其车身防水性能设计的好坏将直接影响到用户的乘坐舒适性、使用方便性、安全性乃至心情，因此汽车车身防水设计尤为重要。而车门作为用户最常使用的功能件，其水路流向及密封设计开发直接关系到产品是否能将雨水阻隔在座舱之外，也直接影响着顾客对整车性能好坏的评价。因此，掌握车门水路流向及其相应的密封结构设计的正确方法变得尤为重要。

1、车门水路流向及要求

1.1 水路流向

如图1所示，水受初始水流作用力、自身重力、车辆行驶过程中气流的综合作用力的影响。通常情况下，雨水流向玻璃，大部分沿外挡水条流经车门外板流走，少部分雨水沿挡水条两端夹角间隙或车门外把手流入到车门湿腔，后经车门下端漏水孔流出。

1.2 干湿腔要求

为了便于对车门水路走向及密封设计进行系统的管理，通常对车门进行分区；一般情况下，以车门防水膜（或门模块）为边界，将车门分为干腔和湿腔（如图2所示）。设计要求车门可以流入到湿腔，但是绝对不允许流入到干腔。车门湿腔一般定义为车门外板与车门内板之间的空腔。车门干腔一般定义为车门内板与车门内饰板之间的空腔。

因为水流到车门湿腔之后，可以通过车门下端的漏水孔将水排放到车外，而且湿腔和车门外界是难以做到完全隔绝的，所以这个区域允许水流入，但应尽量降低水流入量；而车门干腔如果有水流入，则无法有效排到车外，却反而会通过内饰板与车门内板钣金之间的缝隙流入到乘员舱内，这是绝对不允许的。所以车门水路密封设计的总体要求是：湿腔允许一定量的水流进入，而干腔及乘员舱是不允许水流进入。

2、车门密封设计

水流如果想从车门外部流入到车门湿腔及车门干腔，其路径主要有：挡水条和玻璃、玻璃呢槽前后端的间隙，车门外把手和车门钣金的间隙，车门防水膜的过孔，以及车门限位器和车门钣金之间的缝隙，车门头道胶条和车门钣金或侧围钣金之间的匹配间隙等。

2.1 挡水条和玻璃的密封设计

挡水条是与车门玻璃直接接触的部件，分为内外两部分，主要作用是防雨、防尘和隔声[1]。无论是内挡水条还是外挡水条，其与玻璃接触压缩的舌边的压缩量通常设定为玻璃厚度的一半左右，通常该值在1.5mm-2.5mm之间，过大会影响玻璃升降，过小会导致密封不严。因为该压缩量最主要的是要满足玻璃升降功能及性能保障需求，所以一般会在升降系统设计的时候进行综合计算及CAE分析后确定。如图3所示，某车型的车门挡水条的典型断面结构。

2.2 呢槽和玻璃的密封设计

玻璃呢槽主要起密封、减震、装饰以及玻璃导向的作用。具体而言，玻璃呢槽可以有效防止外部风雨、尘土等有害物质侵入车内，减小汽车在行驶中玻璃产生的震动以保持车内的乘坐舒适性和清洁性，并使被密封部位或装置的工作环境得到改善，工作寿命得以延长。同时起到润滑，导向玻璃的作用。

从水流密封的角度，呢槽起到将水只能流入到湿腔，并与干腔完全隔绝的作用。同挡水条类似，呢槽的唇边的压缩量压缩量通常设定为玻璃厚度的一半左右，同时需综合考虑唇边的压缩负荷，才能保证获得良好的密封性能的同时，玻璃升降性能也能得到保证。

2.3 车门外把手和车门钣金的密封设计

外把手扣手和车门外板钣金之间，一般会设计有起缓冲和密封作用的垫片。但在扣手和锁芯罩盖之间的分缝线处，因为需要给扣手留出足够的运动空间，此处往往是车门漏水量或漏气量最大的地方之一；为此，可以将锁芯罩盖在分缝线处做一加强筋出来堵住此处的分缝线来进行优化；如果造型允许，也可以将此处的锁芯罩盖做成Z型结构，而扣手压在锁芯罩盖上，此种结构密封性最佳。

2.4 车门胶条的密封设计

车门胶条通过密封胶条的压缩变形来主要起到密封、缓冲、稳定车门和装饰门框等作用，可导致用户抱怨的问题主要是密封失效和车门关闭力大等功能和性能的缺陷[2-3]。通常，推荐采用两道胶条密封的结构样式，第一道胶条为主密封，要起到完全隔绝雨水的作用，其压缩量也要求较大，通常在6mm-8mm之间。

2.5 车门防水膜的密封设计

传统上车门内板的防水膜，既能起到防止雨水进入线束插头或干腔，也能起到隔声效果[4]。防水膜密封设计需要注意几点：一、在各种线束穿过防水膜的地方需要开孔，开孔尽量避开车门的减重及安装工艺过孔；二、如果开孔避不开容易水溅到的区域，需要增加防水帘来提高防水性；三、车门钣金需要预留足够的涂胶面并做出涂胶轨迹引导标识，在防水膜在最下端，车门钣金需有漏水孔，将雨水引导回车门湿腔。

3、结束语

车门水路密封设计不仅需要考虑好合理结构，还需全面考虑其与周边件的合理匹配以及合理的选材。本文分析介绍了车门水路流向及密封的典型结构形式，详细阐述了各种密封的合理匹配关系，设计要点等。正确的设计开发方法和后期充分的试验验证，对于提高车门水路密封设计质量和性能要求有着重要作用，也是确保整车开发进度和开发质量不可缺少的一部分。

[1] 佟炳勇.影响车门玻璃升降的原因分析[J]．汽车工程师,2013(5)：46-49．

[2] 杜克强，张海华．车门密封胶条漏水因素以及解决方法[J]．装备制造技术，2013(11)：201-203．

[3] 王玉恒.车门密封条设计研究[J]．上海汽车，2013(3)：30-33．

[4] 田佳平.新型防水膜在汽车内饰声学环境中的应用[J]．汽车工程师，2011(8)：31-33．