汽车气密性提升方法与研究

贾跃浪 胡鑫 闫宁可 李承然

摘 要：对于当前汽车行业来说汽车的密封性能对于汽车整车性能来说具有十分重要的影响，汽车密封性是与汽车空调性能、NVH性能、主观评价以及动力经济性等具有直接联系的。通过采取气密性测试能够从一定程度上测量油漆车身及整车的各个泄漏点和泄漏量，其操作方法相对简单。本研究中主要针对汽车车身设计过程中气密性提升方法进行深入研究，以提出油漆车身及整车气密性提升的有效措施。

关键词：汽车 车身 气密性 方法

1 引言

近年来随着我国汽车行业的快速发展，消费者更加注重驾乘汽车的舒适性及经济性，在汽车正常运行过程中，动力系统、路面激励、空气阻力等形成的噪音会通过车门间隙、前围板间隙、空调进风口等处进入驾驶室内，进而增加驾驶室内的噪音。如果整车气密性较好则会改善噪音问题，并且改善雨天进水问题。因此可通过气密性测试来评价汽车的整车密封性能，通过气密性贡献量测试来识别汽车当前密封不良的位置。

2 气密性测试方法原理分析

气密性测试装置可通过变频风机向车体内吹入或者吸出空气，进而形成相对稳定的压力工况值，如果车身存在较多泄漏点会快速降低压力，根据传感器反馈通过变频风机的调整用于压力补给，能够使压力重新获得稳定的工况值，即处于当前工况条件下车体泄漏量。应用计算机软件将实际车体的泄漏量转换为处于标准气压下，温度为20摄氏度时的汽车泄漏量，即标准泄漏量。气密性测试可将其分为整车气密性和油漆车身气密性的测试，两种方法基本一致，整车气密性是通过测试整车的密封性效果，而油漆车身气密性主要是通过改进油漆车身，进而降低对于整车气密性产生的影响。

3 影响汽车气密性的因素及目标定义

对于油漆车身气密性测试，主要是通过向密封车身内充气，进而检测车身的密封性能，以用于评定车身涂胶、空腔隔断、焊缝的密封性能，进而分析由汽车车身密封性的泄漏量和泄漏点。针对油漆车身密封性常见的问题，包括车身的密封胶，密封性能失效，具体包括涂胶位置与焊接面存在一定的偏离进而导致密封失效，涂胶量不足，未能够完整填充焊缝进而导致出现密封失效的问题，焊缝搭接面，涂胶长度不足或者无密封胶，在实际操作中会导致密封失效问题的发生。涂装密封胶存在密封失效问题，涂胶位置存在一定程度的偏离或者涂胶量不足导致密封失效。密封填料和隔断块存在密封失效具体包括钣金与隔断块形面不匹配，隔断块和密封填料发泡之后，为能够及时堵封孔洞钣金焊接圆角不匹配或者在设计过程中存在间隙进而导致密封性降低，主要由于部分零部件本身质量造成的，或由于拐角不匹配进而使拐角位置存在较大的焊缝。

对于整车的气密性测试，相对油漆车身气密性测试来说方法基本一致，在处于静止状态下关闭车身的门窗，可以在整车其中一个门窗中接入气密性测试仪器，分别针对内、外循环下气体泄漏量进行测试，影响整车气密性测试的影响因素包括油漆车身气密性，胶条型面，线束孔塞，车门车窗的配合性，门外把手、三角窗等外饰附件装配后的孔洞。

对于气密性的目标定义，一般根据项目的市场定位并结合标杆车的参数，综合确定。以下为某车型气密性四、五级目标（图1）。

4 提升汽车气密性的方法

首先对于油漆车身气密性，在提升中可以采取下列方法：第一，对于涂胶位置与焊接面存在一定偏离导致密封性的问题，机器涂胶时可采取及时调整机器人的参数使涂胶轨迹调整到合适位置;人工涂胶时，由于工作人员操作不稳定，可以采用设计涂胶导向工具，进而能够对涂胶位置进行技术规范。第二，对于涂胶量不足导致密封失效的问题，在拐角位置由于焊缝较大，这种情况下需要适当增加涂胶的直径，同时检查钣金焊接面是否合格、工装定位是否正确。第三，对于焊缝搭接面无密封胶或者密封长度不足的问题，这种情况下均由于人工操作失误会导致密封失效。具体改进过程中可通过气密性设备测定泄漏点之后，明确规范图标的位置长度，配合机器人及时调整参数。第四，对于空腔隔断、密封填料导致的密封失效问题，具体来看对于钣金孔洞与隔断胶块孔洞不匹配的问题，可通过数模设计与实际造车数据比较进行设计。密封填料和空腔隔断发泡之后未能够及时堵封孔洞，这对于这种情况需要适当控制发泡材料的发泡倍率，结合实际车间烘烤温度曲线进行分析，实际来看，发泡材料的发泡倍率应当控制好。通过具体测试结果发现，对于某车型发泡倍率越小，这种情况下很难及时密封孔洞，调大发泡倍率之后会出现发泡应力过大，而使隔断胶块骨架位置发生偏离，进一步导致密封不严，并且发泡倍率较大时也会导致发泡材料透水率增加，降低密封性能。第五，钣金焊接面不匹配进而使密封性能降低，对于该问题需要从零部件的质量，钣金焊接面设计以及员工操作等多个方面进行提升，以确保合理设计、平台稳定性、零部件质量达标、员工标准操作。第六，对于油漆车身气密性提升，具体过程控制中除需要合理设计方案之外，同时还需要做好质量控制，由于工作人员设备物料等各环节均会出现问题，因此需要对整个过程进行实时监控，管理人员需要制定有效的质量控制，除在工段内员工互检，工程师抽检，在不同制造阶段内有质量部门做好质量检验，如下所示为汽车制造的过程环节图。

其次对于整车气密性来说，在提升中可以采取下列方法：第一，对于门窗泄漏量在质量控制过程中需要调整门窗，同时还需要做好密封胶条型面，密封胶条装配等各方面的控制，尤其在门窗配合过程中除需要注重外表面配合之外，同时内间隙控制也会从一定程度上影响最终的密封条性能。第二，各个孔洞密封堵塞以及贴片装配到位，比如由于下一工序被其他零部件装配覆盖，进而导致质量检测部门无法进行检测，这种情况下，车间内部需要设置护检工序进行质量确认。第三，通风道和管路密封到位，在水管，空调管装配过程中需要确保居中装配，要求钣金密封胶塞和密封泡沫棉平整贴合，不能出现皱褶，尤其对于一些隐蔽部位应当高度重视气密性测试。

5 车型设计与制造控制提升气密性的具体案例分析

某汽车制造厂，某车型整车气密性设计目标值为≤130SCFM，通过改进空腔隔断质量，零件质量优化，调整车身焊装密封胶、涂装密封胶，整车通风零件质量改进装配过程控制等方面，最终能够使整车的气密性降低到95SCFM。

6 小结

总而言之，在本研究中通过具体实验分析验证，在整车气密性改进过程中对于油漆車身和整车气密性提升的方案是切实可行的。相对来说，在油漆车身气密性测试过程中，需要对侧门洞、后背门洞进行单独封堵处理，需要多次进入驾驶室内进行处理，同时需要举升机作为支撑，因此比整车气密性测试复杂。近几年国内自主品牌受合资车企的影响，逐步开始整车气密性的研究和应用，随着消费者对汽车舒适性能的提升，未来整车气密性测试工作将会受到更高的重视。

参考文献：

[1]刘禹呈，周杰，李涛.关于汽车车身泄压阀及整车气密性对关门能量的影响研究[J].汽车零部件，2019，129（03）：51-53.

[2]王前选，胡哲龙，梁习锋.轨道车辆车内压力与车体气密性、侧墙刚度、车外压力变化的关系研究[J]. 五邑大学学报：自然科学版，2018，32（04）：39-46.

[3]王爱国.一种油漆车身气密性测试方法及更改方案分析[J].装备维修技术，2018，167（03）：44-53.