车门漏水问题的分析及控制
2022-09-16殷寒寒
殷寒寒,张 振
(安徽江淮汽车集团股份有限公司 重型商用车研究院,安徽 合肥 230601)
汽车密封条作为重型卡车上关键零件,目前较多应用于车门密封系统、天窗系统、前后风窗及侧窗系统,行李箱等部位。有防水、隔音、降噪、减振等特点,对于部分高端车型有堵缝装饰、美观遮丑等作用。密封系统的功能直接影响到客户的使用感受,本文介绍车门漏水的各种原因及整改措施。
1 车门密封结构分析
车门钣金、侧围钣金和密封条构成了车门的密封系统。图1为某重型车门的密封结构,显示了密封面、密封条装配在侧围钣金上的密封结构及装配在车门上的密封结构。针对雨水阻挡进行分析,车门的密封分以下几步。
(1)密封间隙:主要指车门钣金与侧围钣金之间的缝隙,密封条安装在侧围钣金上。相当于密封条压缩面在车门内板与侧围外板之间,密封条压缩方向上的间隙在设计时已设定好。
(2)密封条结构:密封条的结构形状与密封间隙相关,其压缩量要与需要密封的间隙相匹配,且密封造型确定与密封面存在一定关系。
(3)密封条数量的确定:针对重型车的市场定位,一般采用两道密封,一道头道密封条多安装在侧围或车门内板上,一道门洞密封条,安装在门框钣金止口上。
(4)密封条的固定方式:目前重型卡车上密封结构主流固定方式主要有尼龙卡扣固定;3 M胶带粘接;钢带卡接;同周边零件卡接。固定方式的确定,根据钣金结构、成本、装配工艺等方面确定。
某重型车车门密封系统有两道密封条,头道安装在车门内板半密封,门洞密封条在侧围止口全密封,头道密封条采用3 M胶带连接,门洞密封使用钢带卡接在钣金止口上,如图1所示。
2 车门密封条漏水路径分析
根据市场调研分析,该车在行驶一段时间后,出现车门漏水现象,主要是由于头道密封条粘接失效,门洞密封条无密封作用,导致水进入驾驶室内部,如图2所示。
通过调查分析,车门两道密封均失效,头道密封条漏水点为密封胶条与钣金安装位置,门洞密封条主要是泡管与钣金未形成密封面。
3 车门密封系统失效原因分析
车门漏水属于比较复杂的配合系统问题,不仅仅是密封条因素,钣金对其影响也较大。主机厂中常见的因素有密封条结构的不合理、密封条及钣金结构的制造误差、车门钣金与侧围的配合间隙不均、总装装配一致性差等因素影响。以下需要系统分析各种影响因素。
3.1 头道密封条失效分析
跟车现场发现,装配头道密封条,无定位,员工装配无法保证一致性,设计唇边围与钣金干涉,且3 M胶带员工施加压力不均,很容易造成部分位置压力不足,导致未粘接到位,且无工装辅具施加压力。导致头道密封失效,如图3所示。
3.2 门洞密封条失效分析
根据实车跟踪调查,发现很大部分车门关闭后,门洞密封条泡管无法压缩到要求的钣金密封面,如图4所示,安装面与密封面向0偏差7 mm~8 mm,单泡的密封结构无法满足密封要求,该密封断面无法满足现有钣金结构要求,且胶条压缩量不足,第二道密封条失效。
3.3 车门与侧围面差分析
通过调查分析,整车车门装配后门框上部分车门外张,门框上方间隙较理论值大,图4中1间隙较理论值大2 mm~4 mm,对门总成工装进行分析,发现主要原因是车门在焊装装上整车后,经过涂装,进入总装后,工装吊具安装在车门玻璃呢槽止口,长时间受力,导致车门外张是主要原因。
3.4 总装装配分析
该车为量产车型,产量较大,头道密封条因无定位辅具,胶条安装偏差大。头道用3 M胶带固定,员工多采用手工按压,压力容易分布不均。经现场检查,发现不同的员工装配结果不同,经常装配的老员工就相对熟练,知道如何调整胶条的位置关系,新员工存在装配不到位情况,且返修大部分是更换胶条,装配到位后漏水问题得到解决,由此判断密封条装配质量对漏水有直接影响。
4 改进措施
针对发现的问题点,提出以下改进措施。
4.1 头道密封条少定位
经过成本对比在现有车门内板增加定位孔模具花费较大,故在车门内板增加一定位槽,无需使用胶带粘接,解决定位和粘接不牢问题,且在定位槽内侧增加密封胶,多一层防水,经过该措施实施,故障率大大降低,员工操作起来方便。
如图5所示, 该措施能通过胶条卡接在卡槽内,2道防水,4道防水能有效利用,增加4道防水密封胶,实车验证无漏水问题。
4.2 门洞密封条未压实到有效压缩面
针对目前门洞密封条失效,未压实到车门内板平直面,需要重新设计断面开发,优化密封面。
设计过程中考虑到车门外张严重,密封条的有效压缩量增加至5 mm~7 mm,同时为防止关门力过大,减小胶条壁厚,经过有限元分析,增加压溃点,经过大量调试验证,解决了门洞密封条失效问题,同时关门力符合标准要求。图6为门洞新结构断面图,图7为压缩示意图。
4.3 车门内间隙不合
车身按照标准将车门内间隙调整至满足控制标准,调整工装吊具,减小车门外张的程度,综合所有措施,跟踪漏水趋势。
4.4 现场装配改进分析
头道密封条由以前的粘接式改为卡接式,员工直接将胶条卡接到卡槽内,车门线内安排检验人员检查胶条是否完全卡入卡槽内,避免防水密封失效。
门洞密封条换结构,同时由打断钢带更换为拉伸钢带,保持力提升,防止胶条脱落,新员工上岗后要经过专门的培训,防止胶条未装配到位导致的漏水问题。
5 总结
密封条漏水问题是一个频发的、复杂的系统性问题,汽车密封效果将直接影响汽车的舒适性和安全性,对于大部分量产车型,多由于模具寿命有限,钣金精度难以控制,为节约改进成本,从密封条入手较多。经过本文的学习分析,对于类似漏水问题,需要从密封结构、产品质量、制造过程、装配间隙等多方面控制,不断提升整车密封性性能,满足客户基本要求。对于新产品开发,需要在设计前期就要做好设计校核,明确产品定位,要做好钣金结构分析,密封结构分析,密封材料选定,固定方式的选择,根据以往的经验,针对所有可能漏水点进行系统分析,避免一切可能存在的漏水点。