乘用车密封条设计

乘用车密封条设计

虞胜飞

柳州坤菱科技有限公司  广西 柳州  545000

摘要：乘用车车门密封条的主要作用是避免车厢进水、减小对车门的关闭力和车体内的风噪声等。在设计乘用车车门密封条时应充分分析考虑密封条的压缩过程以及压缩受力变形。通过非线性有限元分析，加强密封条的压缩受力特性，不断完善密封条横截面形状。车门防水膜是汽车密封系统的重要零部件之一，是保障车门密封性能的重要零部件，影响着整车的气密性及车内的舒适性。车门漏水问题在车辆强化淋雨试验时常有发生，也是需要各大汽车企业不断改善的问题。本文提出了一种解决车门密封条防水设计的改善措施及优化方案，对后期开发新车型具有重要的指导意义。

关键词：乘用车；密封设计

引言

乘用车车身与闭合件最重要的组成部分是乘用车车门密封系统。随着我国经济的不断发展，人们对乘用车提出了更高的要求，对乘用车的认知逐渐加强，对乘用车车门的品质更重视。因此，车门系统设计是企业研发人员不可避免的问题且备受关注。车门系统的水环境直接影响各零部件的使用功能和寿命，所以车门系统的水管理及密封设计至关重要。虽然密封设计研究分析的方向复杂多样，诸如产品材料、结构、工艺、工装模具、装配工艺等，但其最核心的研究方向是结构的设计与优化。

1车门密封结构

车门系统的密封主要包括车门与车门之间的密封、车门与车身侧围的密封、车门窗框与车门玻璃的密封等。无论什么位置的密封，密封系统一般采用橡胶密封条来实现汽车驾驶室内与驾驶室外的隔离，以防止雨水、灰尘、风和噪声侵入车内，以及防止零部件与零部件，尤其是钣金零部件之间的振动、碰撞异响等。

2车门密封条设计策略

2.1车门密封条的布置

车门密封条是轿车密封系统关键的组成部分，可称为车门主密封条。通过车门密封条和门框副密封条对车门形成两道密封，使车门防水、防尘、密封效果优良。一般车门密封条、门框副密封条的布设形成方式分为三种。第一种是中高级轿车中常用的，车门主密封条和门框密封条通过整圈的两种密封条组合成双层密封，完整的两道密封条。第二种是中级轿车中常用的，通过断开的门框副密封条和完整的车门主密封条组合而成，通常下门槛处门框副密封条会出现断开的情况，门槛处的内饰板能够成为内外整体的，减少密封条被踩踏；门框密封条必须要接头，降低加工精度。第三种通过整圈门框密封条与半圈车门密封条组合而成，车门密封条变为副密封，半圈密封仅在车门门框上部，主密封是门框密封条，整个侧围门洞是连续密封。减少投入成本，降低使用密封系统材料。但密封效果比双层密封差。

2.2车门密封条断面设计

确定车门密封条布置方式后，设计密封条的断面。密封条通过等截面挤出形成，在整体密封条的设计中，断面设计是核心，车门密封系统的可靠性取决于断面。设计车门密封条断面，应先明确车门的结构类型，常见的车门类型为整体式与分体式。此两种车门的门框结构有差别，密封的接角方式和安装方式不同，两种车门的密封条断面也不同。

2.2.1整体式车门密封条断面

设计此种密封条断面需要注意：（1）密封条压缩量，通常取6毫米左右。（2）密封间隙，通常取13毫米左右。（3）密封条接触位置壁厚，按照密封条断面不同位置的功能与需求，通常取1～2.5毫米。（4）设计压溃槽，关闭车门的过程中，密封条沿某一个方向压缩，表面与侧围钣金贴合，密封更稳定可靠。

2.2.2分体式车门密封条断面

分体式车门的门框和内板焊接，门框分段焊接，焊接部位有尖角，密封条在尖角位置接角。门框与内板安装密封条的方式不同，门框上卡装在门框的凹槽中，利用卡扣装在内板上，门框上部伸出的防水密封连接车门密封条。分体式车门密封条应至少有两个不相同的挤出断面，利用注塑接角连接不同的断面。

2.3车门密封条切口设计

为符合车身钣金造型，挤出条断面不能完全符合车身密封性要求，要在相应位置去除多余材料，利用接角工艺造型进行弥补。设计合理的密封条切口为接角工艺做好准备。设计密封条切口，首先去除挤出条与车身干涉部分，保证与车身钣金卡接固定及支撑的长度。然后，不破坏密封面及密封唇边，保证最终密封产品车身安装合理。最后，避免接角模具分型线影响密封面外观等，综合接角位置的设计，避免接角位置胶料过厚造成注塑后外观面收缩，避免切口设计不合理、接角注塑时挤出条支撑不到位造成溢胶等问题，满足工艺性要求。

2.4车门密封条接角设计

因车身外形线条限制及车门造型复杂多变，车门处不同位置要采用不同功能性的密封条。车门上不同位置需安装不同断面及材料的密封条，同时要与之形成一个整体，对连接位置进行接角。密封条的安装对密封条接角的设计也有影响，密封的可靠性和美观性有联系。密封条的接角主要有6个作用：第一，与密封条不同的断面进行连接，因压缩方向、安装方式等不同，车门密封条至少有两个不同的断面，各断面都是挤出加工成型，密封条接角注塑将不同断面连接成一个整体。第二，密封条在车门尖角形成过度，分体式车门通过门框进行分段焊接成形为尖角区域，区域中密封条接角成稳定、可靠的密封。第三，遮蔽车门的门框之间、门框和内板之间的焊缝，确保美观性。第四，通过接角造型，完成一些挤出条不能满足功能位置的密封要求。第五，接角造型与门口饰板装饰物等搭接良好，起到隔水密封的作用。第六，为迎合车身弧线造型，有些接角造型作为挤出的延伸起到顺延车身线条的作用。

2.5车门密封条材料选择

车门密封材料分为本体主料和附件辅料。当前车门密封条的主要本体原料由三元乙丙橡胶（EPDM）组成，EPDM由乙烯、丙烯单体加入少量非共轭二烯烃聚合而成，聚合物分子主链上无不饱和双键，在支链上引入不饱和双键，有抗紫外线、耐热性、耐候性等。使用过程中，在三元乙丙橡胶中融入防护、补强、硫化等材料成为不同硬度的发泡海绵胶。以车门密封条断面各个位置的需求与功能为基础，车门密封需要硬度不同的发泡海绵胶或密实胶，密封的支撑位置与卡装位置的密实胶，质地较硬且密度较大。在压缩密封位置的发泡胶应有一定压缩性。车门密封条还需要很多辅料，如：安装密封条的卡扣，一般是塑料件，选用POM材料；密封条接角固定镶嵌件，密封条接角上进行组装或预埋，选用ASA材料；用胶带固定密封条接角，胶带通常为3M，根据相关标准对厚度进行选择；密封条局部区域泡棉，在密封条接角且缝隙易露位置等起辅助密封作用，选用聚氨酯防水泡棉，结合实际情况选择不同密度。密封条表面通常有涂层，车门密封条的部分密封性能取决于密封条表面涂层，可降低密封表面磨损，防止密封条表面老化，避免密封条与车身摩擦造成异常响声。

结束语

综上所述，对于汽车设计和生产而言，汽车密封条作为较重要的组成部分，在进行实际设计过程中应多方面考虑，通过科学设计，多次总结分析等才能完成初步设计，同时还要认真考虑工艺性，最终设计出安全、可靠的汽车密封条。希望通过我们的努力，能够更好地为我国汽车产业发展、人们出行等方面贡献一份力量。

参考文献

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