汽车车门密封性能控制与风噪声改善

汽车车门密封性能控制与风噪声改善
孙飞;梁波;刘建伟;王智乾;赵权
法律法规查询系统【摘 要】Seal performance of automobile doors is one of the important influencing factors for vehicle’s wind noise level. In this paper, the seal mechanism of main components of automobile doors was analyzed. The relevant methods for noise-leak control were presented. Taking the noise-leak problem of the rear door of a SUV automobile, the abnormal wind noise was eliminated through the seal optimization of the door. The improvement targets in both subjective evaluation and objective testing were achieved.%汽车车门密封性能是整车风噪声水平的重要影响因素,分析汽车车门主要部件密封机理,提出相应泄漏控制方法;结合某款SUV车型后侧窗风噪“泄漏声”问题,通过车门密封优化,消除异常风噪声,主观评价及客观测试均达到改善目标。
【期刊名称】《噪声与振动控制》
rbd-508
【年(卷),期】2015(000)005
【总页数】5页(P82-86)
【关键词】声学;风噪;泄漏声;密封;优化
【作 者】孙飞;梁波;刘建伟;王智乾;赵权
【作者单位】长城汽车股份有限公司 技术中心,河北 保定 071000; 河北省汽车工程技术研究中心,河北 保定 071000;长城汽车股份有限公司 技术中心,河北 保定 071000; 河北省汽车工程技术研究中心,河北 保定 071000;长城汽车股份有限公司 技术中心,河北 保定 071000; 河北省汽车工程技术研究中心,河北 保定 071000;长城汽车股份有限公司 技术中心,河北 保定 071000; 河北省汽车工程技术研究中心,河北 保定 071000;长城汽车股份有限公司 技术中心,河北 保定 071000; 河北省汽车工程技术研究中心,河北 保定 071000王水提金
【正文语种】中 文
【中图分类】O422.6
一方面,随着人们对高速出行需求的增加,客户对汽车产品的高速行驶舒适性要求越来越严格;另一方面,汽车行业的白热化竞争迫使各汽车公司将性能提升列为首要任务。在此背景下,高速风噪声控制已经成为汽车NVH领域研究的热点和重点工作[1-3]。
研究表明,车辆低速及中速行驶时,发动机、传动系噪声及轮胎噪声占主导地位;高速行驶时(车速超过80 km/h),风噪声为主要噪声源[4]。依据向车内传递路径的不同,风噪声一般分为两种:一种是通过密封条及车身孔隙传入车内的“泄漏声”[5,6],又称为气吸噪声[7,8],是一种高速气流声,表现为“呲呲声”,使得人耳感受极不舒服,是风噪声的首要控制对象[9];另一种是车辆与空气作用产生的脉动压力噪声通过车身及玻璃向车内辐射的噪声,与车体外造型直接相关。
本文针对“泄漏声”控制,对车门系统主要密封结构及部件影响原理及性能进行分析改进,并通过对某款SUV车型进行车门密封优化,实现了后侧窗风噪声的优化改善。
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1.1车门密封条
车门一般包括三道密封条设计:门密封条、门框密封条、辅助密封条。门密封条和门框密
封条为车门主要密封结构,用来阻挡噪声、水及灰尘进入驾驶室,一般车辆均设计有门密封条及门框密封条;辅助密封条又称为第三道密封条,可进一步对车门密封性能进行优化,提升车内声品质,主要包含门缝密封条、车门下部密封条等,可依据车辆设计理念进行选择性设计。三道密封条设计如图1所示。
车门密封条属于动态密封结构,车辆行驶过程中,车门与车身由于自身刚度、模态等参数不同,在外部激励下产生不同的位移及变形,导致两者之间产生不断变化的间隙,当间隙值大于密封条压缩量时,便会造成密封失效,产生泄漏噪声。此外,车门与车身形成的外部缝隙空腔在高速气流作用下,也会产生空腔共鸣噪声。
密封条泄漏噪声主要通过消除泄漏缝隙来控制,需确保以下两方面工作:一是车门与车身设计间隙应控制在适当的范围,在高速行驶状态下保证密封条密封效果;再者,密封条选材、截面设计及压缩载荷设计应满足动态密封要求。空腔共鸣噪声可通过识别噪声产生部位,添加辅助密封条来进行控制消除。
1.2玻璃呢槽及水切
玻璃呢槽按断面形式一般分为A/B/C/D/E等种类,水切分为内水切及外水切。玻璃呢槽及水切也属于动态密封结构,车辆高速行驶过程中,气流通过呢槽与玻璃、呢槽与导轨或窗框、水切与玻璃之间的缝隙连通车内外,产生泄漏噪声,尤其是呢槽不同断面搭接过渡区域,由于存在不平整现象,更容易产生泄漏。此外,呢槽与内水切之间的设计间隙也会成为泄漏噪声的重要传递路径。
玻璃呢槽及水切泄漏噪声的控制,需确保以下工作:呢槽及水切选材、截面设计及压紧力设计应满足动态密封要求;呢槽与内水切搭接部位过盈设计或添加海绵条密封,消除设计间隙。
1.3车门内板孔洞密封
由于玻璃呢槽与外水切搭接间隙、车门排水孔、门把手无法做到完全密封,气流总会进入内外板之间空腔内,进而通过内板及内饰板缝隙连通车内外,因此车门内板的密封非常重要。车门内板通常会设计面积较大的减重孔以及一些定位孔、漏液孔等,一般采用粘贴PVC防水膜的方式进行密封,车门线束在防水膜上穿孔通过。该结构可以实现必要的防水效果,但密封隔声效果较差,可以通过在防水膜表面粘贴隔声材料,线束与防水膜交接处
设计密封圈等措施进行改善。为了达到更好的密封隔声效果,一些欧系车型采用了一种新型内板密封方式——模块化结构,该结构以塑料板或铝板代替防水膜,配合密封条粘接或铆接于内板钣金上,线束及电器件与模块化板件结合处设计密封胶套,形成良好的一体化密封隔声结构设计,如图2所示。与防水膜设计相比,模块化结构密封隔声效果得到了很大提升,但成本及工艺要求相对较高。
1.4车门排水孔
车门排水孔作为一种功能性开孔,无法对其进行完全密封,但可以通过缩小开孔面积的方式减少外部气流的进入,降低泄漏声的产生及传递。通过多款车型验证总结得出:排水孔面积与泄漏量成正比关系,如表1所示,要保证良好的车门密封效果,单门排水孔面积需控制在200 mm2以下。对于一些车型,车门排水孔需满足涂装漏液要求,无法减小设计面积,可通过在总装添加开孔胶堵的方式来实现。
1.5门把手
门把手为运动开闭件,无法确保零泄漏,是气流连通车内外的一个重要传递路径。门把手
密封可参考以下方面进行设计:1、一体式门把手设计密封效果要优于分段开缝式设计;2、分段开缝式设计应控制缝隙宽度最小化,把手闭合状态下确保缝隙部位密封良好,无气流出入;3、门把手与车门钣金结合部位均设计密封垫片,垫片材质不宜过硬;4、锁芯转子与装饰罩缝隙最小化,装饰罩开孔最小化;5、对于密封性良好车辆,单门门把手整车气密性贡献量一般控制在1 SCFM以下。
1.6其他
车门系统密封控制,除以上部件外,应确保车门钣金涂胶状况良好,无泄漏缝隙、孔洞。
某款SUV车型经相关工程师驾乘反映:100 km/h匀速工况后排乘客部位存在风噪声大,通话效果差现象。针对此问题,从主观评价及客观测试两方面进行确认排查。
2.1问题确认及目标制定
主观评价方面,对此问题反复实车确认得出:后侧窗玻璃周边区域有明显“泄漏声”。用胶带及橡皮泥对密封条、呢槽、水切、呢槽与水切搭接缝隙分别进行密封,评价结果如表2所示。由评价结果可以得出:车内“泄漏声”主要传入部位为玻璃呢槽、呢槽与内水切间隙。
客观测试方面,选取后排左右乘客耳旁部位作为采集点,对问题车进行数据采集,并与标杆车进行对比,如表3、表4、图3、图4所示。
由数据可以看出:问题车车内声压级与语音清晰度均与标杆车有明显差距,“泄漏声”影响频率段较宽,在0~5 000 Hz均与标杆车有明显差距。
据此,我们设定整改目标为:主观感受“泄漏声”消除,通话效果良好;客观数据后排乘客耳旁噪声声压级67 dB(A),语音清晰度70AI%。
2.2问题排查及对策制定验证
针对“泄漏声”主要传递路径进行排查,确认问题点。经超声波测漏显示:升降玻璃及三角窗玻璃四角部位泄漏量大,如图5所示。
通过以上分析,可确定“泄漏声”主要有以下两条传递路径:
路径一:车外—玻璃呢嘈上角部位—车内。检查玻璃呢槽结构发现:升降玻璃上部两角A断面与B、D断面交接过渡部位呢槽高度低于主断面呢槽高度,且表面凹凸不平,易产生泄
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纳米金粉漏间隙;三角窗玻璃呢槽主断面有加筋设计,上部两角部位无加筋设计,存在高度差,易产生泄漏间隙。

本文发布于:2024-09-24 08:21:18,感谢您对本站的认可!

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