某微车后侧门门框密封条漏水问题分析及设计改进

某微车后侧门门框密封条漏水问题分析及设计改进作者：刘绍娟徐苹来源：《企业科技与发展》2016年第03期（1.上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州 545007；2.湖南湖大艾盛汽车技术开发有限公司，湖南长沙 410013）【摘要】汽车已成为人们生活中不可或缺的重要交通工具，人们对汽车各方面的要求也越来越高。

文章通过对上汽通用五菱汽车股份有限公司某微车门门框密封条漏水的根本原因进行分析查找，并制定及验证解决措施，最终确认导致密封漏水的原因，总结出后续新车型开发的过程中需要注意的问题。

【关键词】密封条；淋雨试验，漏水；钣金结构【中图分类号】U463.6 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2016）03-0116-041 背景随着人们生活水平的提高及汽车生产量、销售量的年年攀升，汽车的价格不断下降，汽车越来越快地走进了人们的生活，成为人们生活中不可或缺的重要交通工具。

在汽车大众化的过程中，人们对汽车的了解也越来越多、越来越深入，对汽车的各种性能要求也不断提高。

客户不断提高的产品要求，也不断地驱动着汽车主机厂及零件供应商去提高其零件的设计品质及制造品质。

汽车密封条是汽车的重要零部件之一，广泛用于车门、车窗、车身、座椅、天窗、发动机箱和后备箱等部位，具有防水、密封、隔音、防尘、防冻、减震、遮丑、防钣金磕碰造成油漆刮伤、提供良好的外观等重要作用。

它必须具有很强的拉伸强度、良好的弹性及抗压缩变形能力，还必须具有较好的耐老化、耐腐蚀、耐候性、耐油漆污染等关键产品特性。

为了保证胶条的密封性能，胶条与钣金须密切配合，胶条的断面结构尺寸必须与钣金相匹配。

密封条的材料一般为三元乙丙橡胶（EPDM）、聚氯乙烯（PVC）、热塑性弹性体材料（TPE/TPV）和辅助材料。

随着不同品牌汽车的总体质量的差距逐渐缩小，细节是否完美就成为市场关注的重点，消费者会从车身的细微处感受汽车的质量。

因此，由密封条引起的风燥、漏水、漏灰等质量问题也越来越受到人们的关注。

各汽车主机厂对密封条引起的漏水、漏灰及风燥问题的处理要求也越来越高。

上汽通用五菱汽车股份有限公司某微型车后侧门门框密封条在总装进行淋雨试验时发现胶条漏水现象，该问题在GCA（全球客户评审）评审中扣分值一直居高不下，是该车型GCA评审的首要问题，严重影响整车质量。

2 密封条密封原理汽车门框密封条是汽车密封条产品中最重要的密封条之一，是车门密封条系统的重要组成部分，直接关系到乘客舱密封性能的好坏，在整车密封性能评估中占主导地位。

车门门框密封条装配在侧围钣金边缘的焊接直边上（如图1所示），主要为了实现车门与车身之间的密封及外观装饰作用。

由于车门存在打开与关闭2种状态，所以要求车门门框密封条必须能够实现动态密封性能，即在车门关闭的过程与门钣金密封面接触紧密，发挥良好的密封性能。

汽车门框密封条目前主要的原材料是三元乙丙橡胶（EPDM）。

EPDM材料具有较高的硫化速度、良好的基础工艺性能、优异的耐臭氧及耐气候老化性能。

根据门框密封不同部位的性能要求，一般存在海绵胶和密封胶2种状态，同时为了满足门框密封条的多种性能要求，还需要采用许多的辅助材料，如钢带、植绒、喷涂等。

为了保证门框密封条密封部位具有良好的密封性能，一般选用柔韧易变形的海绵橡胶，而门框密封条卡装部位的特点是既需要一定的机械强度来满足产品拔脱的要求，又需要一定的柔韧性来满足产品自由弯曲的要求，这就要求所选用的材料具有良好的机械强度和柔韧性，一般采用密实橡胶。

为了进一步改善卡装部位的防水性能，通常在密封条“U”形槽内采用一些带海绵橡胶的唇边来进行辅助密封，这些海绵橡胶的唇边所选用的材料与海绵泡材料一致。

汽车车门密封一般为2道密封（主密封为车门侧密封，安装在门内板钣金上；辅助密封为车身侧密封，卡装在车身侧围钣金上）。

但该微车后车门的密封策略为1道密封，即只有车身侧密封条而无车门侧密封条，车门与侧围钣金之间的密封作用全由该道密封条来承担。

密封条的密封作用主要通过密封条唇边与侧围钣金、海绵泡与车门内板钣金密封面的配合来起到密封作用（如图1所示）。

密封条安装在车身侧围钣金上，关门时通过压缩胶条海绵泡子来阻止水流进入车内，同时密封条唇边（如图2圆圈所示）通过与侧围钣金的配合，阻止水流通过胶条“U”形槽进入车内。

3 后车门门框密封漏水现象分析及影响3.1 漏水现象分析对故障车进行分析发现，密封条漏水模式为水从密封条泡子与车门钣金密封面（门内板）处进入车内，如图2箭头所示，密封条未能起到良好的密封作用，即密封条密封功能失效。

3.2 密封条漏水的主要影响密封条功能失效也就意味着密封条的防水、密封、隔音、防尘等重要作用失效，密封条漏水也就意味着密封条的防水、密封、防尘等关键产品作用失效，密封条无法起到密封的作用，将导致水流进入到车内，严重影响整车产品质量。

4 密封条漏水根本原因分析因该微车仅有1道密封，即只有车门侧密封条1道密封，车门与侧围钣金之间的密封作用全由该道密封条来承担，密封条断面与周围钣金的配合要求高于其他有2道密封车型的要求。

影响密封条密封功能的主要因素主要有密封条是否装配到位、焊接直边的宽度、安装面钣金的厚度（焊接直边厚度）、门内板密封面与密封条安装面（侧围钣金焊接直边）的密封间隙值的大小、密封面的钣金特征、密封条安装周围的钣金的特征、密封条压缩负荷大小值是否合理。

下面针对以上因素对该微车后侧门车门门框密封条漏水的故障进行分析。

4.1 密封条是否装配到位对故障车密封条进行重新返修安装，确保密封条装配到位，装配以后进行正常过线淋雨试验，发现密封条仍然存在漏水的情况，即密封条是否装配到位不是造成漏水的根本原因。

4.2 焊接直边宽度该车型后侧门密封条安装的焊接直边宽度设计要求值：周圈均为12.0 mm，通过对故障车的焊接直边进行测量（见表1）发现，实测值均在公差范围±0.5 mm之内，即焊接直边的宽度符合设计要求。

4.3 安装面钣金的厚度（焊接直边厚度）该车型焊接直边厚度设计要求值：1.4 mm4.4 门内板密封面与密封条安装面（侧围钣金焊接直边）的密封间隙值的大小该车型后侧门密封间隙设计要求周圈均匀，间隙大小为15.0 mm。

对故障车进行密封间隙的测量（见表1）发现，实测值均在公差范围±1.5 mm之内，即密封间隙值符合设计要求。

4.5 密封面的钣金特征该车型前期设计阶段为了在门上布置锁钩和限位器，在门钣金的胶条密封面上做出多个台阶特征；关门后，因钣金密封面上有台阶特征，所以造成胶条气泡在台阶特征的底部接触面积不够，密封条海绵泡与密封之间的接触有间隙，从而影响胶条密封性能，即目前的胶条海绵泡结构不适用于此类门钣金结构。

4.6 密封条安装周围的钣金的特征该车型后侧门车身侧密封条海绵泡子为借用现有量产车型N107后侧门车门门框密封条截面。

在密封条断面不变的情况下，与之相配的钣金结构应一致。

对2个车型钣金结构进行对比发现，密封条海绵泡子与侧围钣金的间隙不一致。

该车型密封条泡子与侧围钣金的间隙约12.5 mm，而借用车型的间隙约3.5 mm。

前者远远大于后者（约3.5倍）。

而且，密封条海绵泡子为椭圆形，后者在关闭车门时，海绵泡被压缩，但是由于海绵泡子与侧围钣金的间隙较小，钣金阻挡泡管往门洞外移，所以密封条与钣金的接触面积能满足设计要求，从而避免漏水现象的出现。

该车型密封条泡子与侧围钣金的间隙较大，在外部没有钣金支撑的情况下，密封条海绵泡子容易被车门钣金压偏，偏离原设计的密封面，从而导致密封条海绵泡子与密封面之间的接触面积偏小，导致密封效果不良，即目前的胶条截面不适用于此类侧围钣金结构。

4.7 密封条压缩负荷大小值是否合理密封条压缩负荷值的大小一般通过车门开关力来体现，可以通过实车试验具体测得。

压缩负荷值越大，车门的关闭开启力越大，门框密封条的密封性能越好；相反，压缩符合值越小，车门的关闭开启力越小，门框密封条的密封性能越差。

但是，开关门力的大小也是设计人员需要考虑的重要因素，因此在考虑门框密封的压缩负荷值时，应综合考虑车门的密封条性能和车门的开关效果。

该密封条压缩负荷设计要求如下：密封间隙为15.0 mm时，压缩负荷为7.5（±1.5）N/100 mm。

对密封条压缩负荷值（CLD）进行测量分析（如图3所示），符合设计要求。

综合上述分析，结合上文的相关论述得出造成后侧门车门门框密封条成漏水问题的根本原因如下：①密封条海绵泡与车门内板匹配不合理、搭接贴合面过小，造成胶条与钣金密封不良引起漏水。

②密封条海绵泡子距离车身侧围钣金距离较远，容易导致密封胶条被车门钣金压偏，偏离原设计的密封面，达不到密封效果，造成胶条与钣金密封不良引起漏水；也就是说，该密封条的截面不适用该车型的钣金结构，即密封条截面与钣金的匹配设计不合理。

5 制定及验证密封条漏水解决措施针对上述分析，造成该密封条漏水的根本原因如下：密封条截面与钣金的匹配设计不合理。

要解决密封条漏水问题就得从设计上来完善密封条的截面数据，使其与相匹配的钣金结构相配合，从而发挥密封条的密封作用，阻止水、灰尘等进入车内。

更改密封条截面，使其密封条的截面与车门内板及车身侧钣金相匹配，密封条的密封作用能充分发挥，更改如下。

（1）海绵泡根部改为密实胶，以利于胶条被压缩时尽可能地保证气泡海绵泡的形状，使海绵泡不易被压倒。

（2）胶条海绵泡往门洞内部移动，从而增加密封条海绵泡与门钣金的接触量。

（3）增加密封条海绵泡的高度，从而增加海绵泡的压缩量，以增大其密封性能。

（4）加长密封条唇边海绵泡子的长度，从而增加唇边与侧围钣金的接触量，以提高胶条的密封性能（如图4所示）。

对更改后的10套样件进行试装，装车10台并进行90 s的正常过线淋雨试验，10台车均未发现有漏水现象。

抽取其中的5台车做GCA标准（150 s）淋雨，5台车均未发现有漏水现象。

2015年10月15日，对供应商提交的100套样件进行试装，所有样件车进行90 s的正常过线淋雨试验，均未发现有漏水现象。

随机抽取其中的5台车做GCA标准（150 s）淋雨，5台车均未发现有漏水现象，胶条密封性能达到更改要求。

6 总结通过对该车型后侧门门框密封条漏水问题进行分析及改进设计，得出以下经验，在以后进行产品设计开发时应当注意如下问题。

该车型后侧门车身侧密封条海绵泡子为借用N107后侧门车身侧密封条截面，而车门钣金及侧围钣金结构与N107的钣金结构相比较变动比较大。

在这种情况下，车门钣金密封面与胶条气泡局部接触量偏小，且胶条气泡为椭圆形，在外部没有钣金支撑的情况下，胶条容易被车门钣金压偏，偏离原设计的密封面，达不到密封效果，导致密封条密封性能失效。

影响密封条密封性能的众多因素中，最关键的还是密封条截面数据是否与钣金结构相匹配，密封条截面借用时，应该考虑到周围与之匹配的钣金结构，不能仅仅借用密封条截面而忽略钣金的结构。