汽车车门密封条系统的结构与功能研究

Research on Structure and Function of Automobile Door Weather Strip
Abstract: Weather strip is an important component of automobile door. The paper introduces types and material of door weather strip as well as does some researches on typical sections of glass channel, inner belt, outer belt, door weather strip and door sill. At the same time, different functions and design rules of these sections are analyzed, which shows micro structures and matching of weather strips. At last, the paper comes to a conclusion that section design is the key points of weather strip design which directly affect the performance of weather strips, and also provides reference and support for further design and development of weather strips. Key words： Door weather strip; Structure; Function; Section
与轿车前车门装配时要求与车体安装配合牢固可靠， 密封条上既有与车窗玻璃相接触的密封表面， 又有表 面质量要求较高的外观面， 因此与其它普通密封件不 同，汽车密封条在外观质量、尺寸及材料性能等方面都 有较高要求[6]。 图 11 示出外水切的总成示意图。
图 8型断面图，图 10 示出虚拟装 配中内水切的断面结构。 从图 9 和图 10 可以看到，内 水切和车门钣金、门内饰板、玻璃 3 个零件同时接触， 因此在设计时一定要考虑 3 个边的受力情况和结构特 征。 在与玻璃接触的部位进行了植绒，增大耐磨性；在 与钣金接触的地方设计了唇边，防止钣金脱出；在与内 饰板接触的地方设计了沟槽，增加连接的强度。
- 17 -
行业观察 OVERVIEW
2012 年 8 月
易实现精确断面控制，TPE 既具有弹性体的优良工程 性能，又具有塑料的优良特性，既方便加工，同时材料 在一定条件下可回收使用，对环境污染小[3]。 除了这 2 种 常用材料之外，氯丁橡胶（CR）和丁晴橡胶（NBR）也是 密封条的选用材料。
2 车门密封系统的结构与功能
材料 EPDM/TPE EPDM EPDM EPDM EPDM
密封条常用材料主要有 EPDM（三元乙丙橡胶）和 TPE（热塑性弹性体）2 种，其中 EPDM 用量最大，EPDM 由乙烯、丙稀单体加入少量非共轭二烯烃聚合而成，具 有优良的耐候性、耐热性、耐臭氧、耐紫外线性以及良 好的加工性能和低压缩永久变形的特点， 是生产密封 条的首选材料。 TPE 由塑料和橡胶组成，在一定程度上 兼有塑料和橡胶的特点，在加工过程中无须硫化，更容
1997（6）：9-12. [4] 黄燕敏，郭永进，周致宏.轿车导槽密封条的计算机仿真与结构改进
研究[J].上海汽车，2009（9）：12-15. [5] 魏敏.汽车门窗内水切密封条切口模设计[J].制造技术与机床，2009
（7）：29-33. [6] 魏敏. 汽车门窗外水切密封条冲切模设计 [J]. 广西轻工业,2009（8）：
2012（8）
OVERVIEW 行业观察
汽车车门密封条系统的 结构与功能研究
田永 韦俊 （广汽菲亚特汽车有限公司产品技术部）
摘要：车门密封条是汽车车门的重要组成部件之一。 文章介绍了车门密封条的种类与材料的选择，研究了玻璃导槽、内水 切、外水切、门密封条及门槛条等车门密封条的典型断面结构，分析了这些断面的不同功能与设计准则，展示了密封条的 微观结构与配合关系。 最后得出结论：断面设计是密封条设计的关键，直接影响密封条的性能，同时为后续的密封条设计 开发提供参考与支持。 关键词：车门密封条； 结构； 功能； 断面
车身钣金
卡口
车门钣金 图 15 门密封条典型断面
2.5 门槛条 门槛条的结构和制造工艺相对简单， 安装在车门
3 结论
车门密封条系统包括玻璃导槽、内水切、外水切、 门密封条及门槛条等，是车门的重要组成部分，起到连 接钣金、玻璃及内饰板等的重要作用，也是重要的外观 件之一，所以在设计中要考虑功能和断面结构，既要保 证与钣金扣合的牢固度， 也要考虑与玻璃之间的摩擦 配合， 对密封条不同断面和功能实现的研究是非常必 要的。
1 车门密封系统的位置与材料
从位置上看，密封条主要用在可活动件周边，如玻 璃、门框等。 车门密封条的位置和材料汇总，如表 1 所 示。
种类 玻璃导槽 内水切 外水切 门密封条 门槛条
表 1 车门密封条的位置和材料
位置 玻璃周边与钣金接触 门内板与玻璃接触 门外板与玻璃接触 门钣金周边与车身接触 车门与门槛密封
车门钣金
图 1 玻璃导槽的安装环境
图 2 玻璃导槽的整体结构和局部放大
玻璃导槽上部的典型断面结构， 如图 3 和图 4 所 示。 与车身钣金接触和与玻璃接触的唇边部位均进行了 植绒，由于这些部位磨损较大，植绒后大大提升了耐磨 性能，延长了使用寿命；在与车门钣金相扣合的部分设 计了倒扣唇边和金属骨架，以确保导槽不会从车门钣金 上脱落；在外露部分放置了金属亮条，起到了装饰的作 用。 玻璃导槽的断面结构是所有密封条中最复杂的。 - 18 -
内饰板
图 11 外水切的总成示意图
图 12 示出外水切的典型断面图， 图 13 示出虚拟 装配中的外水切断面。 由图 12 和图 13 可以看出，外水 切相对于内水切而言，结构相对简单，与玻璃接触的地 方植绒，增大耐磨性；与钣金接触的地方设计倒扣唇边 和金属骨架，增加与钣金接触的紧固性。 由于外水切是 外观件，一般可以设计亮条来增加美观性。
车门密封条的结构因车而异，不尽相同，文章根据 FIAT 某款车型的典型结构，分析其设计和功能的不同。 2.1 玻璃导槽
玻璃导槽密封在车门玻璃四周，紧贴在金属玻璃导 轨内部，和玻璃直接接触，依靠唇边的变形来协助门玻 璃在导轨中平稳滑动， 它是车门玻璃升降的重要引导 件，兼有导向、密封、防水、防尘及降低噪声等诸多功能。
植绒
车身钣金 车门钣金
亮饰条 植绒 玻璃
图 3 玻璃导槽上部的典型断面
图 4 玻璃导槽产品断面
玻璃导槽的侧边结构，如图 5 所示。 图 6 和图 7 示 出导槽左右侧边的虚拟装配分析。 从断面结构上看，其 结构比上部导槽简单不少， 在与玻璃接触的唇边部位 也进行了植绒处理， 在槽内与玻璃接触的部位进行了 贴塑处理，目的都是增加耐磨性。
参考文献 [1] 陈丁桂，范新凤，肖雪清，等.汽车密封条用动态硫化 EPDM/PP 热塑
性弹性体的研究进展[J].橡塑技术与装备，2009，35（5）：18-23. [2] 朱盛镭，寿建华，王红英.车用密封条的发展[J].汽车与配件，1996
（14）：14-16. [3] 翟如健，张禾.我国汽车橡胶密封条行业现状与发展设想[J].汽车情报,
62-63. [7] 吴燕. 宝来、A4 车门密封条试制中难点问题分析 [J]. 特种橡胶制品，
2003，24（6）：29-32. （收稿日期：2012-04-13）
- 20 -
图 16 门槛条的总成和局部放大示意图
图 17 示出门槛密封的典型断面， 从图 17 可以看 出，此零件通过扣钉和钣金固定，断面很简单，而且形 状为条形，内部中空，弹性形变后的回复能力良好。
车身钣金
卡口
车门钣金
图 17 门槛密封条典型断面
图 14 车门密封条的总成和局部放大示意图
图 15 示出车门密封条的典型断面图，由图 15 可以 看出，断面很简单，主要是通过扣钉固定在车门上，关门 时，钣金会压迫唇边变形进行密封，唇边内部中空，弹性 形变后的回复能力良好， 但要注意接角处的处理工艺， 一般采用接角模压硫化工艺，这样接角十分牢靠。
玻璃
植绒
图 5 玻璃导槽左侧边的典型断面
图 6 虚拟装配中的左侧边断面
2第0182（ 期8）
OVERVIEW 行业观察
图 7 虚拟装配中的右侧边断面
由图 5~ 图 7 可以看出，玻璃导槽的设计充分考虑 了和玻璃之间的耐磨性以及和钣金之间的连接牢固 性，既保证结构的合理性，又要保证工艺的可行性。 2.2 内水切
亮饰条
车门钣金 图 9 内水切典型断面
植绒 玻璃
植绒
玻璃
车门钣金
图 12 外水切典型断面
- 19 -
行业观察 OVERVIEW
2012 年 8 月
下部，与门槛接触，通过尼龙扣钉固定在车门上。 图 16 为门槛条的总成和局部放大示意图。 现在也有很多车 型在车身门槛钣金上设置密封条，省略了门槛密封条。
图 13 虚拟装配中的外水切断面
2.4 门密封条 门密封条安装在前后车门上， 用嵌接在密实胶部
位的尼龙扣钉分别与前后门的下部凸缘、侧缘相连接， 关门时海绵胶唇受压变形，以满足前后门下缘、侧缘与 车框之间的第 1 道密封，俗称“头道” [7]。 该类产品在挤 出断面、接头、扣钉孔间距偏差及外观等方面要求非常 高。 图 14 示出车门密封条的总成和局部放大示意图。
内水切安装在轿车前车门车窗内侧，它的主要作用 是防水、防尘和隔离噪声[5]。 该密封条在与车门装配时要 求与车体配合牢固可靠，对尺寸、材料性能等方面有较 高的要求。 图 8 示出内水切的总成和局部放大示意图。