论文部分内容阅读
摘要：随着人民生活品质的不断提高，汽车行业不断的发展进步，消费者对汽车的舒适性有了更高的要求。怎样降低驾驶室内噪音水平，研究车内中高频噪音的产生原理和控制手段，提升车身气密性水平，提高乘坐的舒适性，将极大提高汽车产品竞争力，具有重要的经济效益。文章首先绍了气密性对整车VNH的重要性，再介绍了车内噪声的产生机理，最后从车身空腔隔断、涂胶密封、堵盖密封和车身结构设计优化四方面介绍了提升车身气密性的设计方法，并介绍如何在车身侧围结构设计上同时保证气密性与电泳工艺性，对整车汽车厂具有重要的意义。
关键词：车身气密性；空腔隔断；优化
1、引言：
车身的气密性是衡量汽车设计和制造质量的一个关键指标，它对整车的舒适性、NVH、空调效率和燃油经济性都会产生直接影响，很大程度上成为消费者购车决定的影响因素，因此怎样降低驾驶室内噪音水平，研究车内中高频噪音的产生原理和控制手段，提升车身气密性水平，提高乘坐的舒适性，将极大提高汽车产品竞争力，具有重要的经济效益。
目前车身侧围的设计存在大量的封闭箱体加强梁结构，因而产生了空腔结构。车辆在高速行驶过程中，会在侧围空腔内产生高速气流场，高速气流与空腔障碍物摩擦时，产生空腔钣金共振噪声；与此同时，高速气流场对车外噪声（如发动机噪声、胎噪等）也起到了传递[1]，人耳对2500～4000Hz的高频声音灵敏，对低频带的声音感觉较为迟钝，因此如何从设计角度保证车身侧围旁路空腔隔断和车身内外的有效密封来提高车身整体密封性，尽可能地减少中、高频噪声，对降低车内噪声和提高乘坐的舒适性而言特别重要。
2、噪音源分析
理论上讲，当车辆行驶时，气流的不稳定流动和车辆附近的压力脉动是产生车内外流场气动噪声的根本原因。对于车内噪声，从其产生的机理讲可分为“泄漏”噪声和传透噪声。泄漏噪声是指通过车身的孔缝产生的噪声，这种噪声又可分为两部分第一部分是车身外部的脉动流通过密封件时引起质量流，从而产生单极子噪声。另外，即使缝隙外部是稳定流场，稳定气流也会经缝隙分离成不稳定流动从而在附近产生偶极子噪声，并传入车内。同时，流场中的自由涡旋产生的四极子噪声也将通过孔缝传入车内。试验表明，当车辆确实存在泄漏时，由泄漏引起的单极子噪声往往是起主导作用的，其次是二極子噪声，而四极子噪声往往很小。第二部分是车外脉动压力透过密封件传入车内的噪声，这部分噪声的大小与车外脉动压力及密封件的隔声能力有关。降低这部分噪声的有效措施是采用双层密封结构而不是简单地增加密封件的质量和刚度。 [2]减小以上两种车内噪声，在设计时需要提高车身的气密性。
车身的密封一般分为零部件间在使用过程中密封关系固定不动的静密封和密封关系发生相对滑动或位置的动密封。前者如地板总成与侧围的焊接连接、车身立柱内的膨胀隔断密封等，后者如门、窗、孔盖等胶件密封。如果连接部位出现间隙，噪音就会通过缝隙传播进入车内。在车身结构设计中，需要同时从控制动静密封两方面入手才能有效提高车身的气密性能。
3、车身气密性设计方法
3.1车身空腔隔断
在车身空腔结构中设置高温发泡阻隔胶板，且须留出间隙大于8-10mm的电泳通道，在电泳后通过高温烘烤使其发泡成多孔材料堵住截面，噪声声波经过材料多孔结构黏滞过滤，部分声能会在与孔壁的摩擦过程中转化成热能，从而起到衰减噪音的作用。
3.2涂胶密封
主要是针对钣金间焊接搭接面进行的密封，包括采用缝内密封方式的点焊密封胶密封和采用缝外密封方式的PVC刷胶密封。在前风窗横梁与前围板，前围板与前地板，侧围外板与内板搭接处，顶盖外板与侧围搭接处等泄漏严重的位置需采用双重密封。
3.3堵盖密封
车身钣金上有一系列的焊装定位孔、涂装工艺孔、总装装配过孔，在电泳完成后需要将车内外相连通的上述钣金孔用堵盖进行封堵，堵盖的材料需满足160℃/h的耐高温要求，设计上保证堵盖与钣金孔处于过盈配合关系，同时尽量使上述孔径一直，提高堵盖通用性。
3.4 车身结构设计优化
3.4.1钣金搭接面结构
对于100m以上的长段搭接面其交接宽度要大于14mm，以便设置点焊密封胶密封。点焊密封胶难以附着的搭接立面和拐角，两钣金的间隙不能大于3mm，以便采用PVC刷堵。设计上应尽可能减少与外界直接或间接相通的孔洞数量，如不可避免，孔径应大于8mm以便采用堵盖密封，或应小于3mm以便采用PVC刷堵。对于同向搭接的两钣金切边不应设计成平齐，需错开不小于4mm以留出PVC刷堵位置。
3.4.2侧围总成内腔结构
侧围门槛内腔与各立柱交汇处要设计发泡阻隔胶板进行隔断，隔断位置的钣金断面应与胶板断面等距8-10mm，以避免出现影响胶板装配和发泡密封的死角。侧围门槛内腔与地板横梁设计上不应使其相互贯通，防止室内气体扩散至地板横梁内腔中加剧PVC刷堵工作量，侧围门槛内腔上不可避免的漏液孔和定位孔应设计在便于采用外部堵盖封堵的部位，并避开地板横梁。侧围门槛内腔与地板横梁端头搭接结构留下的工艺缺口应小于8mm，同时在焊接分总成中用拇指胶进行封堵。
4、总结
综上所述，车身气密性对整车VNH有重要影响，车内噪声可分为“泄漏”噪声和 传透噪声。车身空腔隔断、涂胶密封、堵盖密封和车身结构设计是提升车身气密性的有效措施。良好的车身密封性能不仅需要良好的工艺保证及生产过程能力控制，更多的需要前期合理的车身结构和密封设计，在车身侧围结构设计上同时保证气密性与电泳工艺性，这对于整车汽车厂具有重大的意义。
参考文献：
[1]齐海东，张俊华，曹莹.空腔密封产品在汽车车身中的应用[J].粘接，2013，34（09）：42-46.
[2]George A R. Automobile aerodynamic noise[J]. Noise，1990.
关键词：车身气密性；空腔隔断；优化
1、引言：
车身的气密性是衡量汽车设计和制造质量的一个关键指标，它对整车的舒适性、NVH、空调效率和燃油经济性都会产生直接影响，很大程度上成为消费者购车决定的影响因素，因此怎样降低驾驶室内噪音水平，研究车内中高频噪音的产生原理和控制手段，提升车身气密性水平，提高乘坐的舒适性，将极大提高汽车产品竞争力，具有重要的经济效益。
目前车身侧围的设计存在大量的封闭箱体加强梁结构，因而产生了空腔结构。车辆在高速行驶过程中，会在侧围空腔内产生高速气流场，高速气流与空腔障碍物摩擦时，产生空腔钣金共振噪声；与此同时，高速气流场对车外噪声（如发动机噪声、胎噪等）也起到了传递[1]，人耳对2500～4000Hz的高频声音灵敏，对低频带的声音感觉较为迟钝，因此如何从设计角度保证车身侧围旁路空腔隔断和车身内外的有效密封来提高车身整体密封性，尽可能地减少中、高频噪声，对降低车内噪声和提高乘坐的舒适性而言特别重要。
2、噪音源分析
理论上讲，当车辆行驶时，气流的不稳定流动和车辆附近的压力脉动是产生车内外流场气动噪声的根本原因。对于车内噪声，从其产生的机理讲可分为“泄漏”噪声和传透噪声。泄漏噪声是指通过车身的孔缝产生的噪声，这种噪声又可分为两部分第一部分是车身外部的脉动流通过密封件时引起质量流，从而产生单极子噪声。另外，即使缝隙外部是稳定流场，稳定气流也会经缝隙分离成不稳定流动从而在附近产生偶极子噪声，并传入车内。同时，流场中的自由涡旋产生的四极子噪声也将通过孔缝传入车内。试验表明，当车辆确实存在泄漏时，由泄漏引起的单极子噪声往往是起主导作用的，其次是二極子噪声，而四极子噪声往往很小。第二部分是车外脉动压力透过密封件传入车内的噪声，这部分噪声的大小与车外脉动压力及密封件的隔声能力有关。降低这部分噪声的有效措施是采用双层密封结构而不是简单地增加密封件的质量和刚度。 [2]减小以上两种车内噪声，在设计时需要提高车身的气密性。
车身的密封一般分为零部件间在使用过程中密封关系固定不动的静密封和密封关系发生相对滑动或位置的动密封。前者如地板总成与侧围的焊接连接、车身立柱内的膨胀隔断密封等，后者如门、窗、孔盖等胶件密封。如果连接部位出现间隙，噪音就会通过缝隙传播进入车内。在车身结构设计中，需要同时从控制动静密封两方面入手才能有效提高车身的气密性能。
3、车身气密性设计方法
3.1车身空腔隔断
在车身空腔结构中设置高温发泡阻隔胶板，且须留出间隙大于8-10mm的电泳通道，在电泳后通过高温烘烤使其发泡成多孔材料堵住截面，噪声声波经过材料多孔结构黏滞过滤，部分声能会在与孔壁的摩擦过程中转化成热能，从而起到衰减噪音的作用。
3.2涂胶密封
主要是针对钣金间焊接搭接面进行的密封，包括采用缝内密封方式的点焊密封胶密封和采用缝外密封方式的PVC刷胶密封。在前风窗横梁与前围板，前围板与前地板，侧围外板与内板搭接处，顶盖外板与侧围搭接处等泄漏严重的位置需采用双重密封。
3.3堵盖密封
车身钣金上有一系列的焊装定位孔、涂装工艺孔、总装装配过孔，在电泳完成后需要将车内外相连通的上述钣金孔用堵盖进行封堵，堵盖的材料需满足160℃/h的耐高温要求，设计上保证堵盖与钣金孔处于过盈配合关系，同时尽量使上述孔径一直，提高堵盖通用性。
3.4 车身结构设计优化
3.4.1钣金搭接面结构
对于100m以上的长段搭接面其交接宽度要大于14mm，以便设置点焊密封胶密封。点焊密封胶难以附着的搭接立面和拐角，两钣金的间隙不能大于3mm，以便采用PVC刷堵。设计上应尽可能减少与外界直接或间接相通的孔洞数量，如不可避免，孔径应大于8mm以便采用堵盖密封，或应小于3mm以便采用PVC刷堵。对于同向搭接的两钣金切边不应设计成平齐，需错开不小于4mm以留出PVC刷堵位置。
3.4.2侧围总成内腔结构
侧围门槛内腔与各立柱交汇处要设计发泡阻隔胶板进行隔断，隔断位置的钣金断面应与胶板断面等距8-10mm，以避免出现影响胶板装配和发泡密封的死角。侧围门槛内腔与地板横梁设计上不应使其相互贯通，防止室内气体扩散至地板横梁内腔中加剧PVC刷堵工作量，侧围门槛内腔上不可避免的漏液孔和定位孔应设计在便于采用外部堵盖封堵的部位，并避开地板横梁。侧围门槛内腔与地板横梁端头搭接结构留下的工艺缺口应小于8mm，同时在焊接分总成中用拇指胶进行封堵。
4、总结
综上所述，车身气密性对整车VNH有重要影响，车内噪声可分为“泄漏”噪声和 传透噪声。车身空腔隔断、涂胶密封、堵盖密封和车身结构设计是提升车身气密性的有效措施。良好的车身密封性能不仅需要良好的工艺保证及生产过程能力控制，更多的需要前期合理的车身结构和密封设计，在车身侧围结构设计上同时保证气密性与电泳工艺性，这对于整车汽车厂具有重大的意义。
参考文献：
[1]齐海东，张俊华，曹莹.空腔密封产品在汽车车身中的应用[J].粘接，2013，34（09）：42-46.
[2]George A R. Automobile aerodynamic noise[J]. Noise，1990.