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汽车密封条设计开发陈俊慧【摘要】汽车密封条行业正日益发展成为汽车工业中的一大重要组成部分。随着中国汽工业的不断发展，汽车橡胶密封条行业也必须不断创新，积极应用新材料、新工艺、新装备，不断开发新的橡胶密封条产品以满足不同用户的需求。随着密封条新材料的不断开发，以及在设计阶段CAE技术的价入，汽车密封条的开发周期及成本会不断的降低，会更好更快的为各个车型设计出最佳的汽车用密封条，【关键词】发动机罩内密封条通风盖板密封条前/后窗玻璃密封条顶盖装饰条行李舱/背门密封条车门玻璃导槽车门玻璃内/外密封条车门框密封条车门周边密封条挡胶条发动机舱左右侧密封条侧围密封条车门内饰板下密封条角窗玻璃密封车门装饰条/侧围装饰条EPDMPVCEPDM海绵结构设计压缩量间隙标准一、前言轿车车身附件中有一个很重要的件，就是用合成橡胶制成的密封条，又称为防护性成型镶条。主要应用在车门门框、侧面车窗、前后档风玻璃、发动机罩和行李舱门上，起到密封的作用，另外也起到减振保护的作用。密封条的制作材料主要是聚氯乙稀（PVC）、乙丙烯橡胶（EPDM）、合成橡胶改性聚丙烯（PP-EPDM）等，通过挤压成型或者注射成型等方法制成。密封条按材料可分为塑料密封条和橡胶密封条。塑料密封条主要有车门玻璃内外密封条、后车门角窗玻璃密封条等一些硬度要求比较高(也可以在密封条中增加钢带)或需要模压成型的密封条.除以前所述之外,轿车上其它密封条一般都为橡胶密封.相对于普通的塑料密封条,橡胶密封条的最大优点是耐热、耐老化、耐臭氧、耐腐蚀.但改性后的塑料密封条也有优良的耐热、耐老化、耐臭氧、耐腐蚀等性能，但是这一类的密封条成本偏高。密封条执行标准GBT21282-2007乘用车用橡塑密封条二、密封条的设计要点及相关截面图1.发动机罩内密封发动机罩的密封条由纯海绵胶泡管或海绵胶泡管与密实胶复合构成，用于发动机罩同车身前部的密封。发动机罩内密封一般安装在发动机罩内板,也有安装在前保险杠上部装饰板上,使发动机罩内板与水箱上部的内饰密封,增加水箱的进风量,及降低从发动机舱传出的噪音。设计发动机罩内密封条时，一般在现有的车型中选择截面，按原有的车型截面尺寸来设计周边的相关附件.为了保证机罩关闭时有一定的缓冲量，关闭后又有密封作用，一般要求安装密封条的间隙在8-10mm,密封条的压缩量在3-5mm。设计时要注意卡的分布及安装空间。发动机罩密封条截面一一般有以下几种：2.通风盖板密封条通风盖板密封条密封条由纯海绵胶泡管或海绵胶泡管与密实胶复合构成，用卡扣固定在通风盖板或前围上部外板上，与发动机罩内板形成密封。通风盖板密封条的主要作用是，防止机盖的振动，降低从发动机舱里传出的噪音，及防止从前风窗玻璃上下来的雨水直接冲入发动机舱内。设计通风盖板密封条时，一般在现有的车型中选择截面，按原有的车型截面尺寸来设计周边的相关附件。为了保证机盖关闭时有一定的缓冲量，关闭后又有密封作用，一般要求安装通风盖板密封条处的间隙保证在10-12mm，密封条的压缩量保证在3-5mm.设计时要注意卡的分布及安装空间.通风盖板密封条的截面一般有如下几种3.风窗玻璃密封条/后窗玻璃密封条风窗玻璃密封条及后窗玻璃密封条的是由纯胶型条围接而成,它具有弹性也有相当的硬度，在挡风玻璃与车体之间起到垫托、固定与密封作用。风窗玻璃密封条材料一般为PVC，为了减少高温时的变形，一般在密封条中间加钢带或铜丝.也有的风窗玻璃密封条用EPDM制成,如GC-1.设计风窗相关密封条时，一般在现有的车型中选择截面，按原有的车型截面尺寸来设计周边的相关附件。为了保证风窗玻璃/后窗玻璃密封条安装后的效果，设计时必需保证涂玻璃密封胶处的周边与玻璃的间隙6mm,风窗玻璃/后窗玻璃侧面与周边的间隙7mm（两厢车后窗玻璃此处的间隙按整车的落差间隙要求设计）。风窗玻璃密封条材料为PVC，为了保证耐高温性能，一般在密封条中间加钢带或铜丝.如有的风窗密封条用EPDM制成，如CAMRY，风窗玻璃挡胶条一般由宽度为5mm,高度与风窗玻璃跟钣金间隙一致的发泡海绵制成,在设计此类密封条时，必需保证周边的相关附件间的间隙均匀一致，还有与通风盖板及顶盖装饰条的搭接关系4.顶盖装饰条顶盖装饰条主要作用是为了弥补顶盖与侧围焊接后的缝隙。为了保证顶盖装饰条装配后的效果，一般需要保证顶盖与侧围焊接后缝隙的宽度及深度。当此缝隙不均匀时，顶盖装饰条也可以按此结构研配，但这样必然会增加装饰条的成本。装饰条的材料一般为PVC，但为了保证耐高温性能，必需在中间加钢带或铜丝，也可以采用EPDM为材料。顶盖装饰条的安装方式，可以采用卡扣固定或3M胶带直接贴粘。设计装饰条时，一般在先确定顶盖装饰条的安装方式，是用卡扣连接还是顶盖上带翻与装饰条上的卡扣固定或者用3M胶带粘贴。接着选择截面，按此截面设计顶盖及侧围。在设计侧围与顶盖时，尽量保证装饰条安装饰槽的宽度及深度，这样可以尽可能减少装饰条的后加工程序，以达到降低成本的目的。如设计时采用的卡扣因定时，头部的第一个卡扣与端部的距离因保证在30mm内，这样装饰条的头部不容易起翘。如用3M胶带粘贴的，需保证顶盖装饰条低部平整.5.行李舱(背门）密封条行李舱密封条主要是安装在行李舱流水槽的周边，用于行李舱的密封及防止行李舱门的振动。该密封条的材料一般为EPDM钢带复合.设计行李舱(背门)密封条时，一般在现有的车型中选择截面，按原有的车型截面尺寸来设计周边的相关附件。为了保证行李舱门关闭时有一定的缓冲量，关闭后又有密封作用，一般要求安装行李舱密封条处的间隙均匀.如下图所示,保证尺寸B在10-12mm,密封条的压缩量保证尺寸A保证4-6mm.安装密封条的止口边长度必需一致，一般保证尺寸C在12-15mm左右。为了防止密封条在转角处起趋，转角处的圆角一般要求大于50mm,如果有特殊要求，可以有转角处加海绵管。为了保证密封条的密封性，又不会安装饰时装配不到位，要求尺寸D在3-5mm之间随着CAE技术的介入，汽车密封条的开发周期及成本会不断的降低，会更好更快的为各个车型设计出最佳的汽车用密封。同时出现在问题时，可以通过理论联系实际更快速，更低成本的做出整改。例如某结构行李箱密封条装车后在拐角处唇边容易起皱，密封性能不理想。现场测试后用ＣＡＥ模拟和分析密封条弯曲状态，分析和模拟结果与实际情况非常一致，即密封条在拐角处出现非常明显的起皱现象(如图a和b所示)。为此，运用ＣＡＥ优化行李箱密封条结构。装车试验表明，优化结构行李箱密封条(如图c和d所示)不起皱，密封性能好。图a图b图c图d6.车门玻璃导槽车门玻璃导槽密封条由不同硬度的密实胶组成，镶嵌入车身保证尺寸配合的精确性，达到密封防渗漏隔音的作用。密封条的唇边还粘贴有植绒面（现在有的密封条用表面喷涂来代替植绒），当玻璃上下移动时可以降低玻璃与胶条之间的滑动摩擦，而且还可以降低噪声。设计车门玻璃槽时，一般在现有的车型中选择截面，按原有的车型截面尺寸来设计周边的相关件。为了保证玻璃的顺利升降，玻璃导槽表面的滑动阻力≤1Kgf/100mm。表面涂层、植绒的磨耗试验满足QC/T711-2004的要求。此类密封条主要材料为EPDM。在设计此类密封条时，尽可能使用同一个截面,减少截面的数量,降低成本。在车门上安装玻璃导槽的有两种结构，一个是整车门，一种是分体车门（车门由车门内外板及辊压导轨焊接而成）前一种车门钣金的加工工艺简单，但由车门内外板构成的安装玻璃导槽的地方尺寸一致性不好保证，会增加密封条的加工难及装配后的质量证问题。分体式的车门就解决了这个问题，但又会增加成本及加大焊接的难度，所以在决定选用那种结构，就要看车型的定位。为了保证玻璃导槽的装配质量，就必先保证导槽的安装槽尺寸公差在1.5mm内.•在设计导槽时需要考虑的几点:•导槽的上部结构•C部：为了容易安装导槽，C部结构采用倾斜结构•A部：为了保证玻璃的升降，A部的尺寸要求保证在1.5-2.5mm•玻璃升到顶后，导槽两侧的小翻边与玻璃的适当接触宽度2-4mm•导槽表面涂层或植绒的滑动阻力因小于1.0Kgf/100mm7.车门玻璃内外密封条车窗内外侧条由纯胶型条或纯胶型条与塑料件复合构成，或者由PVC与钢带复合而成，它带有植绒面，除了降低与玻璃的摩擦外，还起到装饰作用。如为单一的胶料一般材料为TPR.设计通风车门内外玻璃密封条时，一般在现有的车型中选择截面，按原有的车型截面尺寸来设计周边的相关附件。在设计此数密封条，要着重考虑，外密封条的头部结构，及与车身的连接方式，车门板外密封条与角窗密封条与后视镜底坐的配合情况内密封条与车门内板的固定方式，有个别的内密封条是真接安装在车门内板上，而跟车门内饰板没有固定，此类密封条就要着重考虑车门内饰板在高温时的变形。•车门玻璃内外密封条设计时一般要求的尺寸8.门框密封条门框密封条顾名思义就是镶嵌在门框上的密封条。门框密封条不但要保证密封性，还要承受关门时的冲击力，因此它既要有弹性，也要有韧性主要由密实胶基体和海绵胶泡管两部分组成。实胶内含有金属骨架，起到加强胶条的定型和固定作用。海绵胶泡管柔软并富有弹性，起着受压变形，卸压反弹的功能。此外，有一些密封条的唇边部分由彩色胶构成或者贴有织物，色调美观有装饰作用。为了保证门框密封条的安装效果，在设计门框时，必需保证门框上安装密封条的翻边长度一致，在B柱转角处的最小圆角,必需前门框大于30mm后门框大于40mm.如小于这个值时，在转角处就需要加接角，这样无疑就会增加成本。当门框密封条作为主密封时，就必需保证侧围与门内板在密封处的间隙均匀，一般为12mm。门框密封条的压缩量3-5mm。为了保证关门时力量不会太大，要求门框密封条压缩负何在5N/100mm左右。一般车门框密封的颜色为黑色，为发提高档次，有的车门框密封条的可见密实胶表面覆盖一层彩胶或彩色编织物，颜色与内饰颜色一致。当车门有两道密封时对车门框的要求一般如下:A部：橡胶管的适当压缩量2-4mmB部：挡雨板的适当干涉量0.5-1mmG部：适当的彩胶厚度0.5-1mm适当的压缩荷重：0.2-0.4Kgf/100mm压缩后适当的接触宽度:2-5mm插入力小于60n/100mm拔出力大于60N/100mm9.车门周边密封条车门周边密封条结构有两种,一种为全海绵胶泡管，另一种由密实胶基体和海绵胶组成。这种密封胶粘贴或镶嵌在车门上，与门框密封条配合，以增加车门与车体的密封作用。车门头道密封条并不是每种轿车都采用，例如一些经济型轿车就没有，这主要是从节省成本方面考虑。车门周边密封条一般采用卡扣安装在车门内板上。为了保证车门周边密封条的密封效果，就要求保证车内板与侧围在密封处的间隙均匀一致。车门密封条密封上部结构:•A部：适当的压缩量5-8mm•B部：适当的干涉量量2-4mm•D部：考虑安装时的性能此外采用密实胶•海绵泡的压缩荷重:0.4-0.7Kgf/100mm•海绵压缩后的适当接触宽度:7-10mm车门密封条其它处截面•A部：适当的压缩量5-8mm•B部：适当的干涉量量0.5-1.5mm•海绵泡的压缩荷重:3-5N/100mm•海绵压缩后的适当接触宽度:6-8mm•C部：为了防止看到卡扣，此处设计一个向下的翻边10.车门内饰板下密封条车门内饰板下密封条的主要材料为EPDM或PVC钢带复合，主要功能就是为了防止灰尘从门槛护板处进入车箱（这类密封条主要是弥补一些门框密封条不是一整圈的车型，在门槛护板处的密封问题）。此类密封条一般装在车门内饰板的下方，固定方式一般是卡扣连接，也有如LG车型将密封条的骨架冲一个翻边，用此翻跟车门内饰连接此类密封条一般用在门框密封条不是一整圈的车型，用于车门内饰下部的密封条。此类密封条的截面比较简单，要求密封条的干涉量在3-5mm,固定方式一般采用卡扣与车门内饰板连接。11.风窗玻璃挡胶条风窗玻璃挡胶条的材料为EPDM海绵，一般截面为6×5长方体，用双面胶带与风窗玻璃连接。其主要作用是帮风窗玻璃定位，及防止玻璃胶溢出。12.发动机舱左右侧密封条一些高档轿车，为了降低发动机舱传出的噪声，会在机舱的两侧增加密封条，使发动机舱上方形成一周