客车气密性提升及其对车内噪声和能耗 影响的研究

李鹏 赵世宜

摘 要：客车整车密封性已经成为其行业一个非常重视的问题，且其密封性与汽车NVH性能车内噪声水平、整车能耗及空调制冷性能等密切相关。整车气体密封性能测试可以排查车身泄漏点和测量车内压力及泄漏量大小，深入探讨客车车身气密性设计和过程控制方法，通过对客车整车气密性试验结果进行研究，并以某车车内密封提升对整车噪声的影响及密封整改前后的车内温升曲线对比分析验证了整车气密性提升的重要性。

关键词：气密性;NVH;提升;气流量

中图分类号：U467  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）10-150-04

Research on the Improvement of Bus Air Tightness and its Influence on theNoise and Energy Consumption in the Bus

Li Peng， Zhao Shiyi

（ BYD Auto Industry Co. Ltd， Guangdong Shenzhen 518118 ）

Abstract： Bus sealing has become a very important issue in the industry， and vehicle airtightness is closely related to vehicle NVH performance， vehicle noise level， vehicle energy consumption， air conditioning and refrigeration performance. The whole vehicle gas seal performance test can check the leakage point of the vehicle body and measure the pressure and leakage amount in the vehicle， deeply discuss the design and process control method of the air sealing of the bus body， study the air sealing test results of several buses， and verify the influence of the improvement of the internal seal on the noise of the whole vehicle and the temperature rise curve before and after the improvement of the seal the importance of improving air sealing.

Keywords： Air tightness; NVH; Lift; Gas flow

CLC NO.： U467  Document Code：A  Article ID： 1671-7988（2020）10-150-04

引言

随着汽车制造水平的不断提高及汽车使用的日益普及，顾客对车辆的NVH、舒适性及动力经济学等汽车性能的要求也越来越高。在车辆安全性能、可靠性、动力经济性、驾驶性能差距较小时，汽车整车密封性能成为汽车对标竞争的重要因素之一，并且密封性对汽车车内噪声的影响也很大，较好的密封性能够起到提高车身结构隔声和消声的作用，对汽车热性能和燃油经济性也有较大的影响，因此提升整车密封性能有着非常重要的意义。整车密封性能涉及的方面较广，如车身骨架及封板结构设计、封板型材搭接质量、涂胶工艺、门窗等开闭件零件及密封胶条质量、装配质量等均影响整车密封性。只有逐个解决上述问题，才能从根本上提升整车气密性^[1-4]。本文将从设计和过程控制方面对客车气密性提升进行研究，并分析其对车内噪声及能耗水平的影响。

1 客车气密性测试及主要影响因素

为了便于分析和测量，通常对白车身和整车气密性进行测试。客车白车身又称客车骨架，客车骨架状态为客车车架、顶围、后围、左右侧围及前围合装基础上车内安装好地板与地板革、侧窗玻璃，车身安装车门、后挡风玻璃，但不安装仪表台、侧围内饰、风道、前挡风玻璃、座椅等饰件，车身外表面缝隙用胶密封。整车为下线整备车状态。测试时用气密性测试设备测量车内空气压力与整车外部压力的差值，单位为英寸水柱（inWC），测试设备显示屏显示的气流量为泄漏量，气流量单位为立方英尺/每分钟（SCFM）。

1.1 白车身气密性测试及存在主要问题

1.1.1 气密性测试

白车身气密性测试是向密封的白车身内部放置烟雾发生器使其产生烟雾，同时并向车内充气，使得车内空气压力高于环境空气压力，以此来检测白车身密封性能，也称正压法烟雾试验。通过现场检查白車身各处烟雾泄露的情况来识别白车身泄漏点，以此评定白车身的骨架、牛腿、封板等结构密封设计及涂胶、焊缝、密封填料等在彼此搭接、接缝区域的密封效果，并分析白车身密封的主要泄漏点和泄漏量。因其非常直观、效率高，现已被各客车厂广泛应用于白车身阶段定量及定性评价密封性能。

1.1.2 存在的主要问题

（1）前后仓泄露问题。部分车型前舱与前舱盖封板结构多为搭接结构，边缘铆接在前围骨架梁上，周边涂胶与发泡密封，主要泄漏点为盒体对接处。图2为某车前舱与前舱数模泄漏点，图3为某后舱泄漏点，图4为某后舱泄漏点放大图。

（2）蓄电池舱泄漏点。驾驶员侧车身下部蓄电池舱上方封板搭接在支架上，支架与骨架梁之间存在缝隙，还有线束过孔未封堵，这些都会造成泄漏。图5为某车蓄电池舱泄漏点。

（3）车身骨架常见泄漏点。该泄漏点存在于支架与骨架梁之间的缝隙，生产时有时未予密封;前围与侧围铆接孔未予堵盖密封;部分骨架线束过孔等孔洞未予密封及型材端头没有密封等。图6 为某车车身骨架部分泄漏点。

1.1.3 主要原因

分析上述图2-图6所示泄露点所处的部位和结构，导致其泄露的主要原因有以下几点：

（1）涂胶位置偏离焊接面而导致密封失效。

（2）涂胶量不足未填满焊缝而导致密封失效。

（3）焊缝搭接面无密封胶或涂胶长度不足而导

致密封失效。

（4）涂胶位置偏离或涂胶量泄露点密封失效。

（5）隔断块型面与钣金孔洞不匹配。

（6）隔断块、密封填料发泡后未有效封堵孔洞。

（7）可能原因为零部件质量或工装拼台造成。

1.2 整车气密性测试及存在主要问题

整车气密性测试一般安排在整车下线后进行整车气密性测试，是在静止状态下关闭全车门窗，然后在整车上选一合适窗户，接上气密性测试仪。测试时分别开启空调内循环和外循环，往车内注入一定压力气体，使得车内空气压力高于车外环境气压，测试气体泄漏量通过读取仪器显示屏实时数据定量评价车内外空气压差及气体泄漏量，也称正压法气密性试验，并以此评价整车气密性优劣水平。

影响整车气密性的因素主要有白车身气密性，车门车窗配合，安全天窗装配，门、窗等密封胶条型面，孔洞密封胶塞赌贴装配，管路密封棉，后视镜螺栓及门把手等装配后孔洞等等。图7为某车整车气密性试验，并通过分解试验测得前后门、侧窗、天窗、空调及车身本体等对整车气密性泄漏的贡献量。

2 客车气密性提升的方法和过程控制

2.1 白车身气密性提升的方法和过程控制

2.1.1 提升方法

针对影响白车身气密性的泄漏点进行如下气密性提升改进方案。

（1）前舱：控制生产状态，减少缝隙，并周边密封涂胶。

（2）后舱：后舱封板与后围蒙皮结构可采取搭接结构，封板与蒙皮连接方式采取胶粘方式，避免封板与蒙皮出现对接结构形式，同时进行生产管控，周边涂胶密封。

（3）骨架及蓄电池舱：型材端头可加板密封，封板搭接处更改支架结构，避免缝隙产生，前围与侧围铆接孔可开发相应的堵盖密封，牛腿处需生产管控，涂胶密封。

2.1.2 过程控制

白车身气密性质量提升除了需要设计人员严谨设计，更重要的离不开工厂生产过程质量控制。因人、机、料、法、环各个环节均有可能存在导致最终密封失效的不良因素，因此做好全面持续的过程监控必不可少。生产车间管理人员需要制定全面详细的整车生产质量管控图，相应工位内的员工互检、班组长抽检、工程师抽检、质量部在不同制造阶段设定质量检验站进行检验，每一检验都需制定明确细致的检验内容、方法及评价指标。

2.2 整车气密性提升的方法

除上述白车身气密性提升方法与过程控制，整车气密性主要从以下几个方面提升：

（1）前后车门、侧窗、安全天窗等开闭件泄漏量控制。控制门窗等开闭件泄漏量需要从门窗配合调整、密封胶条型面、密封胶条装配等方面进行控制。尤其是门窗配合除了需要关注外表面配合，内间隙控制会影响胶条密封效果。

（2）车身各孔洞密封堵塞、赌贴装配到位。如因下工序被其它零部件装配覆盖导致质量检验部门检测不了的车身内部隐蔽处堵塞，车间内部需重点设定互检工序进行确认。

（3）管路密封、通风道等各类过孔密封到位。空调管、下水管等装配时需要确保居中装配，密封泡沫棉、密封胶塞与封板平整贴合，不褶皱等。同时对于一些隐蔽部位，在气密性测试时需重点关注。

3 整车密封性对车内噪声的影响

客车在平整路面上行驶时，其车内噪声主要是驾驶员耳旁噪声对驾驶员的影响，最主要的测点位置位于驾驶员右耳边15mm处。对比车身本体及整车密封前后车内噪声测试结果可以得出整车密封对降低车内噪声的重要性。

某车初次气密性试验不能达到设计要求，通过从车身本体相关孔洞与骨架封板接缝密封、整车门窗等开闭件密封胶条优化及装配调试等优化调整、整车门窗等相关零件质量改进等大大提高了整车气密性。根据测试结果可以看出，在对车身进行密封后，车内噪声得到较大改善。在车速为60km/h时，车内噪声最大降低3.2dB（A）;在车速为40km/h时，车内噪声降低1.4d（A）。

4 车身密封性对整车能耗的影响

纯电动客车整车能耗水平直接影响电动车续驶里程，从而影响汽车性能和使用成本。整车能耗水平除了受驱动系统电机、空调及其他车用控制电器能耗与整车行驶阻力影响外，还受到车身密封性的很大影响，密封不好则会导致寒区车辆车内热量容易传导到车外而热区车辆车外热量容易传导到车外引起空调额外制热或制冷耗费大量车载电池能量。

利用我司环境舱实验室条件设计试验，将车内达到26°低温后到开到舱内40°高温环境后车内测点的温度升高曲线量化评价整车气密性对车内温度升高的影响，从而验证整车气密性对整车能耗的影响。

为验证整车密封性能提升对整车能耗的影响，对比我司车辆与外部标杆车的差距，对我司A车进行气密性试验，并按上述气密性提升方法对白车身及整车进行密封整改，在此基础上测试整改前后的A1、A2车与外部标杆车B车，测试结果如下图8所示。

从上图可以看出，A车原车A1未整改车比整改车A2整改车升温速率快1倍，5分钟可达到32°，而A2整改车

则需15分钟才达到同样温度，A1未密封整改与标杆车B车接近。通过密封整改可有效降低整车升温速率，从而等效认为可提高整车能耗性能，由此可见整车气密性提升对降低整车能耗的重要性。

5 结束语

通过系统研究数台客车整车与白车身气密性性能提升案例研究与验证，在改进过程中可得如下结论：

（1）上文所述白车身和整车气密性提升改进和控制方法是有效的，能系统的从白车身和整车角度对汽车密封性提供有效的检测和指导。

（2）较高的整车气密性是降低车内噪声的第一步，只有在提高整车车身密封性基础上，再对整车车内添加吸音隔音材料，对不同部件进行降噪处理，才能有效降低车内噪声。

（3）提高整车及白车身密封性对于降低整车能耗水平，提高整车燃油经济性具有积极重要的意义。

参考文献

[1] 王晓军.汽车车内噪声与车身密封性的关系探讨[J].北京：北京汽车，2011，（02）.

[2] 赵松林.噪声的降低与隔离[M].上海：同济大学出版社，1985.

[3] 吳澍平.江铃V3 型汽车车身气密性提升方法研究[D].吉林：吉林大学2011.

[4] 彭光正，纪春华，葛楠.气密性检测技术现状及发展趋势[J].机床与液压.2008（11）.