密封條設(shè)計(jì)培訓(xùn)-吉奧

1、汽車密封條設(shè)計(jì)開發(fā),飾件部－陳俊慧,【摘要】 汽車密封條行業(yè)正日益發(fā)展成為汽車工業(yè)中的一大重要組成部分。隨著中國(guó)汽工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車橡膠密封條行業(yè)也必須不斷創(chuàng)新，積極應(yīng)用新材料、新工藝、新裝備，不斷開發(fā)新的橡膠密封條產(chǎn)品以滿足不同用戶的需求。隨著密封條新材料的不斷開發(fā)，以及在設(shè)計(jì)階段CAE技術(shù)的價(jià)入，汽車密封條的開發(fā)周期及成本會(huì)不斷的降低，會(huì)更好更快的為各個(gè)車型設(shè)計(jì)出最佳的汽車用密封條。【關(guān)鍵詞】

2、 發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)密封條 通風(fēng)蓋板密封條 前/后窗玻璃密封條 頂蓋裝飾條 行李艙/背門密封條車門玻璃導(dǎo)槽 車門玻璃內(nèi)/外密封條 車門框密封條 車門周邊密封條 擋膠條 發(fā)動(dòng)機(jī)艙左右側(cè)密封條 側(cè)圍密封條 車門內(nèi)飾板下密封條 角窗玻璃密封 車門裝飾條/側(cè)圍裝飾條 EPDM PVC EPDM海綿 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 壓縮量 間隙 標(biāo)準(zhǔn),一、前言 轎車車身附件中有一個(gè)很重要的件，就是用合成橡膠制成的密封條，又

3、稱為防護(hù)性成型鑲條。主要應(yīng)用在車門門框、側(cè)面車窗、前后檔風(fēng)玻璃、發(fā)動(dòng)機(jī)罩和行李艙門上，起到密封的作用，另外也起到減振保護(hù)的作用。密封條的制作材料主要是聚氯乙稀（PVC）、乙丙烯橡膠（EPDM）、合成橡膠改性聚丙烯（PP-EPDM）等，通過擠壓成型或者注射成型等方法制成。密封條按材料可分為塑料密封條和橡膠密封條。塑料密封條主要有車門玻璃內(nèi)外密封條、后車門角窗玻璃密封條等一些硬度要求比較高(也可以在密封條中增加鋼帶)或需要模壓成型的密封條.

4、除以前所述之外,轎車上其它密封條一般都為橡膠密封.相對(duì)于普通的塑料密封條,橡膠密封條的最大優(yōu)點(diǎn)是耐熱、耐老化、耐臭氧、耐腐蝕 .但改性后的塑料密封條也有優(yōu)良的耐熱、耐老化、耐臭氧、耐腐蝕 等性能，但是這一類的密封條成本偏高。密封條執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GBT 21282-2007 乘用車用橡塑密封條,二、密封條的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及相關(guān)截面圖1.發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)密封 發(fā)動(dòng)機(jī)罩的密封條由純海綿膠泡管或海綿膠泡管與密實(shí)膠復(fù)合構(gòu)成，用于發(fā)動(dòng)機(jī)罩

5、同車身前部的密封。發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)密封一般安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)板,也有安裝在前保險(xiǎn)杠上部裝飾板上,使發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)板與水箱上部的內(nèi)飾密封,增加水箱的進(jìn)風(fēng)量,及降低從發(fā)動(dòng)機(jī)艙傳出的噪音。設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)密封條時(shí)，一般在現(xiàn)有的車型中選擇截面，按原有的車型截面尺寸來設(shè)計(jì)周邊的相關(guān)附件.為了保證機(jī)罩關(guān)閉時(shí)有一定的緩沖量，關(guān)閉后又有密封作用，一般要求安裝密封條的間隙在8-10mm,密封條的壓縮量在3-5mm。設(shè)計(jì)時(shí)要注意卡的分布及安裝空間。發(fā)動(dòng)機(jī)罩密封條截面一一

6、般有以下幾種：,,2.通風(fēng)蓋板密封條 通風(fēng)蓋板密封條密封條由純海綿膠泡管或海綿膠泡管與密實(shí)膠復(fù)合構(gòu)成，用卡扣固定在通風(fēng)蓋板或前圍上部外板上，與發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)板形成密封。通風(fēng)蓋板密封條的主要作用是，防止機(jī)蓋的振動(dòng)，降低從發(fā)動(dòng)機(jī)艙里傳出的噪音，及防止從前風(fēng)窗玻璃上下來的雨水直接沖入發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)。設(shè)計(jì)通風(fēng)蓋板密封條時(shí)，一般在現(xiàn)有的車型中選擇截面，按原有的車型截面尺寸來設(shè)計(jì)周邊的相關(guān)附件。為了保證機(jī)蓋關(guān)閉時(shí)有一定的緩沖量，關(guān)閉

7、后又有密封作用，一般要求安裝通風(fēng)蓋板密封條處的間隙保證在10-12mm，密封條的壓縮量保證在3-5mm.設(shè)計(jì)時(shí)要注意卡的分布及安裝空間。通風(fēng)蓋板密封條的截面一般有如下幾種：,,3.風(fēng)窗玻璃密封條/后窗玻璃密封條 風(fēng)窗玻璃密封條及后窗玻璃密封條的是由純膠型條圍接而成,它具有彈性也有相當(dāng)?shù)挠捕?，在擋風(fēng)玻璃與車體之間起到墊托、固定與密封作用。風(fēng)窗玻璃密封條材料一般為PVC，為了減少高溫時(shí)的變形，一般在密封條中間加鋼

8、帶或銅絲.也有的風(fēng)窗玻璃密封條用EPDM制成。設(shè)計(jì)風(fēng)窗相關(guān)密封條時(shí)，一般在現(xiàn)有的車型中選擇截面，按原有的車型截面尺寸來設(shè)計(jì)周邊的相關(guān)附件。為了保證風(fēng)窗玻璃/后窗玻璃密封條安裝后的效果，設(shè)計(jì)時(shí)必需保證涂玻璃密封膠處的周邊與玻璃的間隙6mm,風(fēng)窗玻璃/后窗玻璃側(cè)面與周邊的間隙7mm（兩廂車后窗玻璃此處的間隙按整車的落差間隙要求設(shè)計(jì)）。風(fēng)窗玻璃密封條材料為PVC，為了保證耐高溫性能，一般在密封條中間加鋼帶或銅絲.如有的風(fēng)窗密封條用EPDM制成

9、，如CAMRY，風(fēng)窗玻璃擋膠條一般由寬度為5mm,高度與風(fēng)窗玻璃跟鈑金間隙一致的發(fā)泡海綿制成,在設(shè)計(jì)此類密封條時(shí)，必需保證周邊的相關(guān)附件間的間隙均勻一致，還有與通風(fēng)蓋板及頂蓋裝飾條的搭接關(guān)系,,4.頂蓋裝飾條 頂蓋裝飾條主要作用是為了彌補(bǔ)頂蓋與側(cè)圍焊接后的縫隙。為了保證頂蓋裝飾條裝配后的效果，一般需要保證頂蓋與側(cè)圍焊接后縫隙的寬度及深度。當(dāng)此縫隙不均勻時(shí)，頂蓋裝飾條也可以按此結(jié)構(gòu)研配，但這樣必然會(huì)增加裝飾條的成本。裝飾條的

10、材料一般為PVC，但為了保證耐高溫性能，必需在中間加鋼帶或銅絲，也可以采用EPDM為材料。頂蓋裝飾條的安裝方式，可以采用卡扣固定或3M膠帶直接貼粘。設(shè)計(jì)裝飾條時(shí)，一般在先確定頂蓋裝飾條的安裝方式，是用卡扣連接還是頂蓋上帶翻與裝飾條上的卡扣固定或者用3M膠帶粘貼。接著選擇截面，按此截面設(shè)計(jì)頂蓋及側(cè)圍。在設(shè)計(jì)側(cè)圍與頂蓋時(shí)，盡量保證裝飾條安裝飾槽的寬度及深度，這樣可以盡可能減少裝飾條的后加工程序，以達(dá)到降低成本的目的。如設(shè)計(jì)時(shí)采用的卡扣因定時(shí)

11、，頭部的第一個(gè)卡扣與端部的距離因保證在30mm內(nèi)，這樣裝飾條的頭部不容易起翹。如用3M膠帶粘貼的，需保證頂蓋裝飾條低部平整.,,5.行李艙(背門）密封條 行李艙密封條主要是安裝在行李艙流水槽的周邊，用于行李艙的密封及防止行李艙門的振動(dòng)。該密封條的材料一般為EPDM鋼帶復(fù)合.設(shè)計(jì)行李艙(背門)密封條時(shí)，一般在現(xiàn)有的車型中選擇截面，按原有的車型截面尺寸來設(shè)計(jì)周邊的相關(guān)附件。為了保證行李艙門關(guān)閉時(shí)有一定的緩沖量，關(guān)閉后又

12、有密封作用，一般要求安裝行李艙密封條處的間隙均勻.如下圖所示,保證尺寸B在10-12mm,密封條的壓縮量保證尺寸A保證4-6mm .安裝密封條的止口邊長(zhǎng)度必需一致，一般保證尺寸C在12-15mm左右。為了防止密封條在轉(zhuǎn)角處起趨，轉(zhuǎn)角處的圓角一般要求大于50mm,如果有特殊要求，可以有轉(zhuǎn)角處加海綿管。為了保證密封條的密封性，又不會(huì)安裝飾時(shí)裝配不到位，要求尺寸D在3-5mm之間,隨著CAE技術(shù)的介入，汽車密封條的開發(fā)周期及成本會(huì)不斷的降低，

13、會(huì)更好更快的為各個(gè)車型設(shè)計(jì)出最佳的汽車用密封。同時(shí)出現(xiàn)在問題時(shí)，可以通過理論聯(lián)系實(shí)際更快速，更低成本的做出整改。例如某結(jié)構(gòu)行李箱密封條裝車后在拐角處唇邊容易起皺，密封性能不理想?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試后用ＣＡＥ模擬和分析密封條彎曲狀態(tài)，分析和模擬結(jié)果與實(shí)際情況非常一致，即密 封條在拐角處出現(xiàn)非常明顯的起皺現(xiàn)象(如圖a和b所示)。為此，運(yùn)用ＣＡＥ優(yōu)化行李箱密封條結(jié)構(gòu)。裝車試驗(yàn)表明，優(yōu)化結(jié)構(gòu)行李箱密封條(如圖c和d所示) 不起皺，密封性能好。,,,圖a

14、 圖b 圖c 圖d,6.車門玻璃導(dǎo)槽 車門玻璃導(dǎo)槽密封條由不同硬度的密實(shí)膠組成，鑲嵌入車身保證尺寸配合的精確性，達(dá)到密封防滲漏隔音的作用。密封條的唇邊還粘貼有植絨面（現(xiàn)在有的密封條用表

15、面噴涂來代替植絨），當(dāng)玻璃上下移動(dòng)時(shí)可以降低玻璃與膠條之間的滑動(dòng)摩擦，而且還可以降低噪聲。設(shè)計(jì)車門玻璃槽時(shí)，一般在現(xiàn)有的車型中選擇截面，按原有的車型截面尺寸來設(shè)計(jì)周邊的相關(guān)件。為了保證玻璃的順利升降，玻璃導(dǎo)槽表面的滑動(dòng)阻力≤10N/100mm。表面涂層、植絨的磨耗試驗(yàn)滿足QC/T711-2004的要求。此類密封條主要材料為EPDM。在設(shè)計(jì)此類密封條時(shí)，盡可能使用同一個(gè)截面,減少截面的數(shù)量,降低成本。,在車門上安裝玻璃導(dǎo)槽的有兩種結(jié)構(gòu)，一

16、個(gè)是整車門，一種是分體車門（車門由車門內(nèi)外板及輥壓導(dǎo)軌焊接而成）前一種車門鈑金的加工工藝簡(jiǎn)單，但由車門內(nèi)外板構(gòu)成的安裝玻璃導(dǎo)槽的地方尺寸一致性不好保證，會(huì)增加密封條的加工難及裝配后的質(zhì)量證問題。分體式的車門就解決了這個(gè)問題，但又會(huì)增加成本及加大焊接的難度，所以在決定選用那種結(jié)構(gòu)，就要看車型的定位。為了保證玻璃導(dǎo)槽的裝配質(zhì)量，就必先保證導(dǎo)槽的安裝槽尺寸公差在1.5mm內(nèi).在設(shè)計(jì)導(dǎo)槽時(shí)需要考慮的幾點(diǎn): 導(dǎo)槽的上部結(jié)構(gòu)

17、 C部：為了容易安裝導(dǎo)槽，C部結(jié)構(gòu)采用傾斜結(jié)構(gòu) A部：為了保證玻璃的升降，A部的尺寸要求 保證在1.5-2.5mm 玻璃升到頂后，導(dǎo)槽兩側(cè)的小翻邊與玻璃的 適當(dāng)接觸寬度2-4mm 導(dǎo)槽表面涂層或植絨的滑動(dòng)阻力因小于10N/100mm,7.車門玻璃內(nèi)外密封條 車窗內(nèi)外側(cè)條由純膠型條或純膠型條與塑料件復(fù)

18、合構(gòu)成，或者由PVC與鋼帶復(fù)合而成，它帶有植絨面，除了降低與玻璃的摩擦外，還起到裝飾作用。如為單一的膠料一般材料為TPR.設(shè)計(jì)通風(fēng)車門內(nèi)外玻璃密封條時(shí)，一般在現(xiàn)有的車型中選擇截面，按原有的車型截面尺寸來設(shè)計(jì)周邊的相關(guān)附件。在設(shè)計(jì)此數(shù)密封條，要著重考慮，外密封條的頭部結(jié)構(gòu)，及與車身的連接方式，車門板外密封條與角窗密封條與后視鏡底坐的配合情況內(nèi)密封條與車門內(nèi)板的固定方式，有個(gè)別的內(nèi)密封條是真接安裝在車門內(nèi)板上，而跟車門內(nèi)飾板沒有固定，此類密

19、封條就要著重考慮車門內(nèi)飾板在高溫時(shí)的變形。,車門玻璃內(nèi)外密封條設(shè)計(jì)時(shí)一般要求的尺寸,8.門框密封條 門框密封條顧名思義就是鑲嵌在門框上的密封條。門框密封條不但要保證密封性，還要承受關(guān)門時(shí)的沖擊力，因此它既要有彈性，也要有韌性主要由密實(shí)膠基體和海綿膠泡管兩部分組成。實(shí)膠內(nèi)含有金屬骨架，起到加強(qiáng)膠條的定型和固定作用。海綿膠泡管柔軟并富有彈性，起著受壓變形，卸壓反彈的功能。此外，有一些密封條的唇邊部分由彩色膠構(gòu)成或者貼有織物，色

20、調(diào)美觀有裝飾作用。為了保證門框密封條的安裝效果，在設(shè)計(jì)門框時(shí)，必需保證門框上安裝密封條的翻邊長(zhǎng)度一致，在B柱轉(zhuǎn)角處的最小圓角,必需前門框大于30mm后門框大于40mm.如小于這個(gè)值時(shí)，在轉(zhuǎn)角處就需要加接角，這樣無(wú)疑就會(huì)增加成本。當(dāng)門框密封條作為主密封時(shí)，就必需保證側(cè)圍與門內(nèi)板在密封處的間隙均勻，一般為12mm。門框密封條的壓縮量3-5mm。為了保證關(guān)門時(shí)力量不會(huì)太大，要求門框密封條壓縮負(fù)何在5N/100mm左右。一般車門框密封的顏色為黑

21、色，為發(fā)提高檔次，有的車門框密封條的可見密實(shí)膠表面覆蓋一層彩膠或彩色編織物，顏色與內(nèi)飾顏色一致。當(dāng)車門有兩道密封時(shí)對(duì)車門框的要求一般如下:,A部：橡膠管的適當(dāng)壓縮量2-4mmB部：擋雨板的適當(dāng)干涉量0.5-1mmG部：適當(dāng)?shù)牟誓z厚度0.5-1mm適當(dāng)?shù)膲嚎s荷重：0.2-0.4Kgf/100mm壓縮后適當(dāng)?shù)慕佑|寬度:2-5mm插入力小于60n/100mm拔出力大于60N/100mm,9.車門周邊密封條

22、 車門周邊密封條結(jié)構(gòu)有兩種,一種為全海綿膠泡管，另一種由密實(shí)膠基體和海綿膠組成。這種密封膠粘貼或鑲嵌在車門上，與門框密封條配合，以增加車門與車體的密封作用。車門頭道密封條并不是每種轎車都采用，例如一些經(jīng)濟(jì)型轎車就沒有，這主要是從節(jié)省成本方面考慮。車門周邊密封條一般采用卡扣安裝在車門內(nèi)板上。 為了保證車門周邊密封條的密封效果，就要求保證車內(nèi)板與側(cè)圍在密封處的間隙均勻一致。車門密封條密封上部結(jié)構(gòu):A部：適當(dāng)?shù)膲嚎s量5-8mm B

23、部：適當(dāng)?shù)母缮媪?-4mmD部：考慮安裝時(shí)的性能此外采用密實(shí)膠海綿泡的壓縮荷重:0.4-0.7Kgf/100mm海綿壓縮后的適當(dāng)接觸寬度:7-10mm,車門密封條其它處截面A部：適當(dāng)?shù)膲嚎s量5-8mmB部：適當(dāng)?shù)母缮媪苛?.5-1.5mm海綿泡的壓縮荷重:3-5N/100mm海綿壓縮后的適當(dāng)接觸寬度:6-8mmC部：為了防止看到卡扣，此處設(shè)計(jì)一個(gè)向下的翻邊,10.車門內(nèi)飾板下密封條 車門內(nèi)飾板下密

24、封條的主要材料為EPDM或PVC鋼帶復(fù)合，主要功能就是為了防止灰塵從門檻護(hù)板處進(jìn)入車箱（這類密封條主要是彌補(bǔ)一些門框密封條不是一整圈的車型，在門檻護(hù)板處的密封問題）。此類密封條一般裝在車門內(nèi)飾板的下方，固定方式一般是卡扣連接，也有如LG車型將密封條的骨架沖一個(gè)翻邊，用此翻跟車門內(nèi)飾連接此類密封條一般用在門框密封條不是一整圈的車型，用于車門內(nèi)飾下部的密封條。此類密封條的截面比較簡(jiǎn)單，要求密封條的干涉量在3-5mm,固定方式一般采用卡扣與車

25、門內(nèi)飾板連接。,,,11.風(fēng)窗玻璃擋膠條 風(fēng)窗玻璃擋膠條的材料為EPDM海綿，一般截面為6×5長(zhǎng)方體，用雙面 膠帶與風(fēng)窗玻璃連接。其主要作用是幫風(fēng)窗玻璃定位，及防止玻璃膠溢出。,12.發(fā)動(dòng)機(jī)艙左右側(cè)密封條 一些高檔轎車，為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)艙傳出的噪聲，會(huì)在機(jī)艙的兩側(cè)增加密封條，使發(fā)動(dòng)機(jī)艙上方形成一周的密封。此類密封條的主要材料是EPDM海綿，采用卡扣與翼子板的翻連接,3.側(cè)圍密封條

26、 此類密封條一般用上車門上只有單道密封的車型上，安裝在側(cè)圍上方，減少車頂氣流及寸水對(duì)車門上方的沖擊，以提高車門的密封條效果，一般制作材料為EPDM,用3M膠帶與側(cè)圍連接。,控制計(jì)劃,14.角窗玻璃密封條 角窗玻璃密封條一般由PVC注塑而成，也有一些高檔車將PVC跟角窗玻璃整體注塑而成或外加裝飾亮條，這類密封條外觀質(zhì)量好，但成本比較高(結(jié)構(gòu)如圖所示)。角窗玻璃密封條一般是車身完成后，密封條的結(jié)構(gòu)按車身重新設(shè)

27、計(jì)并以固定在車身側(cè)圍上居多。這類型要注意與周邊及其它裝飾條的關(guān)系,特別要注意整體概念和衍接過渡效果,與車身搭接的唇邊以過盈配合為主選擇。角部的過渡與端部封頭一直是加工工藝的難點(diǎn)，設(shè)計(jì)過程中需注意角度和圓角的大小,,15車門上裝飾條/側(cè)圍裝飾條 車門裝飾條主要材料為光亮型不銹鋼或光亮表面的硬鋁(表面鍍層/陽(yáng)極氧化)和EPDM/PVC的復(fù)合體或裝配體組成；按此類產(chǎn)品開發(fā)成本高、周期長(zhǎng)多用于較高檔次的車型當(dāng)中，有二種

28、常規(guī)結(jié)構(gòu)居多，如下 1）.將裝飾條裝配在車身側(cè)圍上通稱側(cè)圍裝飾條，寬度略比車門玻璃外擋水條窄，代表車型有：奧迪系列中的A4，A5，A6，Q5，Q7；大眾系列帕薩特等。裝配方式多為塑料卡扣加雙面膠帶雙重固定的方式，結(jié)構(gòu)可靠耐用 2). 將裝飾條裝配在車框上通稱窗框裝飾條，外觀概念與車身其它裝飾條衍接的比較自然,外觀的整體性比較強(qiáng),但前后門及與其它件的匹配較為困難,代表車型有:寶馬的5系,豐田的凱美瑞,雪鐵龍的K5等,

29、,三、總結(jié) 過去的密封條生產(chǎn)采用人工壓模成型，工藝簡(jiǎn)陋落后，形狀單一，多是 H 形?，F(xiàn)在的密封條生產(chǎn)采用計(jì)算機(jī)控制下的擠壓成型或者注射模壓技術(shù)，包括復(fù)合擠出、可變口徑擠出、微波硫化表面噴涂等技術(shù)。例如，在計(jì)算機(jī)的控制下可變口徑擠出技術(shù)在密封條擠出過程中可以改變截面的大小和形狀，形狀多樣，一氣呵成這樣,密封條就能緊貼車身，密封效果好。 隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求的提高和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，汽車整車的綠色化越來越引起起人們的關(guān)注。汽車綠

30、色化必然要求其零部件的綠色化。 綠色產(chǎn)品不但要具有它原來的實(shí)用性，而且還具有舒適性、安全性和環(huán)保性.乘用汽車密封條是乘用汽車零部件之一?，F(xiàn)在，乘用汽車密封的綠色化問題也開始引起了人們的關(guān)注和重視（已有相關(guān)的汽車內(nèi)飾氣味標(biāo)準(zhǔn))。,綠色乘用車密封條的基本要素：1）實(shí)用性對(duì)任何一種產(chǎn)品都是重要的。綠色乘用汽車密封條也不例外。它首先要具有一般乘用汽車密封條的密封、減震、減摩、隔音、擋風(fēng)、裝飾的功能，防止外部的風(fēng)沙、雨水、濕

31、氣、塵土等有害物質(zhì)侵入車內(nèi)，以提高乘用汽車零部件的工作壽命和乘座的舒適性。2）綠色乘用車密封條的色澤應(yīng)與乘用汽車車體的油漆色澤、車內(nèi)、外裝飾協(xié)調(diào)，匹配和諧，具有美感。3）綠色乘用汽車密封條所采用的原材料不應(yīng)含有于環(huán)境保護(hù)不利的成份。4）綠色乘用汽車密封條具有良好的可清洗性，以便在裝車過程中如果被消音劑、不干膠等粘污時(shí)能使用一般清洗劑予以清除。,5）綠色乘用汽車密封條具有良好的油漆不敏感性，使之在汽車使用過程中不會(huì)產(chǎn)生對(duì)乘用汽車車