Internal Combustion Engine&Parts
0引言
背门密封条是汽车背门密封系统重要的组成部分，其性能的好坏直接影响汽车的密封性、舒适性、美观性。在实际生产过程中，经常碰到背门密封条起皱问题，其主要有三种起皱现象：密封泡管起皱、防水唇边起皱、披边起皱。因此本文主要讲述的是对汽车背门密封条三种起皱问题的分析、改进和总结。
1背门密封条简介
背门密封条是安装在背门侧围上的一圈胶条，属于动态密封，依靠密封条的压缩变形来填充背门和侧围外板的缝隙，防止外部的风雨、尘土等有害物质侵入车内，减少汽车在行驶中产生的震动，缓和背门关闭时的冲击力。常见的背门密封条主要有三部分组成：①EPDM密实橡胶；②EPDM海绵橡胶；③金属骨架。背门密封条断面如图1所示。
图1背门密封条断面图
1.海绵泡管部分；
2.密实胶部分；
3.金属骨架；
4.防水唇边；
5.披边.
2背门密封条的起皱问题分析
本章对背门密封条三种起皱问题进行分析总结。
2.1密封泡管起皱
2.1.1起皱现象分析
对故障车进行分析发现，密封泡管起皱现象多产生于拐角处，外观质量差，密封效果下降，容易造成背门拐角处漏水。密封条在拐角弯曲时，内侧要收缩，外侧要拉伸。因海绵泡直径大，在弯曲半径不变的情况下，内侧收缩产生的余量大，不能够被吸收而起皱，Margin越小折皱越厉害[1]。
2.1.2起皱现象的主要影响
泡管起皱使得密封效果下降，密封条功能失效也就意味着密封条的防水、密封、隔音、防尘等重要作用
失效，NVH 性能下降。密封条无法起到密封的作用，将导致水流进入到车内，严重影响整车产品质量[2]。同时拐角处泡管属于外观可视面，起皱现象严重影响客户对汽车品质的感观。
2.1.3起皱现象的根本原因分析
2.1.
3.1产品结构是否合理
背门密封条泡管结构大致分为3种：桃心形、圆形、辅助性，如图2所示。其中市场上大多数车型的背门密封条泡管结构选用桃心形。其中泡管的宽度、高度也是影响泡管起皱的主要因素，泡管宽度一般设计为10mm（min），泡管高度一般设计为18~22mm。成熟的背门密封条泡管结构，可以避免各种问题的发生。
图2泡管结构图
桃心形圆形辅助形
2.1.
3.2泡管壁厚
根据对标市场上的各车型发现背门密封条泡管壁厚一般设计为1.5~2.1mm，压缩载荷一般定义为8±2N/ 100mm。泡管壁厚过小容易造成压缩载荷偏小和拐角处密封条起皱，使得密封性能下降；泡管壁厚过大容易造成压缩载荷偏大，使得背门关闭困难。合理的定义泡管壁厚和压缩载荷，有利于提升密封性能和开关门舒适感。
2.1.
3.3泡管干涉量
根据对标市场上的各车型发现泡管与背门内板干涉量一般设计为6~8mm。泡管干涉量太大，导致长时间受压后泡管起皱；泡管干涉量太小，导致密封不严，容易漏水，NVH性能下降。（图3）
2.1.
3.4产品是否符合图纸
要求供应商每个批次需要投影至少3个挤出断面的十倍放大图，与理论基础断面对比，观察实际挤出断面是否在公差控制区域内。一般要求精断面区域公差为±0.2mm，其他区域公差为±0.3mm。密封条挤出时，如果气压控制不当，容易造成海绵泡管壁厚不均匀，泡管形状大小与理论要求不符，使得拐角处密封条起皱，密封效果下降。
汽车背门密封条起皱问题解析
吴正伟；杨林；王定虎
（江西昌河汽车有限责任公司，景德镇333001）
摘要：文章主要对背门密封条在装配过程中出现的各种起皱问题进行归纳分析，总结出解决方案，以保证装配后的背门密封条外观质量和密封性能。
关键词：背门密封条；起皱问题；解决方案
2.1.
3.5密封条装配是否到位
对故障车密封条进行重新返修安装，确保密封条装配到位，同时还可以通过调整装配工艺，拐角处密封条拉紧安装。装配以后观察背门框钣金拐角处密封条是否有起皱现象，即可判断密封条装配是否到位和装配工艺是否是造成密封条起皱的根本原因。
2.1.4泡管起皱现象的解决措施针对以上分析，可知要解决密封条泡管起皱问题就得从设计、生产、检测、装配等方面着手。
①背门密封条在安装时会随着侧围钣金件的弧度变化进行弯曲变形，拐角处区域通常是最容易产生密封泡管打皱。因此密封条断面设计时，借助MARC 有限元分析方法，对折弯处密封条进行弯曲变形模拟分析，观察转角区域的等效柯西应力分布，判断弯曲中心的断面密封泡管，在装配后是否会发生起皱[3]。因此通过有限元分析手段，可以判断密封条断面设计是否满足要求。
②要求供应商对零件标记生产标识内容，明确生产批次，并对每个批次的样件定时进行至少3个断面投影，保存投影记录，确保实际生产挤出符合要求。
③为了直观的、快速的进行验证起皱问题，可以采用开具快速模具或者3D 打印方式，如图3所示，加工一段样品，在相对应的位置的工装检块上面进行实物匹配验证。
④背门密封条装配时，应该在工艺卡片上明确安装顺序，并对相关装配人员提前进行培训考核，确保装配手法正确到位，从而避免因装配误差导致密封条起皱问题。
⑤在装配过程中，如果因为泡管壁厚不够造成拐角处密封条起皱，可以在拐角处泡管中增加一段海绵芯管，并用蚂蚁钉固定，达到增强泡管强度的作用，从而有效的消除折弯处泡管起皱问题。
⑥密封条在运输过程中，应明确使用合理的工装存放，同时在停放过程，应避免长时间堆压在一起，造成泡管起皱。
2.2防水唇边起皱2.2.1起皱现象分析
对故障车进行分析发现，防水唇边起皱现象多产生于拐角处，导致密封不严，背门拐角处漏水。唇边部位为EPDM 发泡橡胶材料，在实际使用中，该唇边部位横向刚度比较小，受压时可能会发生起皱现象。
2.2.2起皱现象的主要影响
防水唇边起皱导致唇边与背门框侧围外板配合不良，产生间隙，从而造成密封效果下降，增加漏水、风噪等问题产生的风险。
2.2.3起皱现象的根本原因分析
影响防水唇边起皱主要因素主要有：产品结构是否合理、防水唇边材料、防水唇边干涉量、产品是否符合图纸、密封条装配是否到位。下面针对以上因素对防水唇边起皱的故障进行分析。
2.2.
3.1产品结构是否合理
背门密封条防水唇边结构大致分为3种：压接形、卷曲形、叉脚形，如图4所示。其中市场上大多数车型的背门密封条防水唇边结构选用叉脚形。其中唇边的角度、长度及厚度是影响起皱的主要因素，唇边角度变小（防水唇边与U 型槽夹持边角度一般设计为120°~150°），且形状变短变厚，对改善唇边起皱现象有利，因此合理的结构断面可以保证产品的质量。
图4防水唇边结构图
压接形卷曲形叉脚形
2.2.
3.2防水唇边材料
唇边部位为EPDM 海绵橡胶组成，其横向刚度比较小，受压时容易发生失稳而起皱。若增加其厚度则可加强其横向刚度及失稳时的临界应力，但太厚会导致材料浪费及与车身的配合。此外，由于海绵橡胶材料可以吸收应变能，材料越软越能吸收更多的应变能，因此选用更软些的材料也会有助于减少起皱的发生。
2.2.
3.3防水唇边干涉量
根据对标市场上的各车型发现防水唇边与背门框侧围外板干涉量一般设计为2~4mm ，如图7所示。唇边干涉量太大，容易造成唇边褶皱起波浪；唇边干涉量太小，密封不严，容易造成漏水。
2.2.
3.4产品是否符合图纸
要求供应商每个批次需要投影至少3个挤出断面的十倍放大图，与理论基础断面对比，观察实际挤出断面是否在公差控制区域内。一般要求精断面区域公差为±0.2mm ，其他区域公差为±0.3mm 。
2.2.
3.5密封条装配是否到位
对故障车密封条进行重新返修安装，确保密封条装配到位。装配以后观察背门框钣金拐角处密封条唇边是否有起皱现象，即可判断密封条装配是否是造成密封条唇边起皱的根本原因。
2.2.4防水唇边起皱现象的解决措施针对以上分析，可知要解决防水唇边起皱问题就得从设计、生产、检测、装配等方面着手。
①背门密封条防水唇边起皱主要是由于弯曲受压失稳而引起，因此密封条断面设计时，可借助MARC 所提供的追踪屈曲/失稳路径的弧长法，对防水唇边结构进行有
图3快速工装检具
图
Internal Combustion Engine&Parts 限元分析，通过结构和材料的优化可以改善背门框密封条防水唇边的起皱现象。
②要求供应商对零件标记生产标识内容，明确生产批次，并对每个批次的样件定时进行至少3个断面投影，保存投影记录，确保实际生产挤出符合要求。
③为了直观的、快速的进行验证起皱问题，可以采用开具快速模具或者3D打印方式，加工一段样品，在相对应的位置的工装检块上面进行实物匹配验证。
④背门密封条装配时，应该在工艺卡片上明确安装顺序，并对相关装配人员提前进行培训考核，确保装配手法正确到位。从而避免因装配误差导致密封条起皱问题。
2.3披边起皱
汽车密封条2.3.1起皱现象分析
对故障车进行分析发现，披边起皱现象多产生于拐角处。披边部位为EPDM密实橡胶材料或者EPDM密实胶与海绵胶共挤组成，在实际使用中，拐角处披边由于应力集中可能会发生起皱现象。
2.3.2起皱现象的主要影响
披边起皱导致披边与内饰件配合不良，影响客户对汽车品质的感观。
2.3.3起皱现象的根本原因分析
影响披边起皱主要因素主要有：产品结构是否合理、钣金R角、总长尺寸是否合理、产品是否符合图纸、密封条装配是否到位。下面针对以上因素对披边起皱的故障进行分析。
2.3.3.1产品结构是否合理
背门密封条披边结构大致分为3种：包覆形、搭接形、复合形。如图5所示。其中市场上大多数车型的背门密封条防水唇边结构选用复合形。其中披边的弧度、长度、厚度、硬度是影响起皱的主要因素，披边弧度偏大，形状偏短偏厚，材料偏硬，对改善披边起皱现象有利。为了保证披边与内饰件的配合，密封条披边一般应压住顶棚边缘至少6mm，一般8mm。同时顶棚边缘和密封条应保留至少2mm 的间隙，一般3mm。防止干涉，密封条的披边和顶棚的干涉量一般为2.5mm。如图6所示。
图5披边结构图
包覆形搭接形复合形
2.3.3.2钣金R角
前期设计时，钣金的拐角半径一定要足够大（R大于100mm），背门框钣金拐角R角太小，容易导致该处披边应力集中，造成起皱。
2.3.3.3总长尺寸是否合理
由于密封条总长尺寸存在一定公差，金属骨架是影响总长尺寸的重要因素。根据对标市场上的各车型发现大多数背门密封条金属骨架选用不打断钢带，尺寸容易控制，公差可控制到±10mm。同时根据装配环境，适当调整总长尺寸，改善因天气温度变化带来的装配不良情况。总长尺寸过长，容易导致该处披边应力集中，造成起皱；总长尺寸过短，容易导致装配困难，密封条起翘脱落。
2.3.3.4产品是否符合图纸
要求供应商每个批次需要投影至少3个挤出断面的十倍放大图，与理论基础断面对比，观察实际挤出断面是否在公差控制区域内。一般要求精断面区域公差为±0.2mm，其他区域公差为±0.3mm。
2.3.3.5密封条装配是否到位
对故障车密封条进行重新返修安装，确保密封条装配到位，同时还可以通过调整装配工艺，拐角处密封条拉紧安装。装配以后观察背门框钣金拐角处密封条是否有起皱现象，即可判断密封条装配是否到位和装配工艺是否是造成密封条起皱的根本原因。
2.3.4披边起皱现象的解决措施
针对以上分析，可知要解决披边起皱问题就得从设计、生产、装配等方面着手。
①背门密封条披边起皱主要是由于应力集中造成的，因此密封条断面设计时，可借助CAE分析拐角处披边的应力分布情况，根据分析结果，优化断面，改善背门框密封条披边的起皱现象。
②要求供应商对零件标记生产标识内容，明确生产批次，并对每个批次的样件定时进行至少3个断面投影，保存投影记录，确保实际生产挤出符合要求。
③背门密封条装配时，应该在工艺卡片上明确安装顺序，并对相关装配人员提前进行培训考核，确保装配手法正确到位，从而避免因装配误差导致密封条起皱问题。
3结论
本文分析了背门密封条三种起皱的原因，并详细阐述了相关的影响因素，提出了对应的解决措施。在产品开发前和产品开发过程中，借鉴其他结构时，不能按部就班，应充分考虑到的零件系统的所有关键因素。
参考文献院
[1]李震生.车辆密封系统组成及装配缺陷要点分析[J].科技论坛，2016（05）：34.
[2]刘绍娟.某微车后侧门门框密封条漏水问题分析及设计改进[J].企业科技与发展，2016（03）：116-119.
[3]黄燕敏.基于仿真分析的轿车门框密封条装配结构改进研究[J].汽车技术，2011（11）：34-36.
图6披边与顶棚配合图
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