关于无框车门密封结构及车辆的发展研究
摘要:汽车密封条汽车行业产业链长、关联度高、消费拉动大,已经成为我国经济的重要支柱产业。近年来,汽车行业已经从传统汽车逐渐向新能源汽车渗透,特别是我国的新能源汽车产业已经处于世界领先地位。随着我国经济的快速增长和居民收入水平的持续提高,对汽车的需求已经不仅是代步工具,电动化、智能化、网联化的新能源汽车正好契合新时代社会发展需求。无框车门因设计制造工艺难度大、成本高,原来只在高端跑车有所应用,随着新能源汽车的发展,追求时尚的新能源品牌不断采用无框车门结构。而无框车门密封系统主要有整体式和分体式两种主流结构,在实际生产应用中都存在相应的优缺点。本文针对当前无框车门问题,我们研究了一种无框车门密封结构及车辆。
关键词:汽车行业、密封结构、外观机构
引言:我国汽车产业相比发达国家的汽车产业发展起步较晚,但快速成长的国内市场和相对低廉的生产要素成本,吸引了全球汽车产业资源向我国集聚,各高端品牌纷纷在我国建立制造基地,高端品牌的转移显著提高了我国汽车整车和零部件产业的技术实力和制造能力,新能源汽车的发展也给我国汽车工业带来了前所未有的机遇。
车门作为一辆车中,较为显眼的部分,受到了无数消费者的关注。从以前的有框车门到现在的无框车门,车门也在持续升级和改造,尽可能地满足人民大众的需求。就目前市场发展来说,无框车门的造型更受大众的欢喜。因此,解决现有无框车门问题迫在眉睫。
1、对汽车车门的简要概述
1.1汽车车门发展历程
20世纪初的时候,那时大家的造车经验都很薄弱,当时的技术条件和制造工艺都有限,基本是小作坊式魔改生产,很多汽车也都是由马车改造,所以在无框车门在设计上受到早古欧洲马车的影响,相比于另外增加一个固定玻璃的窗框,显然无框车门的制造工艺要简单得多。
随着需求的升级,汽车慢慢变成现在目前常见的造型。除了各种性能,门框、车顶造型都很大程度和早古欧洲马车设计有关。从没有车顶和门框到全封闭车身的流行汽车行业大概花了15年时间。20世纪大部分汽车都有了车顶和门框,只有敞篷车和一些跑车、赛车还在使用无框车门。经过十几年的发展,汽车抛弃了原先柔软布质或织物车顶,使用硬质材料的可拆卸的车顶,所以改良现有的无框车门,顺应了时代的发展和潮流。
1.2改良无框车门的难点
相较于以往来说,现在的无框车门工艺会更复杂,要求更高,设计重点主要集中在密封性和侧碰安全性上。有框车门拥有完整的金属窗框,玻璃和框架通过密封胶条可以紧密贴合,再通过围绕着一整个车门的另一组胶条来完成密封。这相当于把玻璃的密封独立出来,当车门关闭时,窗框还可以同时提供额外的支撑,使得整个结构的密封性能更可靠。而无框车门的玻璃需要直接与车身框架相贴合以达到密封,橡胶密封件位于车门边缘和一整个ABC柱上,同时承担着窗户密封和车门密封的责任。要达到同等的密封效果,无框车门就需要比有框车门具有更高的工艺标准。
2、现有车辆存在的问题
现有技术中,无框车门密封系统基本结构大体相同。目前的无框车门密封条结构形式主要分为整体式与分体式两种,日系车、欧系(大众、奥迪)车选用整体式方案,欧系(奔驰、宝马)选用分体式方案。无框车门密封系统结构复杂,配合难度高,设计时需要充分考虑挡水路径、排水路径、关门力、关门声音、NVH等因素;此外考虑到设计、制造等因素,还要保证密封系统的整体性、断面的通用化程度和美观。
2.1 整体式无框车门密封系统是将不同断面集成到一根门洞条上,零件数量较少,整体性较好,但是断面和接角数量过多,结构工艺较为复杂,接角成本占比较高导致成本变高,有的还额外增加了立柱支架等,受整车尺寸及造型影响,支架和接角不能通用化。
2.2 分体式无框车门密封系统断面和接角较少,结构工艺相对简单,成本较整体式低;单件比较简单,可制造性较好,单件比较简单,可制造性较好,因此在国内得到了更多的应用。但是仍存在如下问题
2.2.1 外观较差,车门立柱与门护板分缝较大,车内可见车门钣金,外观层次多整体效果差等缺点。
2.2.2 分体式无框车门密封系统中的门框密封条还存在唇边不贴合、拐角褶皱的重大难题亟须解决。
2.2.3 当前无框车门密封系统中关键的门框密封条还存在重量比较重的缺点,需要适应新能源汽车零量化的需求。