CHENGSHIZHOUKAN 2019/3
赵文杰 中国第一汽车股份有限公司天津技术开发分公司
摘要：本文首先分析了车门密封条系统，其次分析了基于车门密封条系统的车门关门能量优化方案，最后分析了基于车门密封条系统的车门关门能量优化方案验证，旨在为基于车门密封条系统的车门关门能量的优化提供参考意见，在分析车门关门能量因素的基础上，通过DFSS 设计方式来优化车门密封条系统，进而实现对车门关门能量的优化。
关键词：车门密封条系统；车门关门能量；优化
密封条系统是主要的汽车车门关门能量因素，想要实现对汽车车门关门能量的优化，需要优化密封条系统设计，同时在优化设计过程中，寻到对密封条
压缩力敏感但是对制造偏差不敏感的变量，以此作为优化设计变量，进而有效的开展密封条系统优化设计工作，进而优化车门关门能量。
一、车门密封条系统概述
车门密封条系统直接关系到了汽车的防水性能、防尘性能、气密性、NVH 性能，同时也会对车门的关闭力度造成影响，为了确保车门密封条系统的应用性能，设计人员需要设计一个性能良好的密封条泡形，使其满足设定好的压缩负荷大小，这始终是影响现阶段汽车设计的一个关键指标。
车门密封条的密封原理如下：组成密封条的橡胶由口模挤出成型，进而形成泡管空腔结构，当关闭车门时，泡管空腔结构会顺着关门的方向发生压缩和变形，进而在车门周围形成密封接触面，接触面能够隔绝外界的水、空气、灰尘，以此来避免这些物质进入到汽车中，这表示想要实现汽车的良好密封，泡管空腔结构需要具备足够的密封压强[1]。
二、基于车门密封条系统的车门关门能量优化方案
１．选定关门力工程评价指标。
关门力工程评价较多，主要有关门力、关门能量、关门速度等，
并且不同车门开门位置选择的指标也有所不同，不同的选择指标会导致不同的设计注重点及不同的设计质量。考虑到车门关门能量测量难度较低，因此在密封条系统优化设计过程中，可以通过数学模型来分析统计密封条系统对汽车车门关门能量的影响，为此，本文选择关门能量作为关门力工程评价指标。
通过大量的统计分析调查，现总结客户损失与关门能量关系示意图如图1所示，由此可总结本次方案的优化指标为：车门开门95mm 位置处的关门能量小于6J [2]
。
图1 客户损失与关门能量关系示意图２．选定密封条优化变量。
车门密封条系统主要包括主密封条、次密封条、辅助密封条，
当车门关闭时，车门会与密封条接触进而另密封条变形，以此来吸收关门的能量，按照能量转换原理来说，密封条吸收的能量越少，车门所需要的能量越少，由此可见，降低密封条吸收的能量，便可以降低车门所需要的能量。
当然，车门所需要的能量除了和密封条吸收的能量有关之
外，还和车门与车身的匹配程度、汽车的制作质量有关，因此，在对密封条系统进行优化设计的过程中，除了要降低密封条吸收的能量，还需要提高密封条的防漏水防风噪性能，以此来实现防漏水防风噪性能和密封条吸收的能量的平衡，以此来形成关门能量较为稳定的车门密封条系统。
基于车门密封条系统的车门关门能量优化方案，选定密封条优化变量分为密封条变量和密封条压缩面变量两种，密封条变量有密封条唇边转折点圆角尺寸、密封条材料质量、密封条挤出断面壁厚、断面上挤压折弯转折点壁厚；密封条压缩面变量有密封条压缩面同密封条安装面角度、密封条压缩面配合
圆角尺寸[3]
。
３．优化车门密封条系统。
在选定了关门力工程评价指标和密封条优化变量之后，应用DFSS 设计方式选择出对制造偏差敏感性较差的密封条设计变量，每个设计变量应用正交列表选择2个设计参数，应用CAE 仿真技术对不同参数组合进行分析，进而得到密封条压缩变形特征示意图，如图2
所示。
图2 密封条压缩变形特征示意图
在经过信噪比分析之后，可以得出以下结论：密封条挤出断面壁厚和断面上挤压折弯转折点壁厚对密封条防风噪性能的敏感性较差，但是这两个变量在设计平均值中占比较高，即转变密封条挤出断面壁厚和断面上挤压折弯转折点壁厚这两个变量能够比较容易的改变密封条压缩变形特征，同时考虑到这两个变量对制造偏差敏感性较差，表示其对对制造偏差的
容差度较高[4]
。
通过上述优化选择，可以将原本的6个密封条优化变量最终优化为2个，即密封条挤出断面壁厚和断面上
挤压折弯转折点壁厚，通过改变这两个变量便能够比较容易的改变密封条压缩变形特征，以此来降低密封条吸收的能量，降低车门所需要的能量，进而实现低能量关门。
上述为一个汽车车门的基于车门密封条系统的车门关门能量优化方案，按照上述方案依次完成4个车门的车门关门能量优化，便可以完成整体的车门关门能量优化。
汽车密封条三、基于车门密封条系统的车门关门能量优化方
案验证
在完成了基于车门密封条系统的车门关门能量优化之后，需要选择密封条设计参数来计算车门关门能量，在实际的计算操作中，除了需要考虑车门密封条系统对关门能量的影响之外，还需要考虑铰链限位器系统、空气压阻、锁系统对关门能量的
城市周刊
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影响。设计人员需要应用CAE 仿真技术对基于车门密封条系统的车门关门能量优化方案进行仿真验证，以此来验证方案的实施效果，具体来讲，可以应用ExClose 软件来计算设计标准关门位置和距离设计标准关门位置2mm 位置的偏差，仿真验证结果如图3、图4所示。
通过图3、图4可以总结出如下结论：距离设计标准关门位置2mm 车门位置处的关门能量小于6J。
四、结语
本文从DFSS 设计方式和CAE 仿真技术的角度，全面分析了车门密封条这一主要的汽车车门关门能量因素，由此可以得知，在对车门密封条进行优化设计的过程中，需要确保车门密封条的防漏水和防风噪这一基本性能要求，并在此基础上通过具体的怒标志来实现对车门密封条性能的优化设计。
参考文献：
[1]王玉恒.车门密封条设计研究[J].上海汽车,2013(03):29-32+58.
[2]崔嵩，田耀坤.基于车门密封条系统的车门关门能量的优化[J].上海汽车,2010(10):47-49.
[3]高云凯，高大威，徐瑞尧，余海燕.车门密封条消耗能量计算[J].同济大学学报(自然科学版),2010,38(07):1069-1073
.
图
3 设计标准关门位置的偏差
图4 距离设计标准关门位置2mm 位置的偏差
（上接第89页）
（2）电容柜增加冷却风机，风机运行和超温检测报警：电容器组在变频器正常工作时温升非常快，而品质较好的电容器组不能高于105℃，若电容器组没有好的散热冷却方式，非常容易引起电容器组温度过高而损坏，因此电容器组散热冷却与超温报警非常重要。电容柜风机运行及电容柜温度报警：轧机运行时，电容柜冷却风机停止或电容柜电容柜温度高于80℃时，发出声光报警并在上位机上显示，同时与轧机运行连锁。未过钢生产时，轧机停止；过钢生产时，轧机运行15秒停止。
（3）制动电阻温度报警。在制动电阻中增设安装温控开关，以电气室内集中分布的多台制动电阻为单位分组（分为1#电气室东侧12367架制动电阻、1#电气室东侧4589架制动电阻、1#电气室西侧制动电阻和矫直机电气室制动电阻），每组由多个温控开关闭点串联接入PLC 中开关量输入模板中作为报警信号，将报警信号加入HMI 画面中，同时把故障报警加入声光报警，如图3所示。这样设计安装可以减少新增PLC 开关量输入点的数量，减少新增电气元器件及线路的投入，并且可以迅速判断确定故障制动电阻位置。
三、结语
目前，国内的钢材生产厂基本都面对这种升级换代的问题，同行业许多轧钢线正在进行改造，为了提高经济性、性价比，基本都采用先升级部分轧机传动装置，替下来的做备件的方案。纯采用西门子S 120装置升级6SE 70装置，一钢轧型材作业区做为标杆项目，能够安全可靠的无扰动替代原6SE 70装置，
替下的6SE 70装置作为应急备件进行使用，升级备件可与二钢轧厂新棒材作业区进行互换。升级后传动装置满足了现场工艺中的轧制要求。同时升级了控制系统模块，并在宣钢现有基础上对HMI、通讯程序及软件程序进行优化，增强了系统稳定性，在同业中处于领先地位。
参考文献：
[1]李梅，谢碧蓉，朱红绫.重庆发电厂脱硫控制系统改造[J].重庆电力高等专科学校学报，2011，16（04）：92-94.
[2]张军亮，刘龙.火力发电厂PLC系统改造为DCS 研究及实践[J].仪器仪表用户,2019,26(05):101-103.
[3]赖江静，卢学良.右江水力发电厂计算机监控系统上位机升级改造[J].广西水利水电,2018(06):78-81.
（上接第88页）
２．推广及应用情况。
对三高线工艺装备升级和传动控制性能的研究，改善了盘条的外观质量，提高了线材成品成才率，降低了电机故障。研究速度微张力控制，传动参数结构及参数对电机电流的影响，总结规律，推广到其他棒线，实现钢材的轧制性能提高和电机电流稳定；将加热炉前自动控制广泛推广到其他品种棒线生产过程中，全面提高产线自动化水平。
３．实施效果。
升级后的电控系统展现出了巨大优势。主控台监控曲线显示轧机速度波动范围缩窄，曲线紊乱现象消除，轧制电流平稳。12#料型较先前更加规范，头尾耳子长度由改造前的150cm 降至 40cm。成品尺寸精度更高，头尾耳子缺陷也大幅降低，由改造前的7-8圈减少为2-3圈.成品质量和成才率都得到了较大提高。
四、间接经济效益和社会效益
１．间接经济效益。
自动入炉上料功能的实现大大降低了职工的劳动强度，同时减少了对缓冲器的冲击，增加了其使用寿命，节约了材料备件费用。在生产中，升级后的电控系统展现出了巨大优势。主控台监控曲线显示轧机速度波动范围缩窄，曲线紊乱现象消除，轧制电流平稳。12#料型较先前更加规范，头尾耳子长度由改造前的150cm 降至 40cm。成品尺寸精度更高，头尾耳子缺陷也大幅降低，由改造前的7-8圈减少为2-3圈
２．社会效益。
该项目提高了三高线产品质量、达到品质钢生产要求。符合现代工业精确控制、高效节约的可持续发展
理念，创造了良好的社会效益。
五、结语
在计算机时代，对三高线工艺装备升级和传动控制性能的研究，改善了盘条的外观质量，提高了线材成品成才率，降低了电机故障。所以宣钢对炼钢控制程序进行优化，实现炼钢基础自动化，努力通过提高炼钢过程控制水平和规范化操作来为企业创造效益，更加为以后自动炼钢技术创造了必要的条件。
参考文献：
[1]姚建国，杨胜春，高宗和，杨志宏.电网调度自动化系统发展趋势展望[J].电力系统自动化,2007(13):7-11.
[2]王诤.电力调度自动化系统应用现状与发展趋势[J].中国高新技术企业,2008(23):86-87.
[3]张乐，李一.电网智能调度自动化系统发展趋势[J].电子技术与软件工程,2017(22):131.
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