雷启
长沙永昌车辆零部件有限公司 410323
摘要：作为客户关注的热点之一，后备箱密封系统以及后备箱漏水问题对于整车的评价结果尤为重要。良好的密封性成为检验汽车后背箱的一项重要功能性指标。然而，在整车的生产制造过程中经常会出现后备箱漏水的议题。因此，如何对漏水问题的根本原因进行高效分析，以及在今后的设计中如何降低此类风险成为了各个主机厂亟待解决的问题。本文主要分析后备箱密封系统失效原因分析。
关键词：后备箱胶条；漏水；内间隙；插拔力；钣金偏移
引言
随着汽车造型的不断变化与发展，顾客对于后备箱开口尺寸提出了更大的需求。另外随着汽车产业更高的柔性化生产的需求，以及争取更高的效益，后备箱密封胶条的断面设计也需要适应多种钣金造型和不同的焊接结构。这对后备箱密封系统的设计及性能提出了更高的要求。
1、密封系统失效的影响因素
本文讨论可能导致后备箱密封系统失效的各项因素，旨在为后备箱漏水问题提供分析优化及解决方案。典型的后备箱密封结构由车身钣金法兰边、密封胶条以及后备箱门内板组成。箭头所指示的为水流方向。常见的漏水失效模式分为两种情况：（1）水流通过胶条泡管表面流入后备箱内；（2）水流通过胶条内齿结构从法兰边流入后备箱。基于这两种不同的漏水情况，常见的可导致漏水的主要因素可分为三个方面：后备箱胶条、后备箱车身钣金法兰边状态以及装配过程中对于漏水问题产生的不良影响。
2、汽车后备箱法兰边密封系统分析
2.1后备箱法兰边密封系统构成及原理
根据水流过程及结构设计原理，细分为两道密封：第一道，密封条侧边内齿及密封胶与外层钣金侧边的贴合；第二道：法兰边钣金夹层缝隙与密封条底部的密封；当水流突破两层密封后，即进入后备箱造成漏雨问题。
2.2后备箱法兰边密封影响因素及问题分析
2.1分析显示，影响密封性的关键指标如下:①板材厚度过大，密封条难以装配，可能导致第一层密封板与密封条侧边之间存在轻微粘接；及②板材位置不良:当内层板材超过一定的外部范围时，可能会导致法兰边缘外侧板与密封条侧边之间的粘结面减小，且不会与内齿粘接。如果密封胶位于底部，则无法填充钣金凹槽。③密封条的插入和拔出力:主要由横截面尺寸决定，影响密封条的装配方便性，如果太大，可能导致内齿不与钢板紧，容易与钢板分离；如果太小，可能会使钣金难以装配到密封带的底部，从而大大降低密封安全系数。 ④密封胶位置:密封胶位置在密封条一侧时，效果为加强第一层密封性；如果密封胶位于底部，则用于填充钣金件接头并形成第二个密封层；如果密封带是通过流动方法装配的，则密封胶容易压缩和分散，效果显着降低。②密封胶量:当密封胶位置在侧面且存在辊系工艺时，胶量的影响不明显。在底部设计密封胶时，它用于填充钣金接缝，这对次要接缝有很大影响，胶量必须与钣金偏移量相匹配。⑥密封条接口安装位置:密封条接口容易破裂，由于技术原因，有分模线，容易引起法兰边缘密封性不良协调。安装位置应与厚钣金区域和大雨压力区域偏移，以避免危险位置重叠。②密封条安装技术:法兰边缘的钢板厚度和室外降雨压力分布不同，钢板厚度大、降雨压力大的部位密封性安全系数低，密封条安装要求较高。以上分析后，通过比较GF模型的状态，发现其主要问题是:①板材厚度和法兰边缘位置误差量无法控制，没有标准；②密封胶侧位置设计功能不明显，不利于形成二层密封系统；③密封条的装配工艺及其接口安装位置不能避免雨漏危险点。
3、后备箱密封条
后备箱密封胶条是构成后备箱密封系统的重要零件。后备箱胶条典型断面结构（左：双腔，右：单腔）通常此胶条结构由密实胶，发泡胶，密封剂，金属骨架以及纤维线构成。其中密实胶主要分布在胶条开口、内齿以及挡水唇边处，发泡胶主要分布在顶部泡管、装饰唇边以及部分内齿处。
3.1插拔力
插拔力是衡量胶条装配性的重要功能参数，其数值主要由金属骨架的开口大小和胶条内齿长度、厚度、材料及角度决定。
插入力主要影响了安装的难易程度，插入力过大时会导致操作者难以将胶条安装到位，通常情况表现为钣金法兰边无法插入到一定深度的密封剂中，因而导致漏水问题。由于插拔力的大小通常是通过开口，齿形，材料的硫化程度而决定的，因此插入力与拔出力的数值具有相关性。插入力偏大时拔出力也会偏大，而插入力过小也会造成拔出力偏小，使胶条无法稳固地固定在钣金上，进而导致胶条脱落而引发的漏水问题。3.2压缩载荷
压缩载荷简称CLD，指的是将胶条泡管压缩到指定型变量时所受的力值。在胶条长度相同，后备箱内间隙相同的情况下，胶条的压缩载荷越高，其与后备箱盖的压力就越大。较高的压缩载荷对于漏水和颠簸路段后备箱的噪音问题有利，然而如果胶条的压缩载荷过高也会造成后备箱门无法闭合的问题。一般材料、壁厚相同的情况下单腔型泡管的压缩载荷更小，适用于重量较轻的后备箱盖。
3.3金属骨架
后备箱胶条的金属骨架有两种，分别为编织带骨架和冲压钢/铝骨架。由于后备箱开口造型的需求，金属骨架要满足更小的拐角半径R，在拐角处保证橡胶与钣金的贴合，从而起到更好的密封效果。此外，编织带骨架具有更大的回弹性，在设计和生产加工及主机厂装配中对滚压工装的要求更高。
3.4后备箱密封系统断面设计
后备箱密封系统的结构与后备箱的结构密切相关。vault结构类型通常由半个框(也称为全局内部表格)、隔离框、全局框等组成。半车架结构的顶部车架通常由结构较为复杂的车架密封带用作外表面；外壳结构和整体外壳结构的密封结构相对简单。设计了外壳密封条的压缩变形特性，在关闭外壳时，当压缩导致拉伸表面变形等于其压缩载荷时，密封条对拉伸表面的反应。箱体密封带变形量与压缩载荷(称为压缩变形特性)之间的关系与箱体密封结构的可靠性和封闭力密切相关，是箱体密封带最基本的特性，也是系统设计中的关键研究内容，气流产生的阻力和密封带的反应是影响汽车密封力的主要因素，两者消耗的能量主要是密封带的关闭能量，其中密封带的作用比例从30 %到重力、限制器、铰链和保险柜锁可以相互抵消。设计车架时，您可以参考市场上同类产品，默认设置车架密封带压缩变形特性曲线的规格区域，然后通过计算分析和完整验证来完成压缩变形特性规范。确定箱体密封系统的边界环境，在设计密封系统结构的横截面时，必须确定密封带与周边环境之间的关系。在设计过程中必须考虑反作用力和密封特性。以汽车模型顶部车架位置的密封结构横截面为例，该横截面描述了确定车架密封系统边界环境时应考虑的因素。在确定后备箱密封系统的结构时，必须考虑到边界的环境因素。
3.5防水卡钉
干湿分离对限定的板材上的线束紧固件加以区分，并尽可能使用螺钉来防止板材上的孔。如果无法做到这一点，请使用防水卷材作为密封零件，例如外壳内板，并注意选择钣金孔的位置。在可能的情况下，由干湿分隔界定的钣金孔应避免直接落在雨水通道上，并应置于电气部件之上。板金孔周围的某些区域必须平滑且照明，以确保其密封可靠。关于防水电路板钉的选用，应注意选用符合钣金件孔尺寸的电路板钉，电路板钉的材料硬度应满足粘贴线束的电路板变形要求，以及线束支撑强度要求。使用防水卡钉时，线束布置不要太紧，以免卡钉上产生很大的拉力，从而可能在卡密封垫圈和板材粘接面之间产生间隙，并影响密封效果。
结束语
对于后备箱胶条而言合适的插拔力，长度和金属骨架开口是保证胶条可以紧密贴合钣金的首要因素，而足够高的压缩载荷和充足的灌胶量则进一步防止水流从泡管上方或者胶条内部流入后备箱。对于胶条装配的法兰边而言，其切边平顺度，厚度，多层钣金搭接处的面差以及焊点质量对于后备箱的漏水问题也是至关重要的。许多经典案例表明，后备箱盖与车身内间隙大，会导致泡管上方漏水情况的发生，优化内间隙后可显著改善漏水现象。此外，操作工安装胶条的手法，滚压工装以及对应内饰零件的姿态也是分析此问题的重要参考项之一。
参考文献：
[1]冯博.汽车后备箱漏水问题分析[J].汽车实用技术,2019,44(21):32-36.
[2]高建军,龚伟伟.汽车淋雨漏水问题的分析与防控[J].时代汽车,2020,30(06):90-91.
[3]杨学光,计功宝.攻克后备箱漏水难题[J].汽车制造业,2018,000(001):56-58.
[4]陈岚，郭瞻.关于汽车电器件防水实验的研究［J］.汽车与驾驶维修（维修版），2017（12）：130.
[5]张朋飞.探究分析汽车零部件IP防尘防水试验概述［J］.内燃机与配件，2017（8）：48.