我國已經成為“汽車制造大國”,目前正在面向“汽車技術強國”進行產業升級和技術革新。制造質量的進一步提高需要從汽車設計這一源頭上進行更為深入、細致的研究。面向靜音舒適性和平順性,科研人員和工程技術人員經過多年的共同努力,已經在發動機噪聲、底盤傳動噪聲等主要源頭上取得重要進步。為滿足更高市場需求,影響舒適性的傳統次要因素逐漸凸顯為主要源頭,由此導致車身密封系統設計及其優化日益成為重要的研究目標。
密封性能是衡量汽車品質的一個重要指標。密封條是確保汽車密封性能的關鍵零部件,主要分為車門密封條、兩蓋密封條和輔助密封條三大類。作為相對獨立的子系統,能有效阻止外部風沙、雨水、塵土和噪聲,滿足乘用舒適性與安全性。對高速靜音性、車窗玻璃升降平順性等乘客能明顯感知的汽車品質有重要影響,是整車NVH性能的集中體現。
密封問題屬于各類機械產品設計制造中復雜而較難解決的問題之一。密封的可靠性不僅與所采用的密封材料和密封元件有關,而且與連接結構形式、介質特性、工況條件等諸多因素有關。密封系統的設計涉及流體力學、固體力學、材料科學、現代設計理論及方法等諸多學科領域的專門知識,其優化設計涉及車身金屬鈑金與非金屬密封橡膠的接觸非線性、材料非線性、幾何非線性等基本理論研究和實際應用。
車身密封系統優化設計既包含普通密封系統設計的共性問題,也有涉及轎車車身制造與鈑金匹配的特有問題。本書以此為對象,較為系統地介紹了轎車密封系統的基本理論、設計方法和工程應用,以及近年來該領域的研究成果和發展,旨在為從事車身密封系統研究、設計、制造和使用的科學工作者和工程技術人員提供參考。
本書主體章節來自編者及其所指導的碩士研究生王杰、林佩劍、周輝和黎鵬近年來在國家自然科學基金項目“高速流固耦合效應下車身自適應密封機理與模型”,以及青浦區—同濟大學科研合作平臺項目“轎車車門系統整體關門力設計優化研究與應用”、“面向高速的轎車車窗導槽密封系統開發與優化”資助下所做的理論研究和工程實踐。通過對這些專業基礎知識和最新研究成果的有益總結,輔之以國內外其他專家、學者在本專業領域的知識發現及創造,形成了這本車身密封設計優化方向的專業著作,適合于對車身數字化設計制造有一定基礎的工程技術人員和高校的科研工作者閱讀參考。
本書編寫過程中,參閱了大量國內外在車身及車門系統設計制造、車門密封系統設計制造等方面公開發表的學位論文、期刊文章等有價值的各類文獻資料,并得到許多同行專家、教授的支持和幫助,在此表示衷心感謝。同時,還要感謝申雅密封件有限公司戴元坎博士及夏國勇工程師的支持和幫助。碩士研究生鐘耀和王國亮參與本書的編輯工作,在此表示謝意。由于編寫時間緊迫和編者水平所限,書中一定存在諸多不妥,甚至錯誤之處,懇請讀者批評指正。
目錄
第1章汽車密封系統概述
1.1密封學與密封技術
1.1.1密封起源及分類
1.1.2密封的重要性
1.1.3密封技術
1.2汽車密封部件
1.2.1發動機系統密封部件
1.2.2轉向懸架系統密封部件
1.3車用橡膠制品
1.3.1汽車橡膠輪胎
1.3.2汽車V帶和同步帶
1.3.3減振橡膠制品
1.3.4車用膠管
1.3.5膠黏劑、密封膠和門窗密封條
第2章車身密封系統
2.1車身密封及分類
2.1.1車身密封起源及發展
2.1.2車身靜態密封
2.1.3車身動態密封
2.2車身密封行業狀況
2.2.1國外車身密封行業
2.2.2國內車身密封行業
2.2.3國內密封企業分布
2.3車身密封結構
2.4車身密封材料
2.4.1車身靜密封橡塑材料
2.4.2車身動密封橡塑材料
2.4.3車身密封材料發展
2.5車身密封設計法規
2.5.1國外汽車行業密封設計要求
2.5.2我國密封系統法規性要求
2.6車身密封系統制造工藝與發展
2.6.1擠出成型及硫化
2.6.2車身密封復合擠出工藝
2.6.3密封條后加工工藝
2.6.4密封工藝進步及發展
2.6.5車身密封的未來發展
第3章車門密封系統
3.1車門系統總體設計
3.1.1車門設計的總體功能要求
3.1.2車門設計控制點
3.1.3車門設計主斷面
3.1.4車門內外鈑金
3.1.5車門密封系統設計
3.1.6車門鉸鏈布置和運動校核
3.1.7車窗玻璃以及升降器設計
3.2車門密封與車門結構
3.2.1車門密封結構分類
3.2.2車門密封系統功能要求
3.2.3車門密封系統設計影響因素
3.3基于結構的車門密封分類
3.3.1不同車門結構類型密封
3.3.2車門密封比較分析
3.4車門密封結構
3.4.1門框密封結構
3.4.2門洞密封條結構
3.4.3車門密封截面參數
3.5車門密封失效模式
3.6車門密封優化設計
3.6.1未來發展趨勢
3.6.2優化設計方向
第4章車門關門力優化
4.1車門啟閉過程解析
4.2整體關門力影響因素
4.2.1密封系統
4.2.2車門門鎖
4.2.3車門鉸鏈
4.2.4車門限位器
4.2.5車門自重
4.2.6駕駛室氣壓阻
4.3關門力分析及量化
4.4關門力仿真優化
4.4.1整體關門力校核平臺開發
4.4.2壓縮負荷校核平臺驗證