攻克后备箱漏水难题

发布时间:2010-07-13
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随着汽车后备箱密封条内打胶工艺的更换,汽车后备箱出现漏水现象。通过改变后备箱密封条第二层防水膜在对应车身某处的长度,可提高后备箱密封条的密封性,从而解决了汽车后备箱的漏水问题,并且极大地降低了生产成本,改善效果显著。


伊兰特是北京现代汽车有限公司于2004年从韩国现代引进的第二款车型。最初,后备箱防水密封条的安装工艺是:在密封条内打入密封胶,然后再安装到车身上。随着时间的推移和市场竞争的不断激烈,这项在密封条内打胶的工艺很快被取消了。随之而来的问题就是造成大量汽车后备箱漏水,虽经多方改善,但是仍不彻底,不良率高居不下,整车一次合格率降低,维修成本急剧上升。

现状调查

漏水检查是将汽车门窗、后备箱、天窗等移动件全部关闭,整车在密闭的条件下通过淋雨间,淋雨间水压保持在0.3~0.4 MPa,如果检查发现有水进入后备箱及其车身内部,则判定为漏水不良。通过对现场不良率的跟踪调查发现(见图1),后备箱漏水的平均不良率维持在17.7%左右。


图1  2006年12月XDC后备箱漏水统计(8:00~17:00)


 

车身进水部位分析发现:94.2%的漏水车辆都是从车身的E点和F点进水(见图2)。依据帕雷托原理,将此问题点作为主要问题点进行分析。


 


图2  车身漏水点


 

密封性原理与后备箱密封条密封性的提高

1.  密封条的密封原理

后备箱密封条是怎样实现密封性能的呢?图3显示了后备箱密封条的剖面图及其安装到车身处的安装状态。可以看出,密封条是以橡胶为主要材料加工而成,为了保持一定的形状与强度,中间加装具有一定柔软度和弹性的U型铝芯③作为加强筋。密封条内部由相向的防水密封膜组成,这些密封膜紧紧和车身钢板⑤贴合,防止水由其间的间隙进入车身内部。图3显示了外侧(朝向水流的一侧)第一层和第二层防水密封膜①和②的位置,外侧防水膜一共有5层,内侧(朝向后备箱内部的一侧)防水膜一共有2层。


 


图3  后备箱密封条剖面

 2.  提高密封条密封性

跟踪密封性原理和实际测量及装配作业,可以初步得出如下结论:

(1)伊兰特后备箱密封条结构设计合理,剖面实际形状经投影测量符合图纸要求,防水密封膜层数远远多于其他车型,但漏水不良率高于其他车型。

(2)实际反复装配发现,防水密封条柔软度比其他车型明显要低很多,密封条硬度大,装配十分困难,作业人员容易疲劳。

(3)为实现良好的密封性能,密封条的长度应与其配合的后备箱车身轨迹的长度基本相当或是稍微长一些。为此测量后备箱密封条的长度:将密封条从接口处剪开,测量密封条长度为3 435mm,符合图纸3 430±10mm的工艺要求。为验证此密封条与车身的配合性,并对比车身的实际长度,做如下实验:将剪开口的密封条在没有任何拉伸的情况下,仔细装配到后备箱上,发现车身有35mm左右的长度不能被后备箱密封条完全密封(见图4)。


 


图4  不能被后备箱密封条完全密封的车身长度


 

综合以上分析,为提高后备箱密封条的密封性,做如下工艺变更:

(1)在完全满足其他工艺要求的前提下,改善密封条的硫化工艺,加硫时间缩短7.4min,提高密封条的柔软度,提高后备箱密封条的可安装性。

(2)后备箱密封条与车身配合明显不符合。虽然密封条长度符合工艺要求,但考虑到改变车身尺寸难度很大,基本上没有可能,所以变更后备箱密封条的设计长度为3 470±10mm,比原有工艺要求增长40mm,从而达到配合良好,提高密封性的目的。

改善效果:平均不良率由17.71%下降为5.84%,不良率下降了11.87%,但还没有彻底根除后备箱漏水的现象,需要进一步从根本上分析清楚漏水的机理,从而彻底改善。
 
漏水机理分析及进一步的改善

水最先是从哪一点进入后备箱密封条,从而最终经过密封条流进车身的呢?分析图3,即后备箱密封条的剖面图可见,在3~4个大气压力的水压下,水不管从哪一点进入后备箱密封条,都必须经过第一层防水膜与车身的接触处。为找到这个入水点,技术人员设计实施了如下的实验:

首先挑选漏水的不良车辆,在不作任何维修的情况下,用防水胶布将第一层防水膜与车身接触部位完全粘住。将此车辆送入淋雨间检查,后备箱没有漏水。由此可知,水就是从第一层防水膜与车身接触的部位进入的,实验开始前的判断是正确的。进而,将整个后备箱分成A、B、C、D4个区域,见图5,确定漏水区域。


图5  车身漏水点


 

先去掉A区域的防水胶布。将此车投入淋雨间,没有出现漏水现象,证明漏水区域不在A区。将B区、C区密封条同样去掉,进行同样的实验,车辆同样不漏水。这样就将A、B、C三个区域漏水的可能性完全排除了。

继续上述实验,将D区密封胶布去掉,车辆进入淋雨间检查时,后备箱漏水情况再次出现。为进一步证实此结论,将此车辆的D区再次粘好密封胶布,通过淋雨间检查,漏水现象消失。反复在多辆不良车辆上实验,均得到同样的结果。因此实验结果判定:水从D区进入密封条。

 D区域有哪些特别之处,造成水从这个区域进入后备箱密封条的呢?仔细观察这个区域后备箱密封条第一层防水膜与车身的接触部位发现,在此接触部位车身上有位置不规则的焊点,见图6。为验证是否由于焊点的存在造成漏水现象,进行如下实验:



图6  车身上有位置不规则的焊点


 

挑选漏水明显的车辆,将密封条与焊点接触部位用防水胶布粘牢,送入淋雨间进行淋雨实验,车辆漏水现象消失,由此可证明实验假设的前提是正确的。在分别去除各个点的防水胶布后,通过淋雨间检查,最终可以确定漏水点。对于不同的不良车辆,这几个漏水点是不完全相同的。从而可以得出结论:后备箱上部D区不规则的焊点和后备箱密封条接触部位是水进入后备箱的源头。

结合最初的调查可知,后备箱的漏水点是车身下部的E、F两点处(见图2),而后备箱密封条的入水点是在后备箱的上部,那么进入后备箱的水是沿着密封与车身形成的空隙(见图3的A区、B区),从后备箱的上部流入后备箱的下部E、F处,直至流进后备箱(见图7)。


 


图7  后备箱密封条内水流的轨迹

那么,为什么绝大多数的水会从E点和F点进入后备箱?观察车身此两点可见,此处车身由单层钢板变为双层钢板,密封条的密封性能在水压的作用下大大降低,见图8。


图8  车身钢板与密封条的粘贴刨面

至此,后备箱漏水的源头,以及水进入后备箱的机理基本分析清楚了。那么如何才能彻底消除后备箱漏水的现象呢?从以上的分析可以看出,入水点即后备箱上部的焊点,由于现有工艺以及设备(焊钳)的限制,改善难度大,改善可行性低。后备箱底部漏水点同样由于车身结构已经定型,改善也很困难,因此必须拓展新的思路。

既然不良车辆的后备箱密封条内形成了一条由上部入水点到下部漏水处的密闭“水路”,那么如果将这条密闭的“水路”在水进入后备箱之前破坏掉,使之不能形成水穿过密封条和车身进入后备箱内的水压,即可达到消除不良的目的。

研究车身结构可见,在车身E、F两点处有两个起放水作用的凹槽,第一层防水膜与车身形成的A区(见图3)内的水在E、F两点处,经过此放水槽,排除出密封条,从而不会流入车身内部。

第二层防水膜与车身形成的B区(见图3),由于没有放水口而造成水压升高,是后备箱漏水的最更本原因,因此做如下改善:将后备箱密封条第二层防水膜在对应车身E、F两点处去掉50±4mm的长度(见图9),从而将密封条的A、B两区打通,将第二层密封膜内的水也从车身放水口放出去,从而达到消除不良的目的。


 


图9  车身I点(车身E、F点之间的点)

分析与小结

统计改善品的不良发生情况,不良率为由17.70%下降到了0.12%,漏水现象得到了有效控制,消除了此项不良。

由上述试验分析可见,车身焊点凹坑与后备箱密封条之间的间隙是造成车身漏水的主要原因,在不良得到根本控制的同时,也为后续车型的开发与设计,及其他汽车企业提供了有益的借鉴和帮助。

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