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摘要：随着整车及零部件设计和制造工艺快速发展，用户对车辆感知要求不断升级，如使用率极高的车门在关闭时，是否轻便、灵活，给人一种沉稳感，关注越来越高。本文通过分析X车型前门关闭力重问题，找出零件精度、装配误差等制造影响因素，剖析根本原因，制定解决措施。其他车企如遇类似问题，可参考本文制定解决方案，以提高问题解决效率，提升产品质量。
关键词：门关闭力;影响因素;解决措施
1引言
近二十年中国汽车工业飞速发展，用户对车辆产品质量要求越来越高。而车门的开启与关闭，是用车高频环节之一，其手感如何，直接影响用户对该车认可程度。因此车门关闭力一般是车企在车辆设计和制造过程中常用的考核指标。X车型是公司重要车型，项目投产阶段也出现过门关闭力重问题，本文剖析其影响因素，找出设计及制造过程变异点，制定解决措施。对影响因素归纳总结，可为其它车企解决同类问题提供参考。
2问题调查
X车型投产后，质量确认站及SUSA（模拟用户场景评审）反馈批量左右前门存在门关闭力重问题。在整车工厂的产品质量标准中，对于门关闭力轻重，一般以关门速度大小作为评估依据。速度大说明门关闭力重，反之则轻。SUSA评审车辆关门速度最高的达1.6m/s（标准≤1.35m/s），投产1个月内故障率为31%。工程区域随机抽取50台未入库车辆，使用专用测试仪进行关门速度测量。结果显示左前关门速度合格率约72%，右前关门速度合格率约68%，与现场故障率基本一致，不合格的关门速度值在1.37m/s-1.61m/s间。
3原因分析
门系统是整车结构中较为复杂的系统之一。X车型门系统包括车门钣金、玻璃升降器、玻璃、密封条、内外水切、防水薄膜、内封板、门锁系统等，见图1、2。从各零部件看，关门力一般受如下几个因素影响：空气阻力、主/次密封、门内间隙、车门抬升量阻能及保持件耗能。
3.1空气阻力因素
空气阻力因素，来源于车内空腔体积、泄压阀及空气通路。设车内空间的空气为理想气体，车门关闭过程中忽略空气温度上升值，空气质量不变，根据工程热力学理想气体热态方程：P0V0=PiVi式中：P0标准大气压，Pi为车门关闭时车内容积空间内气体压力，V0为车门关闭前车间容积空间（密封条为未压缩空间），Vi为车门关闭后车内容积空间（密封条已被压缩）。设车门迎风面积为A0，密封条压缩量为Si，则：Vi=V0－A0Si密封条被压缩Si深度后，驾驶室内气体压力：车门关闭过程中，当密封条压缩量为Si时，车内容积空间变小而产生的阻力增量：代入参数建立数学模型，得图3、4：（1）车门面积越大，关门需要克服的阻力就越大，对应关门速度越大。（2）驾驶室容积空间越大，驾驶室内空气压缩比例越小，关门需要克服的阻力就越小，对应关门速度越小。因X车型车门面积相对其它车型大，车内空间容积相对小，气阻影响大。抽取其它4座（5门）、7座（5门）车型关门速度数据，见图5、6：A车型与B车型，其车内空间较大，单个泄压阀对关门速度影响分别为0.07、0.08。车内空比较小车型，单个泄压阀对关门速度影响为0.2，需要用两个及以上泄压阀。X车型为两门车，泄压阀数量2，单个面积为164*144m，为目前平台化面积最大泄压阀，已无改善空间。
3.2主次密封因素
密封性是汽车产品质量一项重要指标，而车门密封条正是决定这一指标优劣的重要零部件。车门与侧围的间隙，安装密封条后形成一个相对封闭空间，具有减振、防风、防水、防尘、隔音、防光线及装饰作用，还能保证车内能量不外泄，对车内乘员及整车起到保护作用。车门密封条分静态、动态型。静态功能是保证车门窗密封、车门玻璃升降；动态功能是保证车门的密封、隔声、防尘、防水、降噪，以及有效掩盖外观缺陷（如油漆颗粒、钣金凹凸、划伤）。动态密封条包含导雨条、车门密封条、门框密封条、前后平齐密封条、防污条等。各封条一般由带骨架挤出件和不带骨架挤出件组成，其核心结构是密实胶、海绵胶、钢带。在车门关闭时，一般要求门框密封条的挤压力越小越好；而车门关闭后，又要求门框密封条的挤压力越大越好，以保证车门良好的密封性。为平衡这两方面要求及识别密封条挤压力状态，一般将一定长度（100mm）的密封体，在压缩至关门形态时，密封体承受的负载量，亦指密封体压缩至既定设计指标时所能发出的反作用力，定义为密封体压缩负荷（CLD）。为查找影响因素，对2台关门速度大故障车的密封条分析，在整车完好及四门玻璃全关情况下，做5种测试：Vta-四门全关条件下测试关门最小速度；Vts-开尾门/或侧门，测试关门最小速度；Vp-开尾门/或侧门，拆除次道密封，测试关门最小速度；Vh-开尾门/或侧门，拆除全部密封条，测试关门最小速度；Vs-开尾门/或侧门，还原次道密封，测试关门最小速度。测试结果如表1：从数据分析结果看，气阻、主密封、次密封对关门速度都有影响。工程分析团队与胶条供应商，对主密封与次密封胶条做材料分析。数据见表2、3：数据显示，主次密封压缩负荷不符合设计要求，超差较大。密封胶条能量影响因素包括压缩负荷CLD、压缩量、长度、漏气孔分布和压缩空间。压缩负荷主要影响因素：①在密封条上设计适当数量的排气孔，以在关门时排出泡管中的空气（设计状态：φ3（150±5）mm）；②在门框密封条与车门安装接触面涂覆一定厚度的涂层，以减少密封条与车门接触面的摩擦（设计状态：聚氨酯涂层，厚度10um）；③密封条（车门密封条、侧围密封条）发泡件本身的密度（设计状态：0.65±0.15g/cm3）；④密封条（车门密封条、侧围密封条）压缩量，其大小和它们的安装面的偏差直接相关。其中①②项方法在设计开发阶段已经定型，在产品异变时一般不做调整，④（车门密封条安装面）主要是由车门内板确定的，如需调整密封条压缩负荷，主要是调整发泡件密度。
3.3门内间隙因素
通过对故障车辆的前门进行蓝光扫描，发现左前门内间隙上部及下部有部分区域超差，整体偏小；右前门内间隙上部区域整体超差，见图7、8。测量门内间隙，实测值为6.0-10.0mm间，标准11.5±1.5mm。因此从数据分析看，左右前门内间隙偏小，原因是车门上铰链安装孔位置Y-位置偏差1.0mm，对关门力有影响。车身侧铰链安装面偏差，会导致车门整体Y向偏移。
3.4车门抬升量阻能及保持件耗能因素
主因为门重、车门倾角（车门抬升量）、门锁、铰链、限位器、缓冲胶塞。门重一般在设计阶段已确定，制造过程无法更改。在制造过程中，影响最多的是门锁与铰链的安装。车门门锁与锁扣配合状态，直接影响车门关闭力值。二者不在同一中轴线上，存在高低差，则容易导致在关门时，门锁与锁扣配合的摩擦阻力增大，关闭力随之增大。而限位器、缓冲胶塞安装，则相对容易控制。
3.5小结
装车验证，得出影响关门力重的可控影响因素：主密封胶条影响仅次于气阻，与理论分析一致；主密封条压缩负荷不合是关门速度大的主因；更改次密封胶条泡管与车门过盈量，对关门速度有贡献；内间隙偏小，间接影响关门速度；门锁与锁扣配合不当导致摩擦阻力增大。
4实施及验证
4.1密封胶条整改
经与供应商进行分析研究，采取如下几项措施：①增加车门密封条排气孔密度，ROOF段排气孔间距从140±10mm调整到100±10mm，其它区域排气孔间距100±10mm。②更改车身密封条，密封条泡管与车门过盈量由1.5mm更改为0.5mm。③监控车门密封条CLD值，使之满足设计要求。通过调整发泡剂的投入量，即胶条里面发泡状态，降低胶料密度（65±0.15g/cm3）。经过整改后，对验证件进行装车验证，测量关门速度，改善明显，见表4。备注：（1）此关门速度是在更换主密封胶条，整车放置24h后测量的数据；（2）此关门速度是在更改CLD值符合设计要求主密封胶条基础上，继续更换次密封胶条，整车放置24h后测量的数据。
4.2内间隙偏小整改
车间整改A柱加强板与铰链螺母板的匹配，消除Y向的离空量；整改PB件右A柱加强板的下铰链面，消除Y向往车内偏差；上、下铰链加强板的螺母板往Y-方向调整1mm，内间隙增大0.2-1.6mm；对车门面差按+0.5调整。控制与侧围有Y向搭接区域的零件精度并作为关键尺寸进行监控。同时，提高总拼主夹具强度，提高工装稳定性；并控制侧围门洞区域胶条边、铰链安装面、锁扣安装孔精度在±0.75mm。工位100%塞规自检、互检。
5解决效果
通过上述措施整改，使关门力达到公差要求，连续一个星期对下线车辆关门力测量，结果良好，故障率从31%降低到1%。
6结语
本文以X车型门关闭力重问题为例，详细剖析主要因素，制定相应措施，为后续车型问题提供设计与制造过程的分析方向和解决思路。项目前期，设计应优化零件搭接结构，预留间隙，补偿零件失效偏移带来的误差累积。供应商需要重点控制密封条密度，避免压缩负荷过大；需在侧围胶条锁柱处增加排气孔，提高关门时胶条排气能力。车身车间尽可能采用先进焊接设备及焊接工艺，如机器人、阿普拉斯焊接等，提高车门、侧围焊接稳定性。总装则对车门胶条和侧围胶条安装面、锁体与锁扣的安装，控制在中值内。
作者：赖晓东 单位：上汽通用五菱汽车股份有限公司
