汽车地板地毯、隔热垫隔热性能与材料结构优化试验研究

石小明 洪恺 王丽鹏 宁方勇 王强 周晋成

摘 要：文章介绍了常用商用汽车地板上下隔热的基本结构与性能要求，提出地板多层隔热材料的结构设计方法和隔热理论基础，利用瞬态平面热源法测得基材和复合材料导热系数，优选导热系数小及反射热波能力强的材料制成复合隔热材料，借助于汽车台架试验和实际路试多种复合材料隔热性能试验比较，汽车地板上主地毯可以吸收和反射由底盘向驾乘舱传递的结构噪音。在所用材料上，有使用地毯和毛毡的，也有使用无纺布和毛毡的。文章采用2层结构复合地毯总成的设计理论，来提升各项性能指标，以用来适应市场的新需求。

关键词：地板隔热;地板降噪;多层隔热;导热系数

中图分类号：U463  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）20-87-03

Abstract： This paper introduces the basic structure and performance requirements of the upper and lower thermal insulation of the common commercial vehicle floor， puts forward the structural design method and the theoretical basis of the thermal insulation of the multi-layer thermal insulation materials of the floor， uses the transient plane heat source method to measure the thermal conductivity of the base materials and composite materials， selects the materials with small thermal conductivity and strong heat wave reflection ability to make composite thermal insulation materials， and makes use of the vehicle bench test and the actual situation The main carpet on the car floor can absorb and reflect the structural noise transmitted from the chassis to the driver's cabin. In the materials used， some use carpets and felt， but also use non-woven fabrics and felt. In this paper， the design theory of 2-layer structure composite carpet assembly is used to improve the performance index to adapt to the new market demand.

Keywords： Floor insulation; Floor noise reduction; Multilayer insulation; Thermal conductivity

CLC NO.： U463  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）20-87-03

引言

由于汽车地板下其主体部和模压边缘部均包括夹筋铝箔层和无纺布层，这种夹筋铝箔层能够有效反射发动机产生的热辐射，夹筋铝箔层和所述超细高硅氧材料层之间还设置有气凝胶毡。因此能够提高隔热反射性能，满足更高温度的隔热要求，另外还能起到吸音的效果。给出汽车隔热垫4层最优复合材料构成。试验结果表明，优选复合隔热材料与某原有车用材料的热流透过率相比可以减少超过15%。

1 地板地毯、隔热垫总成主要功能

（1）發动机与驾驶室地板之间的降噪、地板隔热;

（2）驾驶室内部装饰用;

（3）阻止驾驶室内部与外界热能交换。

2 汽车地板隔热降噪一体式隔热垫的设计优化性能

2.1 地毯优化开发

新仪表台，新开发硬质发泡地毯。汽车主地毯上层采用3mm凸点塑料，中间层采用毛毡，上层凸点塑料和中间层毛毡贴合在一起，通过加热模压成型;下层为模具PU闭口发泡4—20mm成型;最后通过水切割修边冲孔。地毯具有精度高、硬度高、回弹性好、耐磨、降噪等优点。增加驾驶室豪华感以及舒适感，具有良好的舒适性，而且便于清洗，节省人们的清理时间隔热防尘等方面功能也将大大提高。

2.2 隔热垫优化开发

包括主体部和模压边缘部，所述主体部和所述模压边缘部均包括夹筋铝箔层和无纺布层，所述夹筋铝箔层和所述无纺布层之间设置有超细高硅氧材料层，由于其主体部和模压边缘部均包括夹筋铝箔层和无纺布层，这种夹筋铝箔层能够有效反射发动机产生的热辐射，夹筋铝箔层和所述超细高硅氧材料层之间还设置有气凝胶毡。因此能够提高隔热反射性能，满足更高温度的隔热要求，另外还能起到吸音的效果。

这种结构的隔热垫的隔热系数高，辐射传热升高，同时随着国六车型的实施，发动机涡轮增压器位置的温度升高，对地板隔热垫隔热率的要求又进行了提升，因此，现有的隔热垫的隔热率达不到现在的新要求。

由于其主体部和模压边缘部均包括夹筋铝箔层和无纺布层，这种夹筋铝箔层能够有效反射发动机产生的热辐射，而且其中的夹筋能够为隔热垫提供更高的拉伸强度，夹筋铝箔层和无纺布层之间设置有超细高硅氧材料层，这种超细高硅氧材料层具有更好的成膜性和成型性能，因此能够提高隔热反射性能，满足更高温度的隔热要求。

3 材料明细表及材料设计选购原则

隔热总成材料明细见表1。

4 车辆乘员舱隔热性能试验

4.1 全封闭乘员舱通过台架和路试试验方法

4.2 测量温度数据对比-使用隔热罩

国六车型路试验证使用隔热罩的试验测试环境是36℃，试验时间1.5h，相同路况，发动机舱外的温度最高84℃，平均温度70.6℃，舱内温度最高54℃，平均温度49℃，比改进前室内温度降低6-10℃。

5 结语

综上所述，本文采用层结构复合地毯总成、隔热垫总成的设计理论，试验优选出的表1复合材料隔热性能提高显著，比现用某原车地板隔热材料热流透过率减少10-15.6%提升了其各项性能指标，适应了新的市场需求，值得推广并应用到实际中去。

参考文献

[1] 石小明，刘培.降噪一体式地毯的设计[J].中国高新技术企业，2013 （23）：18-19.

[2] 刘磊，刘伟军，丁秀朋.汽车内饰顶棚隔热性能与材料结构优化试验研究[J].汽车工艺与材料，2018（8）：44-47.