側(cè)門玻璃降到底時(shí)關(guān)門振動(dòng)異響問題解析

成淑儀 茍洪東

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

某車型為一款經(jīng)濟(jì)實(shí)用的MPV，其側(cè)門玻璃升降系統(tǒng)作為重要功能件，可以實(shí)現(xiàn)側(cè)門車窗玻璃的開啟和關(guān)閉，并通過玻璃運(yùn)行關(guān)閉車窗來分隔車內(nèi)空間與車外環(huán)境，由于側(cè)門開關(guān)與駕乘人員的接觸密切性，玻璃降到底時(shí)關(guān)門感知質(zhì)量具有相當(dāng)重要的實(shí)際意義。某車型前期開發(fā)過程中，側(cè)門玻璃降到底時(shí)關(guān)門振動(dòng)異響問題故障率高，引起用戶抱怨，為提高用戶滿意度，需要迅速分析問題原因并制定解決措施，解決異響問題。

2 側(cè)門玻璃升降系統(tǒng)的組成

側(cè)門玻璃升降系統(tǒng)是指汽車車門上，實(shí)現(xiàn)提升或降低車窗玻璃的功能，并能將玻璃保持在行程內(nèi)任意位置的若干零部件組成的系統(tǒng)。玻璃升降系統(tǒng)的組成主要包括：側(cè)門結(jié)構(gòu)件，玻璃升降器，側(cè)門車窗玻璃，玻璃導(dǎo)槽，玻璃導(dǎo)槽密封條，內(nèi)/外水切及其支持件。

3 玻璃升降系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)

3.1 繩輪式玻璃升降器

由滑塊沿玻璃運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)對(duì)玻璃升降進(jìn)行控制，滑塊通過符合玻璃運(yùn)動(dòng)軌跡的導(dǎo)軌進(jìn)行導(dǎo)向，并與繞絲輪連接，即可由手搖驅(qū)動(dòng)，也可通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)。滑塊與繞絲輪通過柔性的鋼絲繩連接，車窗玻璃安裝在升降器滑塊上。根據(jù)升降器導(dǎo)軌的數(shù)量，繩輪式玻璃升降器可分為雙導(dǎo)軌繩輪式升降器和單導(dǎo)軌繩輪式升降器，雙導(dǎo)軌升降器的優(yōu)點(diǎn)是它具有更好地穩(wěn)定性，這一優(yōu)勢(shì)對(duì)于無框車門特別明顯。本文的主要研究對(duì)象是單導(dǎo)軌繩輪式升降系統(tǒng)，如圖1所示。

3.2 玻璃導(dǎo)槽密封條

玻璃導(dǎo)槽密封條與側(cè)門窗框玻璃導(dǎo)槽配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃的約束，并在車窗完全關(guān)閉時(shí)起密封作用。玻璃導(dǎo)槽密封條以橡膠、塑料或橡塑共混為主要材料，與玻璃接觸的夾持唇邊一般在接觸面噴涂耐磨材料或在接觸面植絨，其他與玻璃接觸部分則視需要增加聚乙烯層，以減小摩擦和增大耐磨性。玻璃導(dǎo)槽密封條不但要提供良好的密封性能，還需要確保玻璃順利地升降。

3.3 內(nèi)/外水切

內(nèi)/外水切鑲嵌在窗臺(tái)鈑金翻邊上，安裝在車門鈑金與側(cè)門玻璃之間，通過螺釘或卡扣緊固，由擠出和注塑等工藝制造而成的密封條。外水切主要由基體、骨架、亮條等組成。基體材料可采用橡膠、塑料或橡塑共混為主要材料，骨架及亮條材料可采用鋁合金或不銹鋼，基體與玻璃的接觸面一般采用植絨處理，起到防止雨水滲透、減少噪音和增加密封條與玻璃之間滑動(dòng)的作用。

4 問題確認(rèn)

某車型OTS1造車階段，發(fā)現(xiàn)前門玻璃降到底的情況下，用力關(guān)門有撞擊聲，嚴(yán)重影響感知質(zhì)量。同時(shí)試驗(yàn)工程師反饋該車型OTS1路試車玻璃降到底關(guān)門時(shí)有振動(dòng)異響，共計(jì)4起。見表1。

通過對(duì)這些問題車輛進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)故障模式可以分為兩種：

（1）前門玻璃降到底時(shí)，用力關(guān)門產(chǎn)生玻璃振動(dòng)異響。故障車玻璃下降到底時(shí)玻璃Y向約束不足，玻璃振動(dòng)幅度大，撞擊車門內(nèi)外板加強(qiáng)版或者升降器產(chǎn)生異響。車窗玻璃從下至點(diǎn)處上升20mm-30mm，關(guān)門時(shí)撞擊聲減小，玻璃完全關(guān)閉時(shí)，關(guān)門振動(dòng)異響消失。

表1

（2）后側(cè)門玻璃降到底時(shí)，用力關(guān)門產(chǎn)生玻璃振動(dòng)異響。車窗玻璃從下至點(diǎn)處上升20mm-30mm，關(guān)門時(shí)振動(dòng)異響改善不明顯，玻璃完全關(guān)閉時(shí)，關(guān)門時(shí)振動(dòng)異響消失。

由于前門玻璃降到底時(shí)關(guān)門振動(dòng)異響問題出現(xiàn)頻次較多，故障率高達(dá)30%，故作為重點(diǎn)攻關(guān)問題。經(jīng)過多次驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，前門玻璃下降到底的情況下，在內(nèi)板加強(qiáng)板上貼泡棉后撞擊聲消失，在外板加強(qiáng)板或者升降器上貼泡棉時(shí)沒有改善效果，泡棉位置如圖1所示，可以確定前門玻璃振動(dòng)異響問題的撞擊點(diǎn)在玻璃與內(nèi)板加強(qiáng)板中間。

圖1 前門玻璃升降系統(tǒng)示意圖

5 原因分析

從側(cè)門玻璃升降系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析可能導(dǎo)致關(guān)門玻璃振動(dòng)異響的原因列舉如圖2：

5.1 玻璃尺寸調(diào)查

通過對(duì)玻璃以及玻璃檢具進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)玻璃的制造精度是滿足技術(shù)要求的，玻璃厚度滿足圖紙要求，玻璃型面、玻璃托塊位置符合檢具要求，不存在制造超差的情況。

5.2 玻璃導(dǎo)槽密封條壓縮負(fù)荷調(diào)查

通過對(duì)玻璃導(dǎo)槽密封條關(guān)鍵控制項(xiàng)進(jìn)行檢測(cè)，壓縮負(fù)荷檢測(cè)結(jié)果如表2：

玻璃下降到底時(shí)，玻璃受A/B斷面夾持唇邊的Y向約束，玻璃完全關(guān)閉時(shí)，玻璃受A/B斷面及ROOF斷面夾持唇邊Y向約束，關(guān)門振動(dòng)異響消失，可見玻璃導(dǎo)槽密封條對(duì)玻璃的Y向約束與關(guān)門時(shí)玻璃振動(dòng)異響是有聯(lián)系的。

夾持唇邊的壓縮負(fù)荷越大對(duì)玻璃的Y向約束越有利，但壓縮負(fù)荷越大玻璃升降阻力也越大，容易導(dǎo)致升降卡滯等問題，玻璃導(dǎo)槽密封條的壓縮負(fù)荷符合設(shè)計(jì)要求，但實(shí)測(cè)值偏小是關(guān)門玻璃振動(dòng)異響問題的不利因素。

5.3 水切壓縮負(fù)荷調(diào)查

通過對(duì)水切關(guān)鍵控制項(xiàng)進(jìn)行檢測(cè)，壓縮負(fù)荷檢測(cè)結(jié)果如表3：

壓縮負(fù)荷越大對(duì)玻璃的Y向約束越有利，由以上數(shù)據(jù)可以看出水切的壓縮負(fù)荷符合設(shè)計(jì)要求。

5.4 水切對(duì)玻璃的夾持率調(diào)查

玻璃降到底時(shí)水切對(duì)玻璃的夾持率=夾持區(qū)域長(zhǎng)度/玻璃總寬度。

某車型與其他量產(chǎn)車型的水切設(shè)計(jì)斷面相比，外水切斷面基本一致，但內(nèi)水切相差較大，故主要對(duì)比內(nèi)水切對(duì)玻璃的夾持率如表4：

圖2 側(cè)門玻璃降到底時(shí)關(guān)門振動(dòng)異響的可能原因

表2

表3

某車型與對(duì)標(biāo)3車型內(nèi)水切只有一個(gè)唇邊，對(duì)標(biāo)1、對(duì)標(biāo)2、對(duì)標(biāo)4內(nèi)水切均有兩個(gè)唇邊。一個(gè)唇邊的內(nèi)水切斷面壓縮負(fù)荷較小，升降阻力也較小，但是導(dǎo)致前門內(nèi)水切對(duì)玻璃的夾持率小，該車型與對(duì)標(biāo)3車型均收到前門玻璃降到底時(shí)關(guān)門玻璃振動(dòng)異響的反饋，隨著車窗玻璃的上升，內(nèi)水切對(duì)玻璃的夾持率越大，異響問題隨之改善。因此前門內(nèi)水切對(duì)玻璃夾持率小是問題的根本原因。

5.5 升降器質(zhì)量調(diào)查

通過對(duì)玻璃升降器及升降器檢具進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)玻璃升降器關(guān)鍵控制性能是滿足技術(shù)要求的，但滑塊自身有一定的自由度，滑塊與導(dǎo)軌之間的距離做嚴(yán)格要求，設(shè)計(jì)要求≤0.3mm，調(diào)查發(fā)現(xiàn)玻璃升降器是滿足此要求的。

5.6 車門制造質(zhì)量調(diào)查

某車型側(cè)門鈑金設(shè)計(jì)要求如下：

（a）內(nèi)外板窗臺(tái)加強(qiáng)板開口尺寸最寬處為28.1±1mm；

（b）內(nèi)外水切安裝面輪廓度±0.5mm；

（c）玻璃導(dǎo)槽面輪廓度為±0.5mm；

（d）玻璃導(dǎo)槽開口尺寸為19.15±0.5mm。

通過對(duì)前門/后側(cè)門鈑金掃三坐標(biāo)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)內(nèi)外水切安裝面、前后玻璃導(dǎo)槽制造質(zhì)量不穩(wěn)定，后門內(nèi)外板窗臺(tái)加強(qiáng)板開口尺寸整體偏大，最寬處偏大1.7mm，后門后導(dǎo)槽Y向最大超差2.23mm，這種狀態(tài)對(duì)玻璃的夾持是不利因素。

實(shí)測(cè)后側(cè)門故障車發(fā)現(xiàn)，玻璃降到底時(shí)導(dǎo)槽密封條對(duì)玻璃夾持不均勻，側(cè)門外板與玻璃的距離設(shè)計(jì)值為6mm，實(shí)測(cè)最寬處Y向偏大3.6mm，導(dǎo)致玻璃導(dǎo)槽密封條對(duì)玻璃的Y向約束不足。因此，車門制造質(zhì)量差是后側(cè)門關(guān)門時(shí)玻璃振動(dòng)異響的主要原因。

5.7 玻璃與內(nèi)板加強(qiáng)板距離調(diào)查

通過貼泡棉驗(yàn)證，撞擊點(diǎn)在內(nèi)板加強(qiáng)板水切安裝面以下位置，對(duì)比玻璃與內(nèi)板加強(qiáng)板安裝面以下位置距離設(shè)計(jì)值如表5：

某車型與量產(chǎn)車型相比，尺寸基本一致，對(duì)標(biāo)2車型距離最大，但對(duì)標(biāo)1車型玻璃降到底關(guān)門聲音品質(zhì)最好，未收到關(guān)門振動(dòng)異響反饋。實(shí)車驗(yàn)證將內(nèi)板加強(qiáng)板與玻璃距離改為12mm，關(guān)門時(shí)振動(dòng)異響改善不明顯。因此，玻璃與內(nèi)板加強(qiáng)板間隙小不是主要原因。

5.8 小結(jié)

通過以上調(diào)查，系統(tǒng)闡述了問題產(chǎn)生的主要原因，列舉如下：

（a）玻璃導(dǎo)槽密封條壓縮負(fù)荷偏小是不利因素，需要進(jìn)一步驗(yàn)證；

（b）內(nèi)水切對(duì)玻璃的夾持率小是根本原因；

（c）車門鈑金Y向尺寸偏差大是原因之一。

6 解決措施

根據(jù)分析的原因，制定相應(yīng)的解決措施，具體如下：

（1）增大內(nèi)水切對(duì)玻璃的夾持率至0.5，同時(shí)保證滑動(dòng)阻力滿足要求；

（2）增大玻璃導(dǎo)槽密封條壓縮負(fù)荷，同時(shí)保證滑動(dòng)阻力滿足要求；

（3）控制車門鈑金制造質(zhì)量，保證Y向尺寸符合設(shè)計(jì)要求。

表4

表5

7 效果驗(yàn)證

7.1 為增大內(nèi)水切對(duì)玻璃的夾持率，同時(shí)保證滑動(dòng)阻力滿足要求，在原內(nèi)水切斷面的基礎(chǔ)上延長(zhǎng)鋼帶骨架7mm，并在底部增加短植絨唇邊，內(nèi)水切對(duì)玻璃的夾持率為0.4，水切壓縮負(fù)荷及滑動(dòng)阻力不發(fā)生變化。同時(shí)，更改前門玻璃升降器行程，將前門玻璃下至點(diǎn)上移10mm，內(nèi)水切對(duì)玻璃的夾持率增加至0.5。內(nèi)水切及升降器斷點(diǎn)后，未發(fā)現(xiàn)升降卡滯問題，明顯改善玻璃降到底關(guān)門振動(dòng)異響問題。

7.2 將玻璃導(dǎo)槽密封條壓縮負(fù)荷調(diào)整至（7±0.5）N/100mm，滑動(dòng)阻力增大，但符合設(shè)計(jì)要求，實(shí)車驗(yàn)證，更改膠條壓縮負(fù)荷后，后側(cè)門手動(dòng)升降器操作力會(huì)增大0.2N.M，關(guān)門聲音品質(zhì)比只更改內(nèi)水切及升降器好。

7.3 逐一落實(shí)上述各個(gè)整改措施，在符合要求的車門鈑金上驗(yàn)證，經(jīng)后續(xù)路試車試驗(yàn)證明，未再收到前門/后側(cè)門玻璃降到底時(shí)關(guān)門振動(dòng)異響問題的反饋，明顯提高了該車型的關(guān)門聲音品質(zhì)，說明所制定的解決措施是有效的。

8 結(jié)語

這次異響問題的改善，是對(duì)玻璃的Y向約束進(jìn)行了改進(jìn)，提高水切對(duì)玻璃的夾持率，增大玻璃導(dǎo)槽密封條的對(duì)玻璃的約束。夾持唇邊的壓縮負(fù)荷越大玻璃升降阻力也越大，會(huì)影響升降器電機(jī)輸出力矩，導(dǎo)致電機(jī)失效或異響，容易出現(xiàn)升降卡滯、升降緩慢等問題，壓縮負(fù)荷越小對(duì)玻璃的Y向約束越小，會(huì)影響關(guān)門聲音品質(zhì)，甚至過壞路時(shí)玻璃振動(dòng)異響。所以玻璃導(dǎo)槽密封條及水切的壓縮負(fù)荷值必須根據(jù)實(shí)車驗(yàn)證找到一個(gè)合理的平衡點(diǎn)。