后側門三角窗結構設計淺析

李瑞榮

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

隨著社會信息化不斷提高，人們審美心理的不斷變化，汽車的外觀造型也需要不斷迎合客戶的需求。三角窗作為汽車外造型的一個重要組成部分，其造型及產品設計的好壞，直接影響客戶對汽車的整體外觀感受。為迎合汽車外造型不斷變化的風格要求，汽車整體外造型和三角窗造型都不可避免地需要進行調整，這給三角窗的結構設計提出了更高的要求。另外，三角窗的設計不僅需讓整車造型看起來更美觀，還應考慮其制造難度及匹配效果，在二者見做好平衡以獲取造型及質量保證的最佳效果。

三角窗的設計除了考慮外觀效果及制造質量要求外，還需要考慮視野及透光要求，前后門三角窗的設計，能為車內乘客獲取各大的可視區域及更好的采光效果，很好地補充駕乘人員的視野要求。下文僅對后側門三角窗的結構設計進行分析說明。

2 后側門三角窗造型分析

2.1 后側門三角窗玻璃曲率分析

后側門三角窗玻璃的A面與其他外觀A面一樣，均由造型部門設計并提供。在進行后側門三角窗玻璃面造型設計時，應充分考慮將后側門三角窗玻璃面造型盡量與門窗玻璃造型設計為同曲率的同一張曲面，這樣就可以獲得一個玻璃面平順過度的視覺效果。另外考慮到玻璃的生產效率及成本性，玻璃應盡量設計為單曲率玻璃或簡單雙曲率玻璃。主要出發點為單曲率玻璃或簡單雙曲率玻璃的生產工藝可用鋼化玻璃BT生產工藝，其生產效率最快可以達到4s/片，且合格率高。通過對后側門三角窗玻璃進行曲率半徑分析，確保三角窗玻璃屬于簡單雙曲率玻璃。

2.2 最小直邊尺寸檢查

三角窗結構尺寸設計往往受到車門尺寸大小的限制，很有可能也會相對做的比較小，此時如果玻璃為單曲率玻璃和簡單的雙曲率玻璃，其生產工藝通常為鋼化玻璃BT生產工藝，則玻璃的最小尺寸需要滿足此設備的最小通過要求，通常要求最小玻璃直線尺寸必須大于鋼化BT機輥距的2倍，以保證玻璃在生產過程中不會從滾軸間掉落。具體棍距信息因設備而決定。

2.3 玻璃面與外板面間距檢查

后側門三角窗玻璃通常使用注塑包邊工藝包覆一層邊緣材料，通過包覆的材料與鈑金形成無縫匹配關系，以獲得良好的匹配關系及外觀效果。考慮到后側門三角窗玻璃周邊包覆材料的包覆厚度、包覆材料與鈑金間的安裝間隙、鈑金的包邊或焊接厚度尺寸等相關要求，后側門三角窗的玻璃A面與鈑金A面的法向距離應大于6.5mm。

2.4 側窗與水切對齊檢查

后側門三角窗與后側門外水切搭接區域的A面輪廓特征應保持一致，以獲得均勻過度的外觀效果。檢查方法為將兩個零件的對接的端頭延長10mm以上，通過三角窗端頭延長區域與水切端頭的外觀面貼合情況判斷兩個零件過渡是否平順。如三角窗的另外一個端頭也有對齊匹配要求，其檢查方法與前端一致。

3 截面設計

后側門三角窗總成由三角形的玻璃注塑而成，裝配到車門上后，三角窗總成的每條邊與其相對應的鈑金邊界匹配，以獲得一個無縫過度的后側門三角窗區域。因后側門三角窗的三條邊匹配的鈑金結構均不一樣，所以三條邊的包覆結構設計也不盡相同。下面以滾壓窗框的車門鈑金結構來分析后側門三角窗的三邊結構設計。

3.1 與車門升降窗導軌匹配邊截面（前邊）

后側門三角窗在此邊主要與升降器導軌匹配，升降器導軌為滾壓件，與后側門三角窗匹配段的導軌截面完全一致，導軌內外面均較平，與后側門三角窗匹配處為圓角，故后側門三角窗在此邊的主截面可以統一使用一個截面。截面的主要尺寸見下圖：為減小匹配外觀，三角窗此邊的包覆外漏量需要做到盡量小，且不超出導軌面，以獲得良好的外觀效果及風噪效果。在導軌與后側門三角窗匹配的三個側面，可以增加密封唇邊以獲得較好的密封效果。在截面的側面及底面按需求可以考慮增加密封唇邊，唇邊與導軌干涉配合，以保證側窗迎風面的密封性能。

3.2 與滾壓窗框匹配邊截面（上邊）

后側門三角窗此邊主要與滾壓窗框匹配，因為滾壓窗框的結構與導槽的結構基本一致，相關的匹配要求也一致，所以后側門三角窗這兩條邊的截面基本一樣，僅對槽深影響的尺寸進行適當調整即可。

3.3 與門板匹配邊截面（下邊）

后側門三角窗此邊外觀需要與后側門窗框外水切匹配，所以外觀面需要做出與水切面匹配的唇邊結構，同時還需要包覆亮面材料。車內需要與門飾板進行匹配以遮擋縫隙，故也需要做一唇邊與內飾匹配。門腔體內區域，因腔體比滾壓導槽及滾壓導軌都大，為節省材料，內部包覆材料盡量做薄，僅在特定區域做凸筋起定位和限位作用即可。亮面鋼帶材料的包覆厚度及深度需要滿足注塑工藝尺寸要求，通常要求在2mm以上。為保證底面內外板間隙尺寸以及支撐三角窗，需要在內外板間焊接U行導槽。

4 鈑金要求

后側門三角窗的結構設計中，三角窗的三個匹配面除了設計唇邊外，還需要再設計一定數量的限位凸臺，這些限位凸臺對后側門三角窗可以起到定位和限位作用。

在后側門三角窗三條邊的典型截面都確定后，結合三角窗的外造型A面，即可以做出大體的產品數據。做出后側門三角窗大體數據之后，將對三角窗的匹配邊結構進行設計。

4.1 包覆材料與玻璃角度分析

包覆材料與后側門三角窗的拔模角度通常需要大于6度，一般做到10度左右。后側門三角窗的拔模角度通常按照產品高度最小排放，即先把玻璃放平，玻璃放平產品高度最小方向。如果產品有倒拔結構，則需要產品供應商協助分析。

4.2 三角窗與水切配合設計

后側門三角窗的外唇邊較長，與本體連接的剛度較弱，在裝配和使用過程中容易翻起。為解決此問題，需要在與水切搭接處注入一個塑料嵌塊，此嵌塊在水切裝配后被水切壓住，從而保證后側門三角窗唇邊在端頭不會外翻。

4.3 三角窗黑邊設計

為了獲得一定的遮擋效果和外觀感知效果，在三角窗玻璃上通常要設計有遮擋邊緣的玻璃黑邊及花邊，黑邊及花邊的寬度通常在5-10mm之間。

4.4 三角窗下邊尾端設計

為了讓后側門三角窗尾端看起來更美觀，通常需要在亮面長度方向包覆最后2mm長度的亮面，以防止在開啟車門時看到亮面切口。

為遮蓋窗框與門外板搭接縫隙，包覆上邊界需要做小唇邊，此小唇邊要求比搭接分縫高5mm以上，以滿足各零件的制造公差。

后側門三角窗尾端因為沒有鈑金結構卡裝，容易出現端部與鈑金匹配離縫、翻轉等質量問題。為解決此類潛在風險，在尾端注塑時潛入一片帶螺紋的嵌塊，并在車門鈑金上開對應通孔。在后側門三角窗裝配后，使用螺釘將三角窗尾端緊固在門板上。

5 數據校核

后側門三角窗結構數據完成之后，需要將周邊所有相關零件裝配在一起，按照相關的CHECK-LIST檢查各種邊界及匹配關系是否滿足設計要求。除此之外，還要仔細檢驗裝配空間及運動干涉問題。

6 結語

按照以上步驟進行后側門三角窗的結構設計及相關邊界搭接關系檢查，基本上可以完成此類后側門三角窗的研發設計。但三角窗作為一個匹配關系復雜的外觀件功能件，其受到的關注度及感知度較多，外觀問題、匹配問題、風噪問題等都是次產品的重點關注問題。這些問題在生產及使用過程中，因種種因素影響都或多或少地出現，需要方向驗證以尋求后續車型的設計解決方案。