汽車前擋風(fēng)玻璃的設(shè)計(jì)與開發(fā)

劉昌權(quán)，劉艷波，范明華

（1.奇瑞商用車（安徽）有限公司，安徽 蕪湖 241009；2.奇瑞新能源汽車股份有限公司，安徽 蕪湖 241009）

前言

前擋風(fēng)玻璃的設(shè)計(jì)并不是對玻璃本身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，玻璃面在造型凍結(jié)后，可以直接通過外A 面得到。擋風(fēng)玻璃的設(shè)計(jì)主要涉及形狀尺寸校核、視野校核、邊界定義、材料選擇、密封設(shè)計(jì)、定位設(shè)計(jì)，后擋風(fēng)玻璃還包括除霜設(shè)計(jì)（這部分主要是電器的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，這里不作介紹），直接作為背門使用的后擋玻璃還包括開啟機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。擋風(fēng)玻璃的形狀尺寸校核和視野校核，應(yīng)在造型凍結(jié)前，結(jié)合車體的A、C 柱同時(shí)進(jìn)行。

1 形狀和尺寸校核

對于不同的球高、拱高和輪廓尺寸，玻璃要求不同的成型工藝，成本也會(huì)發(fā)生很大的變化。因此，在擋風(fēng)玻璃設(shè)計(jì)前，應(yīng)對形狀和尺寸進(jìn)行校核，主要是對玻璃的球高、拱高和輪廓尺寸進(jìn)行檢查。

表1 不同工藝對應(yīng)玻璃球高、拱高和輪廓尺寸要求

沿指定的主曲方向，截出若干玻璃截面，在這一系列的截面中，最長弦線與所在截面內(nèi)玻璃面的最大距離稱為玻璃拱高。沿指定的副曲方向，截出若干玻璃截面，在這一系列的截面中，最長弦線與所在截面內(nèi)玻璃面的最大距離稱為玻璃球高。不同工藝對應(yīng)的玻璃球高、拱高和輪廓尺寸要求如上表。

2 視野校核

2.1 測量參數(shù)

與前擋風(fēng)玻璃有關(guān)的前視野測定，主要涉及以下測量參數(shù)：

2.1.1 V 點(diǎn)

V 點(diǎn)是表征駕駛員眼睛位置的點(diǎn)，它與通過駕駛員乘坐位置中心線的縱向嵌垂平面、R 點(diǎn)及設(shè)計(jì)座椅靠背角有關(guān)。通常用V1，V2兩點(diǎn)表示V 點(diǎn)的不同位置。

2.1.2 風(fēng)窗玻璃基準(zhǔn)點(diǎn)

指從V 點(diǎn)向前的射線與風(fēng)窗玻璃外表面的交點(diǎn)。

2.2 前視野要求

涉及前擋風(fēng)玻璃的前視野要求包括：

（1）風(fēng)窗玻璃透明區(qū)（透光率≥70%，可簡單看作出去黑邊及花點(diǎn)的前擋風(fēng)玻璃）至少應(yīng)包括風(fēng)窗玻璃基準(zhǔn)點(diǎn)連線所包圍的面積，這些基準(zhǔn)點(diǎn)是：

1）V1點(diǎn)水平向前偏左17°的基準(zhǔn)點(diǎn)a。

2）V1點(diǎn)向前沿鉛垂面偏上7°的基準(zhǔn)點(diǎn)b。

3）V2點(diǎn)向前沿鉛垂面偏下5°的基準(zhǔn)點(diǎn)c。

4）在汽車縱向?qū)ΨQ平面另一側(cè)，應(yīng)增加3 個(gè)輔助基準(zhǔn)點(diǎn)a’，b’，c’，它們與a，b，c 三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)相對稱。

（2）在駕駛員前視野180°的范圍內(nèi)，在通過V1的水平面下方和通過V2的三個(gè)平面（三個(gè)平面都和水平面向下成4°夾角，其中一個(gè)平面垂直于Y 基準(zhǔn)平面，另兩個(gè)平面垂直于X 基準(zhǔn)平面）上方的范圍內(nèi)，除了A 柱、三角窗分隔條、車外無線電天線、后視鏡和風(fēng)窗玻璃刮水器等造成的障礙外，不得有其他障礙。但是以下情況除外：

1）直徑小于0.5mm 的嵌入式天線，或小于1.0mm 的印刷式天線，不認(rèn)為是視野障礙。

2）無線電天線的導(dǎo)線一般不得進(jìn)入GB11556 規(guī)定的A區(qū)，但是導(dǎo)線直徑小于0.5mm 時(shí)，可允許三根導(dǎo)線進(jìn)入，此種情況不認(rèn)為是視野障礙。

3）最大直徑為0.03mm，導(dǎo)線是豎直的，最小間距1.25mm，或?qū)Ь€是水平的，最小間距2.0mm 的除霜及除霧導(dǎo)線，不認(rèn)為是視野障礙。

（3）通過V2 垂直于Y 基準(zhǔn)平面且與轉(zhuǎn)向盤上邊緣相切的平面，如該平面相對水平面至少后下傾斜1 度時(shí)，則轉(zhuǎn)向盤上邊緣以下的儀表板所構(gòu)成的障礙是允許的。

圖1 涉及前擋風(fēng)玻璃的前視野要求

3 前擋風(fēng)玻璃的邊界定義

前擋風(fēng)玻璃的邊界，應(yīng)與整車的間隙段差圖結(jié)合起來。

前擋風(fēng)玻璃的邊界定義由以下幾個(gè)參數(shù)決定：

（1）前擋風(fēng)玻璃與頂蓋分塊線位置、間隙設(shè)計(jì)值（一般設(shè)計(jì)為3-5mm，公差±1.0mm）。

（2）前擋風(fēng)玻璃與A 柱分塊線位置、間隙設(shè)計(jì)值（一般設(shè)計(jì)為5-10mm，公差±1.0mm）。

（3）前擋風(fēng)玻璃與前罩分塊線位置，前擋風(fēng)玻璃下方零件布置情況。

需要特別指出的是，前擋風(fēng)玻璃下端，由于被前罩覆蓋，其邊界的定義自由度較其他三邊要大，原則是能確保前罩能蓋住、具有足夠的涂膠區(qū)域、不得過長以影響下方零件布置。

4 密封設(shè)計(jì)

擋風(fēng)玻璃的外圈密封是指玻璃與周邊零件的防水密封。由于擋風(fēng)玻璃是非活動(dòng)件，除非玻璃損壞需要更換，密封措施一般是不變動(dòng)的，因此不必過多考慮密封條的拆卸。根據(jù)安裝方式，擋風(fēng)玻璃密封條分為夾持式和粘貼式兩種，另外從裝飾角度考慮，還有加裝裝飾條的密封條。密封條的材料可采用EPDM、PVC 等，為降低成本，有些則采用天然橡膠和其他低廉橡膠作為芯部，表面覆以0.5-1.0mm 的EPDM。

5 結(jié)論

本文從系統(tǒng)的角度過對汽車前擋風(fēng)玻璃系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素進(jìn)行深入探討，從而形成整車開發(fā)過程中前擋風(fēng)玻璃系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)。