后窗玻璃下滑及異響問題分析優化

黃海濤，謝延昊，高明遠，李 瑩

（北京奔馳汽車有限公司，北京 100176）

0 引 言

汽車玻璃膠是汽車生產過程中所需的一類重要輔助材料，在密封防水，安全固定等方面起著特殊作用[1-3]。單組份濕固化聚氨酯玻璃膠在完全固化后可具有優良粘結性、伸長率、抗撕裂以及耐磨耐熱等特性，其發展十分迅速[4]。從生產企業內質量環的抱怨問題出發，介紹玻璃膠的應用特點和存在的不足，用統計和對比數據的方法研究了所有可能的影響因素，找到其中的主要影響因子，提出了優化PU（Polyurethane，聚氨酯）膠性能思路，并且在性能無法完全滿足客觀環境的前提下，提出了結構優化和工藝優化的思路和方法。在低成本策略下，加以驗證實施，有效降低了主機廠大批量后窗玻璃下滑問題的出現和異響抱怨率。

1 后窗玻璃下滑及異響問題描述

1.1 考核標準的定義

判斷后窗玻璃是否下滑主要根據玻璃的間隙，圖1所示為后窗玻璃間隙考核標準，Prio 2為缺陷需要返修的質量極限值，Prio 4 為警告值不需要返修。

對于后窗異響的判斷主要根據VoCA（Voice of Customer Audit，客戶主觀評價）。駕駛員在生產企業內比利時路動態測試車輛，車速為18～22 km/h，根據噪聲大小判定異響等級。

Prio2 Prio4 OK Prio4 Prio2測量點1～5標準等級 二級 四級 合格 四級 二級標準值 ＜1.0mm ＜1.9mm 2.9mm ＞3.9mm ＞4.5mm

圖1 后窗玻璃間隙考核標準

1.2 問題缺陷描述

后窗玻璃下滑缺陷判定基于間隙考核標準要求，測量缺陷車的實際間隙值，間隙達到Prio2以上則認定為必須返修的缺陷；后窗玻璃異響問題判定基于考核員在比利時路動態測試的主觀評價。

1.3 問題影響因素

由于后窗玻璃下滑和異響問題初始發生在使用玻璃膠DA217后的首個入冬季節，且并非所有車型的前風窗和后窗都有問題，因此可能的影響因素包括玻璃膠未固化、玻璃周邊結構（防滑墊塊大小和數量）、玻璃的質量和角度以及總裝環境，如圖2所示。

圖2 后窗玻璃下滑和異響的魚骨分析法

2 后窗玻璃下滑和異響原因分析與確認

后窗玻璃下滑與玻璃膠固化速度、玻璃周邊結構、玻璃質量、安裝角度和總裝工藝環境有關。后窗異響與玻璃膠固化速度、玻璃周邊結構、總裝工藝環境有關。

2.1 玻璃膠DA217在不同溫度下的固化曲線

從圖3可以發現玻璃膠DA217隨著溫度和濕度的下降，其初始固化強度也隨之下降，因此可以認定玻璃膠DA217在低溫下固化變慢會引起玻璃不能固定，是造成后窗玻璃下滑或異響的主要因素之一。

圖3 玻璃膠DA217在3個不同溫、濕度下的固化曲線

2.2 玻璃周邊結構的對比分析

2.2.1 玻璃下滑

從玻璃周邊結構來看，前風窗下方有一個擋水蓋板和風窗卡槽固定連接，擋水蓋板通過塑料螺釘固定在車身上。而后窗下方并未有任何零件可以固定支撐，出現后窗玻璃下滑的車型為某轎車和某對比SUV，轎車后窗有3個防滑墊塊，下滑程度較嚴重，Prio2達到30%。某對比SUV沒有任何防滑墊塊，下滑程度最嚴重，Prio2達到100%，見表1。由此可見，防滑墊塊的大小和數量是造成玻璃下滑的主要因素之一。

表1 前風窗和后窗結構對比

2.2.2 玻璃異響

從玻璃周邊結構來看，前風窗除了某對比SUV沒有異響抱怨，其余車型都有異響抱怨，如圖4所示。后窗僅有轎車有異響抱怨，其余車型都沒有異響抱怨，如圖5所示。綜上可以發現，異響和玻璃上邊自帶的密封條唇邊有關，有密封條唇邊的玻璃有噪聲，無密封條唇邊則無噪聲。

圖4 前風窗周邊結構對比

圖5 后窗周邊結構對比

2.3 玻璃的質量和安裝角度對比分析

玻璃質量和角度可能影響風窗下滑，因此對其進行分析。圖6顯示不同車型后窗玻璃的安裝角度。從表2可以看到，某對比SUV的后窗玻璃角度最小，某對比轎車的后窗玻璃自重最大，而出現玻璃下滑的車型為某轎車，在造型既定情況下，可以排除玻璃自重和安裝角度的影響。

圖6 后窗玻璃安裝角度分析圖

表2 各車型后窗玻璃質量和安裝角度對比分析

2.4 總裝工藝環境對比分析

現場查看總裝車間人工裝配情況，人員按照標準作業指導書操作，未見異常，故排除人的影響。冬季總裝車間環境溫度為14～20℃，相對濕度為3%～20%，這與夏季的總裝車間環境差別很大。由濕度Hr和溫度t計算得到絕對濕度Ha[5]

通過式（1）可以得到圖7所示某轎車后窗玻璃下滑程度和總裝車間溫濕度的關系圖。從圖7可以看出，低于絕對濕度4 g/m3時，某轎車后窗玻璃出現下滑。

3 關鍵因素的優化方案

玻璃下滑和異響均受玻璃膠組分、周邊結構和總裝工藝的影響，分別給出優化方案。

3.1 玻璃膠的優化

優化玻璃膠DA217的配方，將玻璃膠的表干時間降低12.6%，低溫下的性能更優。因其成分仍為單組份濕固化聚氨酯，其在低溫低濕環境下仍無法達到預期目標，因此需對玻璃周邊結構和總裝工藝進行優化。

3.2 玻璃周邊結構的優化

從總布置考慮，在某對比SUV后窗上部增加2個帶雙面膠的防滑墊塊，如圖8所示，而某轎車后窗已經布置了3個防滑墊塊，無合適空間再增加，故不作設計上更改。

圖8 某對比SUV后窗增加防滑墊塊

3.3 總裝工藝的優化

對總裝工藝的優化見表3，最大限度延長固定支具和固定膠帶的支撐時間。

表3 延長后的固定支具和膠帶的持續時間

4 措施與驗證

4.1 后窗下滑

通過玻璃膠優化、玻璃上增加防滑墊塊和工藝上延長后窗玻璃支撐時間后，對玻璃下滑情況進行5臺車的對比，發現后窗玻璃間隙已經完全在質量考核標準內，如圖9所示。

圖9 某轎車后窗間隙優化前、后對比數據

4.2 后窗異響

后窗異響原因是后窗玻璃的膠未干在比利時路面顛簸而產生振動，并與周邊零件碰撞摩擦產生噪聲，隨著時間的延長，膠干燥，異響會100%消除，如圖10所示。異響在JDPOWER售后抱怨中沒有發生，但會對生產企業內部動態質量考核產生干擾，影響考核其他可能產生的異響。

采取Deltalyze 3步方法對問題車異響源進行驗證，具體步驟如下：

步驟0：測量4次噪聲車確認噪聲存在；

步驟1：插入紙片在唇邊和頂棚之間噪聲消失；

步驟2：移除紙片噪聲復現。

經過驗證之后，可實施涂油措施解決VoCA比利時路動態測試時后窗異響問題。

圖10 后窗異響追蹤圖

5 結 論

通過對多款車型（轎車和SUV）冬季環境下后窗玻璃下滑和比利時路異響問題的研究和整改，分析得出了解決周期性事件和玻璃膠未固化完成的一般思路。得出在北方冬季干燥寒冷的環境下，主機廠應用單組份濕固化聚氨酯玻璃膠時應考慮的所有影響因素，以此來預防和解決后窗玻璃下滑和異響問題。