淺談商用車天窗配置選擇及布置方法

繆海桃 趙坤

關(guān)鍵詞：天窗型式;天窗布置;布置校核

Abstract： Take a heavy truck as an example， from selection assembling， opening determination， layout check， etc， research and analysis on the configuration of sunroof and the configuration on the roof. This paper summarizes the configuration selection and layout of a commercial vehicle sunroof.

Keywords： Sunroof type; Sunroof layout; Layout check

引言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，商用車天窗配置率越來(lái)越高，同時(shí)客戶對(duì)天窗的要求也越來(lái)越高，不僅要求天窗能有效地透光透氣，視野開(kāi)闊，還要求使用、維修便利，造型美觀。

天窗系統(tǒng)由本體、密封系統(tǒng)、排水系統(tǒng)三大部分組成，在車頂進(jìn)行布置時(shí)，設(shè)計(jì)人員要考慮開(kāi)口位置、人機(jī)及操作便利性，另外，還要考慮與內(nèi)飾部件的匹配，使天窗處于一個(gè)相對(duì)合理的位置。文章結(jié)合某重卡的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際案例，對(duì)天窗布置原則和方法進(jìn)行論述，以期為今后的相關(guān)工作提供一定的參考。

1 天窗型式選擇

1.1 天窗型式

商用車的天窗由于其商業(yè)性質(zhì)，通常采用外開(kāi)形式，這種布置形式占用布置空間較少，成本低。從平臺(tái)配置和客戶需求來(lái)說(shuō)，有手動(dòng)和電動(dòng)兩種;手動(dòng)天窗不適用于車內(nèi)高超出人手操作極限的車型，電動(dòng)天窗根據(jù)要求而定。

1.2 天窗功能配置

a.快速換氣功能：需要天窗具備起翹功能;

b.空氣通暢功能：需要天窗具備外滑打開(kāi)（或內(nèi)藏打開(kāi)）;

c.足夠可視光功能：需要天窗具備透射光線介質(zhì)（如玻璃）;

d.遮陽(yáng)功能：需要天窗具備遮陽(yáng)簾總成;

e.防蟲功能：需要天窗具有防蟲網(wǎng)總成;

f.密封性能：需要天窗與車頂配合以及天窗自身具備密封效果。

下圖為幾種天窗的典型結(jié)構(gòu)：

1.3 天窗外蓋板材料選擇

天窗外蓋板可選鋼化玻璃或玻璃鋼，前者視野好，乘坐舒適感好，但成本較高，后者在關(guān)閉狀態(tài)下，無(wú)透光性，僅在打開(kāi)后起到換氣透光作用，但成本低。選擇時(shí)主要根據(jù)車型定位及客戶需求而定。

2 天窗布置

2.1 布置輸入條件

布置時(shí)需要輸入以下條件：

（1）車頂CAS面;

（2）車頂3D數(shù)據(jù)或斷面;

（3）內(nèi)飾布置數(shù)據(jù)或內(nèi)飾件位置尺寸;

（4）整車配置明細(xì)，用于考慮天窗各配置布置的通用性。

2.2 天窗位置布置

2.2.1? X向布置

首先要考慮車頂結(jié)構(gòu)，天窗最好布置在曲率變化較為平緩的位置，盡可能避開(kāi)B柱傳力區(qū);其次，考慮內(nèi)飾件布置，注意與內(nèi)飾各部件的匹配間隙及面差，以某款重卡天窗為例，如下圖：

布置說(shuō)明：天窗最前端（一般是天窗）距高架箱打開(kāi)至最大時(shí)間隙≥10mm，后端根據(jù)頂襯布置部件進(jìn)行確定，如果有臥鋪擋簾導(dǎo)軌的，要考慮導(dǎo)軌與天窗最后端間隙≥20mm，同時(shí)，外部考慮天窗玻璃后滑至最大限時(shí)與導(dǎo)流罩間隙≥30mm;如無(wú)臥鋪擋簾，僅考慮天窗與導(dǎo)流罩的間隙。

2.2.2 Y向布置

布置說(shuō)明：天窗沿Y0面左右對(duì)稱布置，且對(duì)稱中心線與車身Y0面重合。

2.2.3 Z向布置

布置說(shuō)明：天窗的Z向高度，取決于頂襯Z向位置，根據(jù)造型定義的天窗下護(hù)罩與頂襯的匹配面差，評(píng)估天窗高度;由于商用車內(nèi)部空間大，人機(jī)分析時(shí)僅對(duì)天窗操作便利性進(jìn)行評(píng)估。

2.3 天窗開(kāi)口大小確定

天窗的開(kāi)口尺寸大小取決于駕駛室內(nèi)部所允許的內(nèi)部空間，并盡可能沿用成熟的天窗開(kāi)口尺寸，以便實(shí)現(xiàn)不同天窗產(chǎn)品的互換，天窗開(kāi)口尺寸確定主要考慮3點(diǎn)：

（1）確定天窗的寬度。整體式車頂，天窗的寬度取決于鈑金兩側(cè)翻邊沖裁的法蘭邊寬度，以及內(nèi)飾部件的布置邊界;分體式車頂，根據(jù)車頂常規(guī)分場(chǎng)形式，天窗寬度控制在中部與兩側(cè)分塊焊接邊之內(nèi)，至少留出距焊接邊20mm的間隙，同時(shí)也要考慮內(nèi)飾件的布置。

（2）確定天窗的長(zhǎng)度。天窗前部邊界最好止于車頂外CAS曲率變化急劇處，后部邊界考慮鈑金結(jié)構(gòu)，避開(kāi)分塊區(qū)域，如內(nèi)部有臥鋪，后部邊界止于臥鋪擋簾導(dǎo)軌前。

（3）功能性尺寸。如果僅做基本功能考慮，按1）、2）條布置，并結(jié)合天窗布置要求;如果要求天窗口兼逃生窗功能，需進(jìn)行相應(yīng)的人體通過(guò)性校核，建議按95%的人體進(jìn)行校核。

2.4 密封系統(tǒng)布置

目前大部分天窗都有兩道密封，一道處于天窗與鈑金之間，用于防水防塵并彌補(bǔ)天窗與鈑金之間的匹配間隙不均勻;一道在天窗框與天窗蓋板之間，主要用于天窗開(kāi)啟時(shí)的降噪。

2.5 排水系統(tǒng)布置

排水系統(tǒng)其實(shí)也歸屬于密封系統(tǒng)，因其布置上的獨(dú)立性，在此單獨(dú)進(jìn)行論述。

天管排水管一般較長(zhǎng)，其兩端分別與天窗排水口與鈑金出水口相連，在重要位置設(shè)計(jì)固定點(diǎn)，將天窗內(nèi)的積水導(dǎo)出車外。

布置時(shí)要充分考慮車身結(jié)構(gòu)及內(nèi)飾、線束等部件的排布，對(duì)于途中的凸出點(diǎn)要考慮避讓，管子不能打折，安裝點(diǎn)間距不易過(guò)大，建議按200mm-300mm一個(gè)固定點(diǎn)來(lái)考慮;避免擠壓，選擇空間較大的路徑，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可滿足排水試驗(yàn)的排水管內(nèi)徑應(yīng)不小于8mm。

目前重卡上出水口有兩個(gè)地方較為理想，一是沿著頂蓋從高到低排布到門框上部導(dǎo)水槽處，另一種是沿頂蓋自上而下，通過(guò)車身立柱，最終通過(guò)地板將水導(dǎo)到車外。前一種方式路徑較短，裝配、維修較為便利，難點(diǎn)在于出水口處的密封設(shè)計(jì);后一種路線長(zhǎng)，固定點(diǎn)多，裝配較為復(fù)雜，此種路線建議將水管布置在立柱外側(cè)，便于裝配和維修，在地板上的排水口盡量避開(kāi)人腳踩踏區(qū)域。在沒(méi)有特殊要求的情況下，按第一種方案設(shè)計(jì)，下圖為一款重卡車排水系統(tǒng)布置方案。

2.6 天窗固定方式

天窗各系統(tǒng)布置完成后，根據(jù)車頂鈑金結(jié)構(gòu)，進(jìn)行固定點(diǎn)布置，天窗本體以螺接形式固定在車頂上，與工藝共同確定裝配可行性;天窗排水管卡接或粘接在駕駛室里，出水口處接頭卡接在鈑金上，注意卡接部位的維修更換的便利性。

電動(dòng)天窗除固定點(diǎn)外，還要與電器部門確認(rèn)其ECU控制程序、針腳定義、線束走向等。

3 天窗布置校核

3.1 面差間隙校核

主要校核下護(hù)罩與頂襯匹配面差與間隙、天窗窗框與止口邊間隙，天窗電機(jī)距車頂間隙、排水管與車頂和頂襯的間隙。

3.2 人機(jī)操作校核

主要校核手柄操作便利性、電動(dòng)天窗按鍵操作便利性、起翹高度法規(guī)符合性、后滑時(shí)與導(dǎo)流罩間隙。

3.3 裝配性校核

主要校核天窗裝配工藝性、水管裝配工藝性、下護(hù)罩裝配工藝性。利用裝配工具校核操作空間和裝配人機(jī)，并考慮維修時(shí)維修工具使用空間。

4 結(jié)論

本文介紹了天窗的結(jié)構(gòu)配置，天窗布置的基本原則以及布置校核，為天窗系統(tǒng)的前期選型及設(shè)計(jì)提供參考;同時(shí)，作為車身附件中成本較高的一個(gè)系統(tǒng)，提前做好選型規(guī)劃對(duì)商用車型成本控制也具有一定的指導(dǎo)意義。

本文介紹的相關(guān)方案是某重卡車型天窗選型與布置的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并經(jīng)過(guò)了反復(fù)的論證，雖然僅介紹了外開(kāi)式天窗，但布置的原理是類似的，其他類型的天窗也可做借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉燕霞，張淑立.汽車外開(kāi)天窗的設(shè)計(jì).汽車工程師2014年第05期.

[2] 戴磊.汽車天窗排水管總成設(shè)計(jì)方法.汽車零部件.2014年第06期.