某車型前三角窗漏水問(wèn)題分析及設(shè)計(jì)優(yōu)化

吳家陽(yáng)　王麗敏

摘 要：文章針對(duì)上汽通用五菱汽車股份有限公司某車型前三角窗80S整車淋雨試驗(yàn)時(shí)漏水的情況，從前三角窗與側(cè)圍實(shí)際匹配狀態(tài)及前三角窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比分析，查出漏水路徑，制定解決方案，總結(jié)出在后續(xù)新車型開(kāi)發(fā)的過(guò)程中需要注意的問(wèn)題及經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

關(guān)鍵詞：前三角窗 丁基膠 漏水

1 引言

前三角窗，是指通過(guò)固定結(jié)構(gòu)裝配在側(cè)圍外板上的固定窗，主要起外觀裝飾、防塵防水、增加駕駛員側(cè)視野作用。前三角窗一般采用一體注塑成型工藝，由前三角窗玻璃、注塑裝飾包邊、固定結(jié)構(gòu)等基本部件組成。前三角窗玻璃為鋼化玻璃，厚度可選3.2mm或3.5mm，玻璃顏色可根據(jù)整車外觀及零件成本因素選取白玻或綠玻。注塑裝飾包邊通常可選PVC或者TPV材料，TPV具有優(yōu)良的耐老化性、耐寒性、耐熱性及可回收性，有逐步取代PVC材料的趨勢(shì)。固定結(jié)構(gòu)主要為前三角窗提供裝配定位及固定，有以下兩種結(jié)構(gòu)：卡扣+玻璃膠固定結(jié)構(gòu)、螺釘+丁基膠固定結(jié)構(gòu)。卡扣+玻璃膠固定結(jié)構(gòu)通過(guò)3個(gè)或3個(gè)以上塑料卡扣+玻璃膠的方式為前三角窗提供固定，其中1個(gè)卡扣為主定位，其余為輔助定位，卡扣通過(guò)一體注塑工藝，與玻璃包邊形成一個(gè)整體，玻璃膠刷涂在玻璃內(nèi)表面黑邊區(qū)域內(nèi)。螺釘+丁基膠固定結(jié)構(gòu)通過(guò)3個(gè)或3個(gè)以上螺釘+丁基膠的方式為前三角窗提供固定，其中1個(gè)螺釘為主定位，其余為輔助定位，螺釘通過(guò)一體注塑工藝，與玻璃包邊形成一個(gè)整體，丁基膠粘貼在包邊內(nèi)側(cè)區(qū)域。

公司某車型為了最大程度保證前三角窗可視面積，提高駕駛安全性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選用了螺釘+丁基膠的固定方式。該車型前三角窗在80S整車淋雨試驗(yàn)時(shí)暴露漏水問(wèn)題，漏水點(diǎn)主要集中在前三角窗A柱段兩Y向限位凸臺(tái)之間區(qū)域，不僅影響整車一次下線合格率，增加返修工作量，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起客戶抱怨，導(dǎo)致投訴量增多，影響車型口碑。解決該問(wèn)題迫在眉睫。

2 漏水原因分析

想要解決該車型漏水問(wèn)題，就要先鎖定漏水途徑。漏水攻關(guān)團(tuán)隊(duì)通過(guò)80S淋雨復(fù)現(xiàn)問(wèn)題及故障車拆解分析可知，漏水途徑為：前三角窗玻璃包邊外唇邊與側(cè)圍外板存在約1.0mm間隙（設(shè)計(jì)狀態(tài)為干涉0.77mm），水流通過(guò)該間隙流入側(cè)圍與玻璃包邊腔體（第一道防水唇邊失效），且丁基膠與側(cè)圍外板不貼合（設(shè)計(jì)狀態(tài)丁基膠與側(cè)圍外板干涉3.0mm），水流越過(guò)丁基膠與側(cè)圍外板密封區(qū)域（第二道防水失效），最終滴落在A柱上飾板表面，如圖1所示。通過(guò)人、機(jī)、料、法、環(huán)五大要素排查問(wèn)題的原因，確定了幾個(gè)因子，下面就從以下幾方面的原因進(jìn)行分析。

2.1 包邊外唇邊與側(cè)圍干涉量偏小

設(shè)計(jì)上前三角窗包邊外唇邊與側(cè)圍干涉量?jī)H為0.77mm，由于丁基膠自身彈性作用，在螺釘固定時(shí)，丁基膠受壓縮產(chǎn)生一個(gè)與螺釘固定力方向相反的作用力，將整個(gè)玻璃Y向往車外頂，外唇邊與側(cè)圍0.77mm的干涉量不足以吸收玻璃Y向產(chǎn)生的位移量，導(dǎo)致唇邊與側(cè)圍外板離空，該現(xiàn)象可從TAC檢具上不帶丁基膠固定與帶丁基膠固定兩種方式唇邊與側(cè)圍匹配情況可以看出：當(dāng)不帶丁基膠，上TAC檢具打緊螺釘時(shí)，唇邊與側(cè)圍外板貼合緊密，無(wú)間隙;但當(dāng)帶上丁基膠后再打緊螺釘時(shí)，唇邊與側(cè)圍外板不貼合，產(chǎn)生0.5mm間隙;由于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)側(cè)圍外板型面產(chǎn)生的偏差，該間隙可達(dá)1.0mm左右，如圖2所示。

2.2 丁基膠與側(cè)圍外板不貼合

該車型設(shè)計(jì)上前三角窗布置有3個(gè)螺釘固定點(diǎn)，其中A柱兩固定點(diǎn)間距離為546mm，丁基膠直徑為6mm的圓柱形，丁基膠粘接面與側(cè)圍外板間隙3mm，丁基膠與側(cè)圍外板干涉3mm。當(dāng)該兩固定螺釘擰緊時(shí)，會(huì)施加兩個(gè)車內(nèi)方向的拉力F1，因兩固定點(diǎn)距離較遠(yuǎn)，玻璃中段無(wú)固定點(diǎn)支撐，玻璃受玻璃膠反作用力F2（方向與F1相反，為車外方向）影響，致使玻璃中間段型面外拱，最終導(dǎo)致丁基膠與側(cè)圍外板不貼合，密封失效，如圖3所示，這是造成前三角窗漏水的主要原因。

3 問(wèn)題解決方案

經(jīng)過(guò)以上分析，漏水攻關(guān)團(tuán)隊(duì)確認(rèn)了造成前三角窗漏水的原因，為以下兩點(diǎn)：一、包邊外唇邊與側(cè)圍干涉量偏小;二、丁基膠與側(cè)圍外板不貼合;要解決前三角窗漏水問(wèn)題，可從以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)：

3.1 增加外唇邊干涉量

優(yōu)化前三角窗包邊外唇邊形狀，外形由柱狀改為細(xì)長(zhǎng)型，便于唇邊變形，加大唇邊干涉量，由0.77mm改為1.5mm（如圖4所示），可有效吸收玻璃Y向位移量，但該措施更改模具改動(dòng)量較大，分型線位置變化會(huì)導(dǎo)致上模、下模都需要更改，周期長(zhǎng)且費(fèi)用高，綜合考慮，最終沒(méi)有實(shí)施該方案;

3.2 丁基膠粘接面抬高1mm

既然丁基膠與側(cè)圍外板不貼合，導(dǎo)致密封失效為該漏水問(wèn)題的主要原因，那么我們可以從丁基膠粘接面與側(cè)圍外板之間間隙考慮，人為將漏水區(qū)域間粘接面與側(cè)圍外板間隙由原來(lái)的3mm縮小為2mm（即丁基膠粘接面抬高1mm），加大丁基膠與側(cè)圍外板間干涉量（由3mm改為4mm），如圖5所示，確保丁基膠能與側(cè)圍外板貼合，起到密封作用，從根本上解決問(wèn)題。由于該措施模具更改量較小，僅模具內(nèi)特定區(qū)域進(jìn)行銑加工，更改費(fèi)用較少，且周期僅需半個(gè)月，最終漏水攻關(guān)小組成員一致確認(rèn)，采取該方案。

3.3 兩Y向限位凸臺(tái)取消

該車型前三角窗在A柱區(qū)域包邊上設(shè)計(jì)有兩個(gè)Y向限位凸臺(tái)，該凸臺(tái)與側(cè)圍外板零貼設(shè)計(jì)，目的是為了防止該區(qū)域玻璃面塌陷。但在該漏水問(wèn)題中，兩Y向限位凸臺(tái)阻礙了員工裝配按壓時(shí)玻璃面往車內(nèi)方向移動(dòng)的可能性，間接加劇了丁基膠與側(cè)圍不貼合的風(fēng)險(xiǎn)，故將兩個(gè)Y向限位凸臺(tái)取消，如圖6所示，作為輔助措施，確保員工在裝配前三角窗時(shí)按壓有效果，保證丁基膠能與側(cè)圍形成有效密封;

通過(guò)以上幾條措施的實(shí)施，有效解決了前三角窗漏水的問(wèn)題，漏水故障率由最高的10.5%降低到0.25%，提高了一次下線合格率，減少了員工返修的工作量;

4 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)及后續(xù)新車型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方向

通過(guò)對(duì)該車型前三角窗漏水問(wèn)題的分析及改進(jìn)措施，總結(jié)出以下經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方向，在后續(xù)新開(kāi)發(fā)車型中應(yīng)加以注意。

一是包邊外唇邊形狀及干涉量設(shè)計(jì)：包邊外唇邊形狀設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)為細(xì)長(zhǎng)形，相比柱形唇邊，細(xì)長(zhǎng)形具有更易變形、應(yīng)力小等特點(diǎn)，更小的力能更好的使唇邊變形，貼合側(cè)圍外板，且外唇邊干涉量應(yīng)做到1.5mm，以增加型面偏差時(shí)唇邊的包容能力;

二是兩固定點(diǎn)間距離控制：通過(guò)對(duì)比同類型結(jié)構(gòu)車型可知，當(dāng)前三角窗外形為細(xì)長(zhǎng)三角形，且采用螺釘+丁基膠固定方式時(shí)應(yīng)控制兩固定點(diǎn)間距離最大不能超過(guò)400mm，如兩固定點(diǎn)間距離大于400mm時(shí)，應(yīng)在此距離間增加一固定點(diǎn)，該固定點(diǎn)可以是螺釘，也可以是塑料卡扣，目的是為玻璃面提供必要的拉力，防止玻璃面外拱，避免丁基膠與側(cè)圍外板不貼合。