車窗對車門結(jié)構(gòu)設(shè)計影響簡析

鮑朕

摘 要：車窗是汽車重要的組成零件之一，其設(shè)計除了美觀要求，還要滿足采光，通風(fēng)，密封，為駕駛員及乘客提供足夠的視野功能。布置位置有前后風(fēng)擋，側(cè)窗，還有天窗。車窗造型設(shè)計往往對司乘人員的視野，駕乘感受，美觀，空氣動特性等方面都有較大影響。車門可移動的側(cè)窗通過車門玻璃升降結(jié)構(gòu)及玻璃導(dǎo)槽實現(xiàn)其穩(wěn)定運動及密封功能。本文通過對車門側(cè)窗及其周邊環(huán)境件的設(shè)計的研究，圍繞結(jié)構(gòu)設(shè)計，簡單介紹側(cè)窗作為車門系統(tǒng)設(shè)計輸入的重要性，為今后類似產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計提供參考及借鑒。

關(guān)鍵詞：車門側(cè)窗;結(jié)構(gòu)設(shè)計研究;車窗造型

0 引言

車門系統(tǒng)設(shè)計是整車系統(tǒng)開發(fā)的重要組成部分，其中玻璃大面作為最早定義好的造型輸入，直接或者間接影響整個車門系統(tǒng)的設(shè)計，本篇著重介紹玻璃造型面在車門設(shè)計過程中的作用。

1 玻璃造型曲率對制造的影響

車門玻璃目前多采用鋼化玻璃，厚度多為3.5 mm，

3.85 mm。為了實現(xiàn)車身設(shè)計的曲線美感，車門玻璃又以往的單曲率逐漸變?yōu)殡p曲率，即在橫縱兩個方向都存在曲率。該玻璃在車身高度和長度方向均有弧度，可以與車身曲線完美契合，達到整車造型曲線的流暢。但曲面玻璃生產(chǎn)較平面玻璃的生產(chǎn)工藝更加復(fù)雜，成本也越高。因此，在造型凍結(jié)之前，與玻璃供應(yīng)商確認玻璃造型曲率，分析可成型性極為重要。結(jié)合以往經(jīng)驗，盡量保持玻璃水平方向曲率均勻，建議最大與最小曲率差值小于60 000 mm，同時最小曲率半徑最好能大于1 500 mm，避免因工藝難度太大而導(dǎo)致的制造成本增加，合格率降低。

2 雙曲玻璃的要求

汽車車窗雙曲率設(shè)計過程中，結(jié)構(gòu)工程師需要考慮到造型部門車窗的CAS面（汽車初步造型面）及車門數(shù)據(jù)，具體要求一般如下：

（1）擬合出的玻璃面盡量與CAS面相同。

（2）玻璃升降運動過程中，運動軌跡面與玻璃導(dǎo)軌之間的變化誤差盡量小。為了保證車窗升降運動過程中平穩(wěn)，除了制造過程中對曲率質(zhì)量進行保證外，設(shè)計過程中的分析模擬必不可少，在產(chǎn)品設(shè)計中，可以借助計算機軟件對玻璃運動軌跡進行分析，可以初步判斷其設(shè)計運動軌跡是否滿足要求。檢查不同運動狀態(tài)下的玻璃與原始玻璃造型大面的偏差，單曲率不應(yīng)該有偏差出差，雙曲率偏差應(yīng)該小于1 mm。

3 車窗對車門密封面的影響

與車門側(cè)窗起到密封功能的零件主要有玻璃導(dǎo)槽，外水切等。由于密封系統(tǒng)一般選擇TPE或者EPDM軟性材料，且均有擠出的均勻斷面，因此，保證均勻的密封就尤為重要。玻璃面與密封系統(tǒng)保持均勻斷面除密封功能可以得到保證外，還可以給玻璃提供均勻的內(nèi)外側(cè)壓縮力，來保證穩(wěn)定升降。在設(shè)計過程中，無論是腰線還是玻璃導(dǎo)槽，當(dāng)確定斷面結(jié)構(gòu)之后，CAD數(shù)據(jù)的引導(dǎo)線一定要符合玻璃面的曲率，保證玻璃面與密封條接觸的任何位置，均有相同的位置對應(yīng)關(guān)系，即保證均勻斷面（均勻斷面意味著兩側(cè)密封唇邊以相同，大小適當(dāng)?shù)牧εc玻璃接觸。）如圖：

1.玻璃導(dǎo)軌2.玻璃3.玻璃導(dǎo)槽4.內(nèi)飾板

5.外水切6.內(nèi)水切

由此可以很容易地了解到，一旦密封條本身結(jié)構(gòu)斷面確定，玻璃面的位置及曲率決定了密封條的位置及軌跡，密封條的位置一旦確定，與其安裝配合的裝飾亮條的位置也就確定了。因此，作為結(jié)構(gòu)工程師來說，一般當(dāng)拿到造型A面數(shù)據(jù)的時候，除了玻璃曲率本身可制造性外，還要確保裝飾條甚至A/B柱飾板應(yīng)該與玻璃大面平行。

4 玻璃對車門鈑金的影響

從上面內(nèi)容了解到，飾條及密封條的位置均有玻璃面決定，整個密封系統(tǒng)又安裝在車門鈑金上面，由此可以得出，鈑金密封安裝面的位置同樣由側(cè)窗確定。在CAD設(shè)計中，當(dāng)鈑金斷面結(jié)構(gòu)凍結(jié)之后，其安裝面的引導(dǎo)線同樣要與密封系統(tǒng)一樣，平行于車門側(cè)窗造型面，如圖3，A與B永遠是恒定值。

鈑金的位置一旦確定，考慮到車身框口密封同樣要求均勻的密封，均勻的壓縮力的理論，我們就可以很容易理解框口密封條的位置也確定了，同理，車身框口法蘭的位置也就定了下來。最后會發(fā)現(xiàn)，原來側(cè)窗面到車身法蘭的距離是恒定的（只考慮腰線以上）。

5 玻璃面對內(nèi)飾的影響

為了保證內(nèi)飾與車身匹配的美觀，通常在內(nèi)飾A/B/C柱設(shè)計的時候，同樣遵循“平行”原則，這也可以保證內(nèi)飾蓋板與周圍環(huán)境間均勻的縫隙面差。

由此可知，玻璃面作為車身設(shè)計的最為關(guān)鍵的造型輸入，必須盡早的確認凍結(jié)，否則在同步開發(fā)的過程中，一旦玻璃曲率發(fā)生改變，會對整個車門系統(tǒng)，車身結(jié)構(gòu)設(shè)計甚至內(nèi)飾零件部造成巨大的影響。

6 結(jié)束語

本文主要闡述車門側(cè)窗與周邊環(huán)境件的設(shè)計關(guān)系，以及需要重點考慮的設(shè)計要點，同時結(jié)合日常工作中的實際案例，整理歸納入文中，希望在今后的整車開發(fā)中對以上內(nèi)容進行參考，避免出現(xiàn)一些不必要的設(shè)計問題。

參考文獻：

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