周成偉
?
車門玻璃晃動影響因素分析及優(yōu)化
周成偉
(安徽江淮汽車集團股份有限公司,安徽 合肥 230601)
基于江淮汽車某車型,分析車門玻璃晃動影響因素,并結(jié)合實車案例,提出優(yōu)化方案。
車門玻璃晃動;影響因素;改進
玻璃升降系統(tǒng)作為車門系統(tǒng)的重要組成部分,是車輛駕乘人員使用頻次較高的系統(tǒng)。玻璃升降系統(tǒng)的性能表現(xiàn),是評價車輛使用性能的一個重要指標,如何提升玻璃升降系統(tǒng)的性能表現(xiàn),是車門系統(tǒng)設計人員需要面對的一個重要課題。
在車輛使用過程中,我們發(fā)現(xiàn)部分車型車門玻璃處于中間位置,關(guān)門時會出現(xiàn)玻璃晃動較大的問題。本文章結(jié)合某車型實際案例,詳細分析玻璃晃動的影響因素,提出改進方法并進行驗證。
玻璃升降系統(tǒng)由玻璃、玻璃升降器、玻璃呢槽、內(nèi)劈水條、外劈水條、玻璃導軌等零部件組成。
玻璃晃動源于關(guān)門時產(chǎn)生的震動,而限制玻璃晃動主要是通過玻璃周邊零部件對玻璃的限制實現(xiàn),下面對限制因素進行分析。
如圖1所示,當車門玻璃處于下降過程中,其前后邊緣部分位置會脫離玻璃導軌的限制,出現(xiàn)懸空,玻璃邊緣受夾持部分變小。為了便于分析,對玻璃夾持比進行定義:玻璃夾持比=玻璃前后邊緣受夾持尺寸/玻璃前后邊緣實際長度。
圖1 車門玻璃下降過程
圖2 玻璃下降過程中夾持比變化趨勢
圖2為玻璃下降過程中夾持比的變化趨勢,當玻璃從最高點初始下降時,夾持比迅速降低,之后趨于穩(wěn)定,而當玻璃下降至最低點附近時,夾持比再次降低。
下面將對上述變化趨勢產(chǎn)生的原因進行具體分析。
1.1.1玻璃造型
玻璃初始下降時,玻璃前上端部分及玻璃前邊緣脫離導軌,出現(xiàn)懸空。如圖3所示,不同造型下,玻璃前上端部分及玻璃前邊緣懸空尺寸存在明顯差異。
圖3 不同造型下玻璃前端懸空尺寸
1.1.2玻璃導軌長度
一般情況,出于降重的目的,會將玻璃導軌下端進行部分切除。因此當玻璃下降至最低點位置,玻璃下端脫離導軌出現(xiàn)懸空,導致夾持比變小。一般情況下,玻璃在最低點位置時露出導軌長度尺寸要求小于30mm。
玻璃受到的夾持力主要來源于玻璃呢槽及內(nèi)、外劈水條。設計階段一般通過定義玻璃呢槽及內(nèi)、外劈水條與玻璃的壓縮力來控制玻璃夾持力。
此外,玻璃夾持力的大小影響玻璃升降過程中的系統(tǒng)阻力,進而影響玻璃升降速度及玻璃升降器電機負載,對玻璃升降器、玻璃呢槽等零件耐久性產(chǎn)生影響。通常情況下,一般定義玻璃升降系統(tǒng)阻力在60N~80N,因此在設計階段需對夾持力進行計算,在系統(tǒng)阻力符合要求的前提下來改善夾持力。
f=F1*m
其中f為玻璃系統(tǒng)阻力,F(xiàn)1為玻璃夾持力,m為摩擦系數(shù)。
玻璃升降器一般通過卡板或者托架等結(jié)構(gòu)與玻璃進行固定連接,由于玻璃需進行升降運動,因此玻璃升降器上的玻璃固定結(jié)構(gòu)與導向結(jié)構(gòu)之間存在一定間隙。如果間隙過大,當車輛產(chǎn)生震動時,會使玻璃晃動加大。但如果間隙太小,容易導致玻璃升降時阻力過大,導致升降困難。因此需要綜合考慮玻璃升降系統(tǒng)配合公差,對玻璃升降器內(nèi)部運動機構(gòu)的配合間隙進行定義。
通過上述分析,我們確認了玻璃晃動的主要影響因素。下面將通過分析具體車型情況,確定改進措施。
分析圖2中某車型玻璃下降過程中玻璃夾持比變化趨勢,確認造型對玻璃夾持比影響較大。
以某車型為例,在保證A柱障礙角基礎上,將玻璃前導軌后移22mm,夾持比最小值可由25%提升到36%,如圖4所示。
圖4 調(diào)整玻璃導軌位置前后夾持比變化趨勢
以某車型為例,首先定義玻璃晃動量的測量方法,將主觀感受轉(zhuǎn)化為測量數(shù)值進行對比。具體測量方法為:將車門玻璃從最高點降至夾持比最小位置,在玻璃前上方距離邊界50mm位置選取測量點,采用記號筆進行標記。采用手持式拉力計在測量點沿玻璃法向向車內(nèi)及車外施加推力,推力大小依次為10N、20N、30N、40N、50N,采用三坐標儀測量標記點偏移量。
圖5 不同受力狀態(tài)下玻璃晃動量
分析圖5測量數(shù)據(jù),玻璃在受力10N時,晃動量增加最快,且向車外方向偏移量大于向車內(nèi)方向,之后隨受力加大,晃動量均勻增大。此狀態(tài)表明玻璃初始位置受夾持力偏小,且玻璃外側(cè)夾持力小于玻璃內(nèi)側(cè)夾持力。
2.2.1提高玻璃呢槽夾持力
圖6 玻璃呢槽唇邊修改示意圖
圖7 玻璃呢槽修改前后對玻璃夾持力變化趨勢
如圖6、圖7所示, 通過修改玻璃呢槽唇邊尺寸,將兩側(cè)唇邊厚度加大,改善玻璃呢槽對玻璃的夾持力,減小玻璃晃動。
2.2.2改善內(nèi)、外劈水條夾持力
如圖8所示,通過調(diào)整外劈水條唇邊尺寸,唇邊厚度加大,改善外劈水條對玻璃的夾持力,減小玻璃晃動。
圖8 外劈水條修改前后對玻璃夾持力變化趨勢
2.2.3措施驗證
根據(jù)上述改進措施制作樣件,采用相同測量方法,對比調(diào)整前后的玻璃晃動量數(shù)值,如圖9所示,效果良好。
此外,因上述改進措施對玻璃升降系統(tǒng)整體升降阻力有所影響,因此進行玻璃升降系統(tǒng)可靠性試驗,經(jīng)驗證玻璃升降系統(tǒng)可靠性符合要求。
圖9 調(diào)整前后玻璃晃動量變化趨勢
本文對于車門玻璃晃動的影響因素進行分析,詳細分析各個影響因素,確認改進措施,并依據(jù)改進措施進行驗證,最終確認改進效果。此外,通過整理過程分析數(shù)據(jù),形成組織記憶力文件,并輸出了設計指導文件,在新車型開發(fā)過程中進行應用,在設計階段規(guī)避類似問題。
[1] 黃天澤,黃金陵.汽車車身結(jié)構(gòu)與設計[M].機械工業(yè)出版社 2013.
The analysis and optimization about the influencing factors of door glass trembling
Zhou Chengwei
( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )
Based on the analysis of a JAC vehicle model,the influencing factors of door glass trembling are introduced,and combining with the production problems,the optimization are proposed.
door glass trembling;influencing factors;optimization
U471.13
B
1671-7988(2018)24-143-03
U471.13
B
1671-7988(2018)24-143-03
周成偉(1988-),男,就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司技術(shù)中心,從事車門系統(tǒng)設計工作。
10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.24.051