湯飛，張長春，范明華

（奇瑞商用車（安徽）有限公司，安徽 蕪湖 241009）

前言

汽車天窗是應(yīng)人們乘車健康和舒適要求越來越高而產(chǎn)生的技術(shù)。因此天窗的功能應(yīng)該包括：美觀、安全、健康、舒適、美等全方位的需求。同時還需要滿足通風(fēng)要求，換氣緩和和行車安全等重要功能。

1 天窗的基本結(jié)構(gòu)

根據(jù)運動軌跡的不同，電動天窗分為內(nèi)藏式和外開式兩種類型。這兩種類型的在組成結(jié)構(gòu)、運動原理方面基本相同。隨著用戶對汽車外觀的要求提高，內(nèi)藏式天窗已逐步取代外開式天窗，成為汽車天窗的主流形式。下面就以內(nèi)藏式天窗為基礎(chǔ)，對電動天窗的結(jié)構(gòu)和原理進行詳細說明。

電機驅(qū)動系統(tǒng)包括微電機及電子控制系統(tǒng)，天窗的電子控制系統(tǒng)主要由電源及電源繼電器、開關(guān)、限位開關(guān)、電子控制器（ECU）、執(zhí)行器等組成。

運動執(zhí)行機構(gòu)是電動天窗的核心部分，負責(zé)控制天窗遵循預(yù)定的軌跡來運動。通過運動執(zhí)行機構(gòu)，可以實現(xiàn)天窗的外掀、關(guān)閉、內(nèi)藏等動作。

框架則支撐著整個天窗系統(tǒng)，同時應(yīng)具備排水、控制運動方向等作用。

圖1

2 運動原理

天窗運動如圖所示。小定位銷運動軌跡參數(shù)與天窗運動軌跡參數(shù)的關(guān)系如圖所示。

圖2

運動執(zhí)行機構(gòu)的外掀是從關(guān)閉狀態(tài)開始，軟軸承帶動連桿向A 方向運動，當(dāng)小銷軸到達導(dǎo)向塊的導(dǎo)向槽最低點處后繼續(xù)向前運動，使大銷軸與導(dǎo)向塊的導(dǎo)向槽2 接觸后達到止點，從而使車頂玻璃外掀。從關(guān)系圖上看，當(dāng)小定位銷從斜升段與關(guān)閉段的臨界點沿著導(dǎo)向槽2 斜升段下滑時，天窗開始從關(guān)閉狀態(tài)逐漸開啟，直到滑到斜升段的最下端，天窗斜開到極限位置，斜開的最大角度為α，在豎直方向斜開的最大距離為h1。

運動執(zhí)行機構(gòu)的關(guān)閉狀態(tài)是指車頂玻璃與車頂曲面完全接合的狀態(tài)。當(dāng)從外掀狀態(tài)向關(guān)閉狀態(tài)運動時，軟軸承沿B向運動，使小銷軸到達導(dǎo)向塊的導(dǎo)向槽的中間段。從關(guān)系圖上看，當(dāng)小定位銷從斜升段的最低點沿著導(dǎo)向槽2 斜升段向上滑動時，天窗開始從斜開的極限位置逐漸斜降，直到斜升段與關(guān)閉段的臨界點，天窗即到達關(guān)閉位置。

在關(guān)閉狀態(tài)下，軟軸承帶動連桿繼續(xù)向B 方向運動，小銷軸到達導(dǎo)向塊的導(dǎo)向槽1 的最高點拖動導(dǎo)向塊運動，車頂玻璃隨之向后運動，此時滑枕也向后運動，直至達到限位開關(guān)位置，整個天窗玻璃隱藏到車頂下部。從關(guān)系圖上看，當(dāng)小定位銷從關(guān)閉段與內(nèi)藏段的臨界點沿著導(dǎo)向槽2 內(nèi)藏段上滑時，天窗開始從關(guān)閉狀態(tài)逐漸斜降，直到滑到內(nèi)藏段的最高點，天窗斜降到極限位置，斜降的最大角度為β，在豎直方向斜降的最大距離為h2。當(dāng)天窗斜降到極限位置時，軟軸 承帶動連桿及導(dǎo)向塊繼續(xù)運動，滑枕也隨之運動，直到天窗玻璃內(nèi)藏到車頂以下。

根據(jù)車型的具體結(jié)構(gòu)和要求，可以確定天窗的斜升角度、斜升高度、斜降角度、斜降高度和滑動距離，對參數(shù)α、β、h1、h2 及限位開關(guān)的位置進行設(shè)計。

3 安裝方式

內(nèi)藏式電動天窗主要采用懸掛式安裝結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)由下往上（車內(nèi)）安裝，在加強環(huán)上的裝配孔處焊有點焊螺母，通過螺栓將天窗與加強件進行固定。天窗及車身結(jié)構(gòu)中需要具備排水系統(tǒng)，將滲進天窗的雨水能夠及時地排到外部，同時頂蓋上需要設(shè)計翻邊孔，另需要設(shè)計加強件能夠和頂蓋焊接在一起。車身系統(tǒng)的制造過程非常復(fù)雜，而天窗的密封性與頂蓋的外觀配合受尺寸精度的影響也是非常大的。

4 密封排水設(shè)計

主動式密封是通過天窗與車頂之間的密封條進行密封，以及天窗玻璃與天窗開口處密封條的密封，阻止灰塵及雨水等進入天窗及車身內(nèi)部。被動式密封（排水）設(shè)計通過天窗玻璃周邊的密封條與車頂翻邊的密封接合，阻擋灰塵及大部分的雨水。另外，天窗總成內(nèi)部需要設(shè)計有流水槽和排水導(dǎo)管，將少量從玻璃密封條與車頂接合處滲入的雨水排到車身外部。

5 結(jié)論

隨著人類生活水平的不斷提高，以及汽車工業(yè)的不斷進步，帶天窗的乘用車已成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢，國內(nèi)市場仍有著巨大的發(fā)展空間，加速對電動天窗的自主設(shè)計研發(fā)進度，早日使國產(chǎn)天窗占據(jù)主要市場，是建設(shè)汽車強國的重要措施之一。