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        車窗對(duì)車門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響簡(jiǎn)析

        2021-09-10 07:22:44鮑朕
        交通科技與管理 2021年3期

        鮑朕

        摘 要:車窗是汽車重要的組成零件之一,其設(shè)計(jì)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(jì)往往對(duì)司乘人員的視野,駕乘感受,美觀,空氣動(dòng)特性等方面都有較大影響。車門可移動(dòng)的側(cè)窗通過(guò)車門玻璃升降結(jié)構(gòu)及玻璃導(dǎo)槽實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)及密封功能。本文通過(guò)對(duì)車門側(cè)窗及其周邊環(huán)境件的設(shè)計(jì)的研究,圍繞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),簡(jiǎn)單介紹側(cè)窗作為車門系統(tǒng)設(shè)計(jì)輸入的重要性,為今后類似產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)提供參考及借鑒。

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

        0 引言

        車門系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(gè)車門系統(tǒng)的設(shè)計(jì),本篇著重介紹玻璃造型面在車門設(shè)計(jì)過(guò)程中的作用。

        1 玻璃造型曲率對(duì)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(shí)現(xiàn)車身設(shè)計(jì)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(gè)方向都存在曲率。該玻璃在車身高度和長(zhǎng)度方向均有弧度,可以與車身曲線完美契合,達(dá)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(rèn)玻璃造型曲率,分析可成型性極為重要。結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn),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(shí)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(jì)過(guò)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中平穩(wěn),除了制造過(guò)程中對(duì)曲率質(zhì)量進(jìn)行保證外,設(shè)計(jì)過(guò)程中的分析模擬必不可少,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,可以借助計(jì)算機(jī)軟件對(duì)玻璃運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行分析,可以初步判斷其設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)軌跡是否滿足要求。檢查不同運(yùn)動(dòng)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(duì)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(lái)保證穩(wěn)定升降。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,無(wú)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(duì)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(lái)說(shuō),一般當(dāng)拿到造型A面數(shù)據(jù)的時(shí)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(duì)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(gè)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(jì)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(yuǎn)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(lái)。最后會(huì)發(fā)現(xiàn),原來(lái)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(duì)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(jì)的時(shí)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(jì)的最為關(guān)鍵的造型輸入,必須盡早的確認(rèn)凍結(jié),否則在同步開發(fā)的過(guò)程中,一旦玻璃曲率發(fā)生改變,會(huì)對(duì)整個(gè)車門系統(tǒng),車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)甚至內(nèi)飾零件部造成巨大的影響。

        6 結(jié)束語(yǔ)

        本文主要闡述車門側(cè)窗與周邊環(huán)境件的設(shè)計(jì)關(guān)系,以及需要重點(diǎn)考慮的設(shè)計(jì)要點(diǎn),同時(shí)結(jié)合日常工作中的實(shí)際案例,整理歸納入文中,希望在今后的整車開發(fā)中對(duì)以上內(nèi)容進(jìn)行參考,避免出現(xiàn)一些不必要的設(shè)計(jì)問(wèn)題。

        參考文獻(xiàn):

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        [2]潘冬冬,馬浩.一種汽車門窗雙曲率玻璃設(shè)計(jì)方法與流程[P].X技術(shù),2017-02-02.

        [3]《汽車工程手冊(cè)》編輯委員會(huì).汽車工程手冊(cè)設(shè)計(jì)篇[M].人民交通出版社,2001.

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