車門玻璃升降器理論研究綜述

楊 琳

（柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州 545006）

汽車車門玻璃升降器是屬于車門總成系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)轎車車門玻璃升降運(yùn)動(dòng)的車門附件，是駕乘人員使用頻率比較高的一種功能件，該件能否方便操作及可靠使用直接影響著人們在車內(nèi)各種活動(dòng)的質(zhì)量[1]。而且，車門玻璃升降器又是一種運(yùn)動(dòng)件，通過玻璃升降器帶動(dòng)玻璃托架做上下運(yùn)動(dòng)，從而使得車門玻璃沿著車門窗框的導(dǎo)槽或?qū)к壸錾颠\(yùn)動(dòng)。所以與其相配合的零部件比較多，并且影響其升降效果的因素、原因復(fù)雜，為此對(duì)汽車車門玻璃升降系統(tǒng)的研究探討就有相當(dāng)重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 車門玻璃升降器的主要功能

車門玻璃升降器的主要作用就是保證車門玻璃能夠順暢升降，以方便駕乘人員在車輛上進(jìn)行正?；顒?dòng)：保證車輛內(nèi)部有良好的通風(fēng)、方便駕乘人員在車內(nèi)不下車就能與車周圍的人員進(jìn)行交流等等。

2 玻璃升降器一般的設(shè)計(jì)方法

目前常用的玻璃升降器主要有叉臂式傳動(dòng)和繩輪式傳動(dòng)兩種常見結(jié)構(gòu)型式。后者能夠適應(yīng)玻璃在大曲率的弧形升降面上移動(dòng)。車門設(shè)計(jì)和布局中正確選擇和布置玻璃升降器是保證玻璃升降操縱輕便、工作可靠的關(guān)鍵。

作為車門系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)部件，升降器不僅僅和車身內(nèi)外板的空間布局相關(guān)，同時(shí)也和車門兩側(cè)導(dǎo)軌、玻璃內(nèi)外水切、密封條、門鎖甚至和揚(yáng)聲器都有一定關(guān)聯(lián)。在車門系統(tǒng)特別是內(nèi)外門板和玻璃形狀初步確認(rèn)后，需要在基于車門系統(tǒng)和玻璃升降器相關(guān)聯(lián)部件進(jìn)行布局和分析。與此同時(shí)在升降器C A D數(shù)模構(gòu)建之前也需要對(duì)車門系統(tǒng)和升降器之間相互關(guān)系進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核及相關(guān)的力學(xué)分析。因?yàn)槿绻Ａ灯骺臻g布局不恰當(dāng)，在實(shí)際過程中經(jīng)常會(huì)遇到玻璃升降卡滯、抖動(dòng)、偏離車門邊框?qū)Р鄣痊F(xiàn)象。運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)常常也意味著在整個(gè)運(yùn)行行程或某個(gè)特定位置出現(xiàn)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)力學(xué)狀況惡劣的情況。反映在現(xiàn)實(shí)中會(huì)出現(xiàn)型式試驗(yàn)（壽命試驗(yàn)）失敗或使用過程中的零件失效，如叉臂升降器中的長臂、短臂的磨損，繩輪式升降器的鋼絲繩斷裂等。為解決這些可能存在的問題需要在車身布局及玻璃升降器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮其布局的合理性并應(yīng)利用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行分析。

3 車門玻璃升降器的技術(shù)要求

對(duì)車門玻璃升降器的技術(shù)要求有：①升降平順，工作可靠，無沖擊和阻滯現(xiàn)象，無碾軋聲；②操縱輕便、省力，在正常載荷下（相當(dāng)于玻璃質(zhì)量）搖動(dòng)玻璃升降器的最大力矩不應(yīng)大于2 N M；各臂開始運(yùn)動(dòng)前，手柄的自由轉(zhuǎn)動(dòng)空行程量應(yīng)恰當(dāng)，一般不應(yīng)大于600°；③應(yīng)具有防止手壓玻璃時(shí)升降器發(fā)生逆轉(zhuǎn)的制動(dòng)機(jī)構(gòu)。水平位置時(shí)通過玻璃質(zhì)心再加2倍玻璃自身重力的載荷時(shí)，制動(dòng)器不應(yīng)失靈。在玻璃升降范圍內(nèi)，主動(dòng)臂滾輪中心加200 N的載荷時(shí)不發(fā)生逆轉(zhuǎn)；④用玻璃升降器將玻璃升至上止點(diǎn)時(shí)，應(yīng)保證駕駛室（客室）有良好的密封性；搖下車門（側(cè)窗）玻璃時(shí)，室內(nèi)應(yīng)能良好地通風(fēng)、換氣；⑤玻璃升降過程中，滾輪的連線應(yīng)平行，且保證在l 00 m m長度上不平行度小于0.4 m m；⑥玻璃升降器應(yīng)保證在升降4萬次試驗(yàn)中無故障。

4 車門玻璃升降器失效的主要原因

由于車門玻璃升降器是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的車身功能件，與其相配合、相連接的零部件比較多，且該件在使用中相對(duì)于車門有運(yùn)動(dòng)，所以引起車門玻璃升降器失效的原因也就很多。其中車門沖壓件不規(guī)范，車門內(nèi)外玻璃擋水膠條及玻璃導(dǎo)槽的尺寸形狀及材質(zhì)存在偏差，車門玻璃升降器本身存在問題，以及車門玻璃與設(shè)計(jì)要求不符等是導(dǎo)致車門玻璃升降不暢、卡滯、甚至失效的重要原因。

5 按玻璃升降器的失效原因

由于不同的失效原因?qū)?yīng)不同的研究方法?，F(xiàn)按照玻璃升降器的失效原因不同對(duì)所用研究方法進(jìn)行簡單的介紹。

（1）車門沖壓件剛度及強(qiáng)度不足。由于車門沖壓件剛度及強(qiáng)度本身不足，導(dǎo)致車輛在運(yùn)行過程中車門發(fā)生變形，引起車門玻璃升降不暢。解決辦法：對(duì)車門沖壓件進(jìn)行三坐標(biāo)測量，將所測量的數(shù)據(jù)與原設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)原設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛度及強(qiáng)度的C A E分析，并根據(jù)分析結(jié)果提出車門的加強(qiáng)方案。

（2）車門玻璃升降器結(jié)構(gòu)不科學(xué)、間隙不合理。由于車門窗框、玻璃導(dǎo)軌、車門玻璃、玻璃升降器、玻璃滑槽等相關(guān)件在設(shè)計(jì)時(shí)，其結(jié)構(gòu)不科學(xué)、間隙不合理造成車門玻璃升降不暢。解決辦法：對(duì)各個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析研究，找出科學(xué)的解決方案。

（3）玻璃升降器相關(guān)零部件發(fā)生變形。由于這些與車門玻璃升降器運(yùn)動(dòng)有關(guān)的零部件在裝調(diào)及運(yùn)輸中，操作工藝及其路線設(shè)計(jì)不合理，造成本系統(tǒng)的相關(guān)件在組裝、焊裝后，其結(jié)構(gòu)變形及功能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。解決辦法：對(duì)整個(gè)組裝及焊裝過程進(jìn)行分析研究，設(shè)計(jì)出切實(shí)可行的工藝方案來指導(dǎo)生產(chǎn)。

（4）玻璃滑槽等與玻璃有摩擦的件材質(zhì)有問題。由于玻璃滑槽的制造材料選擇不當(dāng)，導(dǎo)致玻璃滑槽與車門玻璃摩擦力太大，從而影響車門玻璃升降器的正常工作。解決辦法：對(duì)制造玻璃滑槽所用的材料進(jìn)行化驗(yàn)分析，并用不同的能滿足玻璃滑槽制造及使用要求的材料與車門玻璃進(jìn)行摩擦試驗(yàn)，從而找出與玻璃摩擦力小，但耐磨性及密封性都能滿足使用要求的材料來進(jìn)行生產(chǎn)。

[1]黃天澤，黃金陵.汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.

[2]吳亞良.現(xiàn)代轎車車身設(shè)計(jì)[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1999.