汽車電動(dòng)天窗布置及校核方法的研究

黃啟海，侯輝

（安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心，安徽合肥230601）

汽車電動(dòng)天窗布置及校核方法的研究

黃啟海，侯輝

（安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心，安徽合肥230601）

簡(jiǎn)單介紹了汽車天窗的形式及特點(diǎn)；運(yùn)用圖片及斷面示意，闡述了天窗布置的原則及方法；以在研車型為例，介紹了天窗的校核方法及要點(diǎn)；得出一套天窗布置及校核的方法。

電動(dòng)天窗；布置原則；校核方法

0 引言

隨著消費(fèi)者對(duì)汽車要求的提高，汽車的乘坐舒適性越來越受到關(guān)注。汽車配置天窗，一方面可使車內(nèi)透光性好，通風(fēng)性好，視野開闊［1］；另一方面在高速行駛時(shí)，開天窗相對(duì)于開側(cè)窗能有效降低車內(nèi)噪聲［2］。因此，天窗已逐步成為一種汽車必備配置。

天窗是車身的一個(gè)重要組成部分，不但要有配合頂蓋的裝飾作用，且需具備正常開閉的功能。天窗的設(shè)計(jì)需考慮與周邊部件的間隙面差，更需關(guān)注裝配性、操作性、運(yùn)行平穩(wěn)性。天窗的布置是否合理，對(duì)以上設(shè)計(jì)要求有很大影響?；诖耍闹兄攸c(diǎn)介紹天窗的布置及校核方法。

1 天窗形式及分類

1.1 天窗的玻璃開啟形式

天窗按照玻璃開啟形式分類，可分為外滑式和內(nèi)藏式［3］，其運(yùn)動(dòng)方式、空間布置等特點(diǎn)如表1所示。

表1 天窗玻璃外滑式和內(nèi)藏式特點(diǎn)對(duì)比

1.2 天窗的緊固形式

天窗按照緊固結(jié)構(gòu)可分為夾緊式和懸掛式。

夾緊式天窗。天窗分為天窗總成及安裝固定框兩部分，分別位于車身頂蓋的外側(cè)及內(nèi)側(cè)，這兩部分通過緊固件固定在頂蓋開口上，并夾住車身頂蓋。

懸掛式天窗。這種結(jié)構(gòu)的天窗需要為其專門設(shè)計(jì)車身頂蓋，天窗總成作為一個(gè)整體，通過緊固件懸掛固定在車身頂蓋上。

不同形式的天窗在車身上的布置過程也有所區(qū)別。文中將以玻璃內(nèi)藏式、懸掛式的天窗為例，對(duì)天窗的布置校核方法進(jìn)行說明。

2 天窗的布置

2.1 布置輸入條件

在布置之前需準(zhǔn)備以下數(shù)據(jù)：

（1）車頂CAS面；

（2）車頂鈑金3D數(shù)據(jù)或結(jié)構(gòu)斷面；

（3）天窗3D數(shù)據(jù)或結(jié)構(gòu)斷面。

在初步布置結(jié)束后，天窗的校核需準(zhǔn)備以下數(shù)據(jù)：

（1）車頂內(nèi)飾部件的CAS面，主要是頂棚、遮陽板、頂燈CAS面；

（2）頂飾附件3D數(shù)據(jù)或結(jié)構(gòu)斷面，主要是前后頂燈及安裝支架、頂扶手及其支架結(jié)構(gòu)；

（3）其他車頂相關(guān)部件，如頂吸音棉、CAB等。

2.2 天窗布置

天窗在車身上的布置工作，主要是確定天窗的前后、上下位置，同時(shí)需保證與周邊部件的間隙，使天窗在運(yùn)動(dòng)過程中保持與周邊件有一定的安全間隙。天窗布置，首先使天窗滑軌與XY平面平行，然后確定X、Y、Z三個(gè)方向的位置。

2.2.1 確定天窗的X方向位置

遵循原則：

（1）天窗開口最前端到R點(diǎn)的X方向的距離D（在R點(diǎn)前方）滿足100mm≤D≤300mm，在此范圍內(nèi)越靠前越好，有利于后排頭部空間。

（2）天窗最前端距離其他部件最小間隙不小于7mm，如圖1所示。

布置方法：根據(jù)天窗最前端部件 （一般是電機(jī)）距離前方部件 （一般是前橫梁）的距離≥7mm，來確定天窗X方向的位置 （注意D值在要求范圍內(nèi)）。

2.2.2 確定Y方向的位置

遵循原則：天窗關(guān)于Y0面左右對(duì)稱。

布置方法：使天窗玻璃的對(duì)稱中心線與車身Y0面重合。

2.2.3 確定Z方向的位置

遵循原則：天窗整體位置越靠上越好，有利于頭部空間。

布置方法：以天窗玻璃與運(yùn)動(dòng)組件的后端連接孔的中心為基點(diǎn) （如圖2所示），根據(jù)天窗玻璃支架的高度及玻璃的厚度，來確定此點(diǎn)距離車身頂CAS面的距離，從而確定天窗Z方向的位置。

2.2.4 布置調(diào)整

以選定的基點(diǎn)為軸心，旋轉(zhuǎn)微調(diào)天窗與XY平面的夾角（角度調(diào)整范圍：導(dǎo)軌與XY平面夾角不大于2°），使天窗結(jié)構(gòu)骨架上的最高點(diǎn)位置與車頂最小間隙m≥5mm。與車頂距離最小的位置一般會(huì)出現(xiàn)在前后兩端，或電機(jī)軟軸的末端，如圖3所示。

根據(jù)調(diào)整好的天窗位置，取天窗開口區(qū)域的車頂CAS面作為玻璃面，按照該天窗運(yùn)動(dòng)軌跡線對(duì)玻璃進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核，要滿足玻璃運(yùn)動(dòng)軌跡線距離車頂及其他部件的最小距離不小于7mm。一般情況下最小距離出現(xiàn)在頂蓋開口后邊緣處，以及玻璃運(yùn)動(dòng)到最后端時(shí)玻璃邊緣處。

若校核不能滿足要求，則需重新微調(diào)角度，若旋轉(zhuǎn)微調(diào)后仍不能滿足要求，則需重新確定天窗Z方向位置，直到滿足校核要求。

2.3 天窗布置后的關(guān)注點(diǎn)

完成天窗在車身上的布置后，需確定天窗的安裝定位信息及固定方式。

確定天窗定位信息和固定信息后，還需確定天窗的運(yùn)動(dòng)方式，即ECU程序的控制方式，保證線束端接插件的針腳定義和天窗內(nèi)部ECU控制模式一致。

以上便是天窗布置的方法，布置結(jié)束后，為檢查布置的結(jié)果，還需對(duì)天窗進(jìn)行校核。

3 天窗的校核

天窗的校核主要是考慮天窗與周邊部件的關(guān)系，即天窗與車體之間、天窗與內(nèi)飾件之間以及天窗本體部件之間的配合關(guān)系。

3.1 天窗與車體之間的校核

天窗與車體之間，主要需考慮以下部件間的間隙：天窗電機(jī)與車頂鈑金，天窗與頂蓋加強(qiáng)框，玻璃運(yùn)動(dòng)軌跡與車頂鈑金，擋風(fēng)板翹起軌跡線與鈑金開口，遮陽板運(yùn)動(dòng)到后端時(shí)與車頂?shù)取Ｆ渲?，天窗部件與車頂鈑金之間的間隙還要考慮頂蓋吸音墊的布置空間，間隙值的制定也要綜合考慮車身鈑金和零部件的制造精度。

以某SUV車型為例，天窗與車體之間主要校核項(xiàng)如表2所示。

表2 天窗與車體之間的校核項(xiàng)目

3.2 天窗與內(nèi)飾之間的校核

天窗與內(nèi)飾之間，主要需考慮以下部件間的間隙：天窗電機(jī)與前頂燈，天窗橫梁或滑軌與頂棚，天窗遮陽板運(yùn)動(dòng)到后端與頂棚，頂棚開口處與天窗，遮陽板運(yùn)動(dòng)軌跡與內(nèi)飾件等。天窗與內(nèi)飾之間具體校核項(xiàng)及要求值如表3所示。

表3 天窗與內(nèi)飾之間的校核項(xiàng)目

3.3 天窗本體相關(guān)間隙校核

天窗本體，主要需考慮：擋風(fēng)板閉合狀態(tài)與天窗前橫梁板之間的間隙，密封條最下端與導(dǎo)水槽邊緣連接的角度，天窗玻璃及遮陽板行程的檢查等。

天窗的校核和布置過程是相輔相成的，布置過程中需考慮校核項(xiàng)的要求值，校核又反過來檢查布置過程，完成以上校核，且都符合設(shè)計(jì)要求，則天窗的布置校核工作基本完成。

4 結(jié)論

文中介紹了天窗的兩種主要形式，以在研車型的天窗為例，詳細(xì)闡述了天窗的布置步驟和校核方法、布置過程的注意點(diǎn)、以及校核的項(xiàng)目與要求。此布置校核方法已在某SUV車型上得到驗(yàn)證，證實(shí)了方法的可行性。

文中雖然只介紹了內(nèi)藏式天窗的布置和校核方法，但天窗的布置步驟和校核方法基本是相通的，其他形式天窗布置校核可酌情參考。

【1】張志敏，陶永琴.基于嵌入式系統(tǒng)的智能汽車天窗的設(shè)計(jì)［J］.電子測(cè)試，2013（6）：5－7.

【2】周益.汽車天窗噪聲的數(shù)值分析和控制［J］.汽車科技，2012（4）：43－46.

【3】鄭海航.汽車電動(dòng)天窗系統(tǒng)研制［D］.廣州：廣東技術(shù)師范學(xué)院，2010.

Study on Layout and Check Methods of Electric Sunroof

HUANG Qihai，HOU Hui
（Technical Center，Anhui Jianghuai Automobile Co.，Ltd.，Hefei Anhui230601，China）

The forms and features of automobile sunroof were introduced.Layout principles and methods of sunroof were illustrated through pictures and section diagrammatic sketches.Taking research vehicle as an example，checkingmethods and key points of sunroofwere introduced.Finally，a set of layout and checkingmethods was obtained.

Electric sunroof；Layout principles；Check methods

2014－02－11

黃啟海（1984—），男，本科，工程師，主要研究汽車車頂內(nèi)外裝飾件。E-mail：hqh367＠163.com。