PGD固定式大玻璃全景天窗設(shè)計開發(fā)

計留弟

摘 要：該學(xué)術(shù)論文主要闡述了上汽大眾純電動汽車PGD固定式大玻璃全景天窗總成設(shè)計開發(fā)過程及玻璃光順和PGD天窗功能設(shè)計要點包括試驗要求等，PGD固定式大玻璃全景天窗具有先進性、適應(yīng)性、可靠性、服務(wù)力、品牌力和市場占有率等指標(biāo)，旨在促進中國汽車零部件產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，鼓勵創(chuàng)新和技術(shù)進步，具有很高的專業(yè)學(xué)術(shù)參考價值。

關(guān)鍵詞：PGD固定式大玻璃全景天窗總成 全景天窗優(yōu)點 全景天窗構(gòu)成

隨著國家對新能源汽車政策的大力扶持，已經(jīng)涌現(xiàn)出一大批新能源汽車開發(fā)以及動力蓄電池的企業(yè)，并且朝著更加創(chuàng)新的方向發(fā)展，新能源汽車已經(jīng)向電動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化以及共享化新四化方向發(fā)展。以上汽大眾為代表的合資燃油車企也已積極投入到新能源汽車開發(fā)和生產(chǎn)中，繼途觀L PHEV和新帕薩特PHEV插電式混合動力成功投產(chǎn)后，符合新四化方向的多款純電動汽車如A SUVe，Lounge SUVe也已經(jīng)開發(fā)完成并且即將在新建的MEB工廠投產(chǎn)。

買車是當(dāng)下每一位車主都非常在意，尤其是年輕人對汽車的要求更是達到了癡迷的程度，即使很多時候手頭沒有多少閑錢，也會通過各種途徑來買到自己喜歡的車型。一款車的好壞，質(zhì)量、安全性或者油耗固然及其重要，但顏值和配置消費者也很看重。如汽車上的全景天窗，許多車主都會選裝，這一配置能提高車子的檔次，給人“高大上”的感覺。全景天窗能讓車內(nèi)的空間看起來更為寬敞，而且由于采光多了以后，坐在車內(nèi)也不會給人壓抑的感覺。車主在車內(nèi)就能欣賞到天空的景色，特別夜晚開車去一個空曠安靜的地方，躺在車內(nèi)就能夠欣賞到夜空里的月亮和星星，不失為一種浪漫。

本篇重點介紹上汽大眾純電動汽車配置的PGD全景天窗即固定式大玻璃全景天窗設(shè)計開發(fā)過程，玻璃與車身粘膠固定，電動遮陽簾開啟/關(guān)閉。安裝在汽車車頂?shù)拇竺娣e夾層安全玻璃天窗，它打破了傳統(tǒng)汽車天窗的尺寸和視野限制，為乘客提供了更加開闊的車內(nèi)空間，采用模塊化設(shè)計思路，使用福耀玻璃原片，應(yīng)用玻璃模壓和注塑包邊技術(shù)，讓汽車廠總裝線裝配變得更加便捷。固定式大玻璃全景天窗還可以根據(jù)市場需求集成鍍膜、隔熱、智能調(diào)光、氛圍燈光和太陽能等功能，不斷拓展“一片玻璃”的邊界，既可以保護乘客隱私，也可使產(chǎn)品和技術(shù)更加個性化和智能化。

PGD全景天窗具有以下優(yōu)點：全景天窗，大尺寸，廣視野，低透原片，阻擋酷熱，降低溫度，強表面應(yīng)力，采用半鋼化夾層玻璃，夾層安全結(jié)構(gòu)，5mm厚夾層玻璃，隔絕紫外線，防止光老化，保護內(nèi)飾。見圖1。

PGD全景天窗構(gòu)成：PGD全景天窗總成由玻璃總成，框架總成，遮陽簾總成，電機，控制器和線束總成六大分總成組成，配以固定螺栓，玻璃粘接膠和搭鐵線等，若配置氛圍燈，還有氛圍燈總成，氛圍燈線束，氛圍燈插座等零件，其中玻璃總成又由玻璃，PUR注塑，支撐件構(gòu)成，框架總成由前框，左右導(dǎo)軌，電機拉索，拉索導(dǎo)管，遮陽簾左右支座，遮陽簾固定板等零件構(gòu)成。見圖2。

PGD全景天窗裝配成本分析：目前PGD天窗總成有兩種供貨方式，一種是玻璃總成和框架總成分開供貨，車間各自單獨裝配這兩個零件，玻璃總成采用TOP-Load安裝，框架總成再采用Bottom-Load分開安裝。另一種是玻璃總成和框架總成不分開供貨，由天窗廠集成玻璃和框架（配套廠裝配）總成供貨，主機廠直接采用TOP-Load方式由機器人從上往下粘接安裝即完成PGD天窗裝配。第一種裝配方式框架總成螺栓固定在車身上面，第二種裝配方式框架總成直接螺栓固定在玻璃總成上，因此兩種裝配方式車身設(shè)計也會不同，造成車身成本也不同。經(jīng)成本分析，從設(shè)計、物流、質(zhì)量、裝配工時和供應(yīng)價格等多方面綜合分析，第二種裝配方式即PGD天窗總成供貨成本更低，能更好地進行質(zhì)量控制與管理，設(shè)計研發(fā)天窗廠負(fù)責(zé)更為合理，也符合德國大眾LAH設(shè)計準(zhǔn)則要求，減少設(shè)計風(fēng)險，節(jié)省開發(fā)費用，車身成本也更低。PGD全景天窗包含遮陽簾一件式供貨，基于生產(chǎn)裝配費用分析原則上成本更合理，并且PGD全景天窗兩件式供貨方式只有在全景天窗一件式供貨方式不能滿足總布置功能要求時才被考慮實施。見圖3。

PGD全景天窗車型配置：PGD全景天窗造型決定前需進行安裝車型條線，裝車率，驅(qū)動/座位，電機功率/扭矩和續(xù)航里程/電池容量配置。

下面重點介紹上汽大眾純電動汽車配置的PGD全景天窗設(shè)計開發(fā)過程：

1 PGD固定式大玻璃光順設(shè)計檢查

光順設(shè)計檢查主要檢查以下要點：

●與前風(fēng)擋玻璃匹配檢查：PGD玻璃前面直接與前風(fēng)擋玻璃匹配，需要檢查匹配縫隙，匹配高度，圓角以及造型美觀等。

●PGD大玻璃制造性評估：PGD玻璃光順凍結(jié)前必須進行玻璃制造性評估，需要對玻璃成型仿真CAE分析，如最小曲率，縱向弧深，橫向弧深，拱高，表面應(yīng)力等分析，生產(chǎn)工藝分析，如切割工序，掰邊工序，磨邊工序，合片套圈初壓，高壓成品分析，同時考慮生產(chǎn)效率，產(chǎn)品缺陷，廢品率等。對仿真分析的結(jié)果如產(chǎn)品凹口園角位置有皺褶，影響玻璃光學(xué)進行評判，提出改進措施，如加大凹口圓角等。見圖4。

●價格評估：玻璃光順不同，玻璃成型難度、風(fēng)險也會很大不同，造成生產(chǎn)成本也會不同，影響玻璃供貨價格。

2 PGD固定式大玻璃全景天窗功能設(shè)計與檢查

縫隙和平整度：PGD玻璃前部與前風(fēng)擋玻璃縫隙設(shè)置2.9mm，高2mm，圓角大于R3mm，后部與白車身高出0.8mm，PGD PU注塑根部與白車身間距大于3.3mm，與行李架飾板間距大于3.3mm，與白車身縫隙保持4mm。

PGD玻璃粘接膠設(shè)計：使用奧迪認(rèn)可的EFBOND DA300聚氨酯膠，可以提高車身的整體剛性，增加安全性，經(jīng)過試驗驗證后，在油漆表面可以不涂底漆，材料號：AMV 169 320，截面形狀采用8±2x13，5±1，5mm，粘接后膠的厚度控制在5.3mm，粘膠設(shè)備噴嘴按16mm設(shè)計并與PU注塑包邊有2mm安全距離要求。

RPS定位：PGD全景天窗RPS設(shè)計按3-2-1原則，使用6個方向主定位，17個輔助定位，采用機器人從外向內(nèi)放置，通過Best Fit系統(tǒng)（采用基于攝像頭的車頂環(huán)境測量和定位進行自動裝配）與車身進行定位。

排水管理：車輛在不同位置（水平，水平帶負(fù)壓雨淋，側(cè)傾，俯仰，前傾，對角線扭轉(zhuǎn)15°，車輪抬高200mm等14個位置）包括疲勞洗車，高壓沖洗都應(yīng)滿足整車水密性試驗要求。PGD全景天窗白車身設(shè)計也需滿足排水管理要求，車身車頂側(cè)圍處應(yīng)設(shè)計有排水道，排水孔等，并且做到車身密封，防止水從車身車頂側(cè)圍處進入車內(nèi)。PGD全景天窗雖無需安裝前排水管，但需要設(shè)計后排水管，帶排水閥，排水閥直接布置在后輪罩后面的地板上，排水管內(nèi)徑φ10mm，外徑φ13mm，布置最小坡度>3%，標(biāo)準(zhǔn)截面下彎曲半徑>60mm，帶3筋截面彎曲半徑>50mm，水管固定夾子布置水平間距最大300mm，布置考慮內(nèi)飾件，水管設(shè)計安裝位置標(biāo)志線，與固定夾子中間對齊。水管還需進行布置校核，如與周邊件車身線束、車身內(nèi)飾、側(cè)面頭部安全氣囊以及電器控制器盒是否干涉，間距是否足夠等。見圖5。

與車身安裝空間檢查：PGD總成從上往下安裝，必須確保PGD總成在前部/后部/側(cè)面/轉(zhuǎn)角各個位置與車身至少10mm安裝距離要求。

與內(nèi)飾內(nèi)部空間檢查：在閱讀燈、內(nèi)飾控制面板處PGD天窗間距>6mm，PGD遮陽簾與內(nèi)飾保持4mm間距，PGD框架與內(nèi)飾固定夾子間距>2.5mm。

PGD玻璃遮陽簾色標(biāo)確認(rèn)：PGD玻璃總成使用電動遮陽簾，需要設(shè)計凍結(jié)前進行色標(biāo)定義并批準(zhǔn)，如：Soul TPZ 6PS（黑色） 和Spin TPZ IR6（米色）。

PGD玻璃設(shè)計要求：采用半鋼化夾層玻璃加PVB膜，規(guī)格：2.1+0.76PVB+2.1，使用灰玻，PVB膜透明，玻璃表面應(yīng)力>=40MPa，玻璃還應(yīng)滿足TL957標(biāo)準(zhǔn)要求：TL（6 bis 13）%，TE（4 bis 12）%，TUV<4%，TTS≤38%。

PGD玻璃帶LowE和PDLC功能：LowE玻璃指低輻射玻璃，即夾層玻璃要求鍍膜，外層玻璃下表面鍍銀Silver Coating，具有對中遠(yuǎn)紅外線高反射的特性，可大大降低因輻射而造成的室內(nèi)外熱能傳遞，達到理想的節(jié)能效果。內(nèi)層玻璃下表面加LowE Coating，LowE膜層在冬季對人體、內(nèi)部設(shè)備和燈光等所產(chǎn)生的熱輻射紅外線具有較高反射比，可以減少車內(nèi)的熱量流失，玻璃保溫效果好。在夏季LowE膜層可以阻隔玻璃被太陽照射后發(fā)出的二次輻射熱，具有良好的阻隔熱輻射透過的作用，降低太陽總能量透過。使用LowE玻璃能進一步隔熱，起到冬暖夏涼的效果，滿足LAH要求：TTS<19%。PDLC玻璃是指玻璃既能完全透明也能霧化玻璃帶隱私效果，即夾層玻璃中間帶PVB+PDLC+PVB中間層。當(dāng)電控產(chǎn)品關(guān)閉電源時，電控調(diào)光玻璃里面的液晶分子會呈現(xiàn)不規(guī)則的散布狀態(tài)，此時電控玻璃呈現(xiàn)透光而不透明的外觀;通電后，里面的液晶分子呈現(xiàn)整齊排列，光線可以自由穿透，此時電控液晶玻璃呈現(xiàn)透明狀態(tài)。即通電：透明（TL>70%在白玻組合下） 斷電：不透明（霧度>95%）。

PGD天窗線束設(shè)計檢查：PGD天窗總成包含遮陽簾驅(qū)動電機，控制器、氛圍燈和線束等電器零件，車身線束必須與控制器、電機、氛圍燈及天窗線束匹配，考慮到降低成本，在不裝氛圍燈情況下，車身線束可以直接連接控制器，從而可以取消天窗本身原來設(shè)計的天窗線束與車身線束連接插頭。

PGD玻璃總成其它設(shè)計校核：PGD玻璃總成還需進行玻璃黑邊包括黑邊圓角檢查，并與車頂內(nèi)飾協(xié)調(diào)一致;PGD玻璃人體工程乘客視線檢查;PGD玻璃總成選裝預(yù)留氛圍燈檢查，包括售后服務(wù)市場拆除氛圍燈/更換氛圍燈檢查。

產(chǎn)品詳細(xì)裝配技術(shù)描述檢查（PDM設(shè)計檢查）：PGD天窗總成結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后還需進行產(chǎn)品詳細(xì)裝配技術(shù)描述，供規(guī)劃前期場地、設(shè)備、工裝和生產(chǎn)線設(shè)計等方面需要，指導(dǎo)車間工人按技術(shù)文件正確安裝零件。如：零件型號，數(shù)量，安裝方式，玻璃清潔、底涂和涂膠工藝，車身清潔、底涂工藝，PGD玻璃機器人自動照相測量、對中和安裝過程均需描述清楚。

3 PGD固定式大玻璃全景天窗試驗要求

PGD全景天窗設(shè)計完成后，還需進行一系列試驗，試驗內(nèi)容全部完成并合格后，產(chǎn)品才能進入投產(chǎn)階段。PGD全景天窗因功能要求高，客戶相關(guān)，因此德國大眾定義為BMG零件，試驗項目非常多，試驗主要內(nèi)容如下：

1.質(zhì)保實驗室試驗：如尺寸測量，材料和表面保護實驗室檢測，Cubing和DCM零件匹配試裝。

2.模塊試驗： 如操作耐久和強度試驗，水密封和冰凍試驗，氣候和環(huán)境測試（熱存放，防腐試驗，陽光模擬，氣候交變），聲學(xué)試驗特別是行駛噪音，振動異響和振動頻率分析，濫用試驗，結(jié)構(gòu)剛度試驗，碰撞和安全試驗，售后范圍，螺栓試驗，密封條試驗，玻璃板試驗以及電機測試等。

3.整車試驗：如有關(guān)風(fēng)噪和功能的風(fēng)洞和跑車試驗，水密封試驗包括雨淋和冰凍，高壓沖洗，疲勞洗車，振動異響和振動頻率分析，操作和行駛異響，耐熱和灰塵試驗，低溫試驗，氣候交變，陽光模擬和大氣暴曬試驗，車身最大扭曲時靜態(tài)測量車身剛度和對天窗的影響，整車耐久和溫度交變液壓振動試驗，10萬公里道路耐久試驗，8000km強化道路耐久試驗，冬季試車和夏季試車等。

4.電機參數(shù)標(biāo)定，整車動態(tài)參數(shù)確定，防夾測試，整車電磁兼容性和電磁干擾試驗等。

4 結(jié)束語

至此PGD固定式大玻璃全景天窗總成開發(fā)設(shè)計就全部完成了，產(chǎn)品將經(jīng)過模具制造，進行VFF，PVS，0S三個階段試生產(chǎn)，最終完成產(chǎn)品工程BMG認(rèn)可和質(zhì)保認(rèn)可。

一直以來全景天窗是作為中高端車子的一項配置，是很多消費者衡量一款車是否是豪車的標(biāo)準(zhǔn)之一，PGD固定式大玻璃全景天窗外觀設(shè)計出彩，采光面積足夠大，視野開闊，極大提升駕乘舒適度，受到眾多消費者的青睞。PGD全景天窗具有先進性、適應(yīng)性、可靠性、服務(wù)力、品牌力和市場占有率等許多高期望指標(biāo)，通過夾層玻璃結(jié)合鍍膜隔熱等技術(shù)的應(yīng)用，達到增加頭部空間和輕量化的效果，旨在促進中國汽車零部件產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，鼓勵創(chuàng)新和技術(shù)進步。