汽车玻璃导向机构的布置－汽车设计与制造资讯

汽车的玻璃导轨和窗框共同组成玻璃导向与保护机构。其中玻璃导轨一般用钢板冲压或滚压成形后，焊接或用螺栓固定于车门上。导轨内与玻璃接触的部位装有导槽，导槽用毛毡或橡胶制成，起导向和密封功能。 汽车玻璃导向机构的布置，对玻璃升降器的升降运行有很大影响。本文通过计算分析，总结出玻璃导轨布置中需要注意的尺寸参数和校核方法，并通过具体实例，验证了布置参数的合理性。 玻璃导向机构的布置，以及各部分的配合参数选取是否合理，对玻璃升降运行有重要的影响。很多时候汽车玻璃升降不顺、卡滞等故障，就是因为玻璃导向机构的布置不合理所致。因此，选取合理的布置参数是玻璃导向机构开发设计成功的一个保障。 玻璃导向机构布置参数 玻璃导向机构（见图1）是车门附件的一个子系统，它的设计和布置涉及到车门内外板造型、玻璃型面和曲面参数、玻璃导轨的安装方式、导槽的截面等。玻璃导轨是玻璃导向机构的重要组成部分，在玻璃升降运行中起到导向和限位作用。为此，这里重点探讨玻璃导轨的布置以及与之相关的玻璃、导槽的配合参数。 740)=740" align=center border=0> 图1 玻璃导向机构截面图 1.布置分析 玻璃升降器工作时，玻璃在玻璃导轨里只能做上升或下降的运行，因为玻璃左右、前后方向已经被玻璃导轨限位。下面我们分析玻璃与玻璃导轨的布置情况（见图2）。 740)=740" align=center border=0> 图2 玻璃导向机构布置尺寸图 （1）玻璃与玻璃导轨底部间隙的分析。玻璃与玻璃导轨配合的间隙B是一个关键尺寸，它决定了玻璃在玻璃导轨里左右方向的运行空间。如果B过小，则玻璃滑行空间窄，玻璃紧贴导槽和导轨的底部，容易造成运动干涉，玻璃升降困难；如果B过大，则玻璃运行空间宽，玻璃在升降过程中，容易晃动，造成出槽故障。选择一个合理的尺寸，就得从车门、玻璃导轨制造误差、升降器的类型等方面去分析。一般而言，制造工艺比较好的轿车，B的取值可以稍小些；反之，取值可以稍大些。 （2）玻璃吃进深度的分析。A和D也是布置的重要尺寸，两者可以等长，也可以不等长。这两个尺寸决定了玻璃边缘吃进玻璃导轨的深度，从而影响玻璃升降运行。如果尺寸过短，玻璃升降时容易滑出导轨，造成出槽故障；尺寸过长，玻璃吃进导槽的面积大，滑行阻力增大，容易造成升降发紧，加速升降器零部件的损坏，从成本方面考虑，无形中也浪费了材料。 2.布置尺寸的选取 综合分析车门的制造误差、玻璃导轨制造和装配误差以及升降器吸收误差能力等因素，再结合升降器电脑仿真运动的计算，得出玻璃导向机构各配合尺寸布置数值。 一般而言，尺寸B推荐选取范围为3.5～4.5mm，导槽安装厚度一般为1.5～2.5mm。因此，设计布置上，玻璃底面到导槽表面的距离（为尺寸B减去导槽底面厚度）大概留有2mm的空间。 尺寸A和D的选取原则：首先保证玻璃不出槽，也就是当玻璃集中偏向玻璃导轨一边时，另一边玻璃不能从导轨脱出；另外，导槽对玻璃的阻力要尽可能小。要想保证玻璃不出槽，就必须让玻璃尽量多吃进玻璃导轨，图2中的E要加大；而要减小导槽对玻璃的阻力，就必须减小导槽与玻璃的接触面积，即E要减小。兼顾两个因素，一般而言，E要占到A的70%～75%，再结合尺寸B（B+E=A），尺寸A（注：如果尺寸A和尺寸D不相等，A为较短尺寸）推荐选取范围为12～16mm。C的大小与导槽截面的选取有关，导槽截面不同，其变动的范围也较大，这里不作详细介绍。 校对检验与优化 导向机构布置完成后，一下步就是校对与检验。玻璃升降器运动仿真是一种校对和检验玻璃导向机构布置合理与否的计算机辅助设计工具。因此，在布置完成后，我们可以借助玻璃升降器运动仿真来分析各种误差状况下的玻璃升降运动，如玻璃导向机构各零件布置是否相匹配，是否出现干涉运动。经过反复校核和优化，就得到一个较优的玻璃导向机构布置方案。 应用实例 在对新开发的某微型客车进行OTS可靠性路试时，曾有几辆车出现玻璃出槽、玻璃升降卡滞的问题。检测相关零件后，发现其尺寸均符合图纸要求。随后，工程师对升降器系统的各零件布置参数进行了分析。该导轨的布置如图3所示。 740)=740" align=center border=0> 图3 某微型客车的玻璃导向机构截面图 1.最初的玻璃导向机构布置 初始设计时，E为6mm，A为10.5mm，两者之比仅为56%左右。导槽底面厚度是2mm，导槽唇边厚度是1mm。当玻璃往一边靠拢时，另一玻璃边就被挤到导轨的开口处，H设计理论值就只有3.5mm（见图4）。在实车门上，一般而言，车门和玻璃导向机构存在制造、装配等误差，累积起来大约有1～2mm；另外，当汽车颠跛行驶、玻璃导轨被玻璃冲击后，玻璃导轨两边距离G会增加2～3mm。综合起来，H会被抵消为0，造成玻璃出槽。因此，必须更改导向机构布置，才能从根本上解决问题。 740)=740" align=center border=0> 图4 玻璃偏向一边的玻璃导向机构截面图 2.改进后玻璃导向机构的布置 经过分析和优化布置，并通过升降器运动仿真的校核后，我们决定将E改为10mm，A为14mm，两者之比有约为72%；导槽底面厚度是2mm，导槽唇边厚度是1mm。改进后，H设计理论值就有7～8mm，再抵消去各种误差累积值和玻璃导轨被冲击后的G值，H仍然还有2～3mm，理论上来说，玻璃就不存在出槽的情况了。 该客车的玻璃导向机构经过改进后，重新进行OTS路试，没有再出现玻璃出槽的故障，玻璃升降也很顺畅，在之后的量产中也没法发生任何问题，这说明改进后的设计布置是有效的。