车门玻璃升降系统设计

车门玻璃升降系统设计方法浅析

宋小宁

安徽江淮汽车股份有限公司技术中心车身设计部

[摘要]车门玻璃升降系统是汽车车门系统重要组成部分之一，其质量的好坏将直接影响到整个车门系统乃至整车的安全性。该系统主要功能是保证车门玻璃平稳升降、能随意停位，同时具备良好的密封性。本文主要介绍了现代汽车车门玻璃升降系统的分类及其组成部分，并结合工作中的实际案例详细阐述了该系统的设计要点和运动校核方法。

【关键词】车门玻璃升降系统，密封性，运动校核

Design Approach Analysis of V ehicle Door Glass Lifter System

Song Xiaoning

Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd R&D center

Abstract: Door glass lifter is one of the important components in vehicle door system. Its quality has a great effect on the safety of door system and whole vehicle. The main function of door glass lifter system is making the glass up and down smoothly, can stopping the glass everywhere and having a good sealability. This article discusses the vehicle door glass lifter system classification and constituents. By exact examples this article also expounds the essential points and correction methods of motion of the system. Key words: Vehicle door glass lifter system ，sealability ，correction methods of motion 1引言

车门玻璃升降系统是整车开闭件的重要组成部分，对开闭件系统乃至整车的质量起着重要的作用。玻璃升降系统一旦失效，就会给行车安全带来隐患，影响整车品质。由此可见其安全性、可靠性在整车中显得至关重要。所以该系统的设计必须要保证车门玻璃的平稳升降，同时要具备良好的密封性。本文重点介绍该系统的设计要点及如何借助计算机软件有效进行设计阶段的校核分析。 2车门玻璃升降系统的组成

汽车车门玻璃升降系统主要包括车门玻璃、玻璃呢槽、内外劈水条、玻璃导轨、玻璃升降器总成。如图1所示。

1 2

3 4 4

1. 车门玻璃

2. 玻璃呢槽

3. 内外劈水条

4. 玻璃导轨

5. 玻璃升降器总成

图1玻璃升降系统组成

玻璃导轨和窗框共同组成玻璃导向与保护机构。导轨内与玻璃接触的部位装有玻璃呢槽，玻璃呢槽主要起到导向、密封功能，在行车和关闭车门时吸收玻璃的振动，同时玻璃呢槽还能起到美化、减小玻璃与车门外板的高度差、降低空气阻力的作用。玻璃升降器主要是支承和保护玻璃，使玻璃升降能随意停位。

3车门玻璃升降系统的分类

玻璃升降器是玻璃升降系统的主要组成部分，按照玻璃升降器的结构形式，该系统主要分为臂式传动和绳轮式传动（或尼龙带传动）两种结构形式。按照驱动形式分为电动、手动两种形式。电动钢丝绳式传动路线为电机→减速器→钢丝绳卷筒→钢丝绳→玻璃托架→玻璃升降运动。电动臂式传动路线为电机→蜗杆→涡轮→小齿轮→扇形齿轮→升降臂→玻璃安装槽板→玻璃升降运动。手动相对于电动，主要是以手摇柄代替电机来驱动玻璃升降。如图2、图3所示。 1. 绳轮 2. 电机及减速器 3. 卷筒 4.玻璃托架

图

2 绳轮式升降器（电动）

1. 玻璃安装槽板

2. 扇形齿轮

3.电机

4. 蜗杆、涡轮、小齿轮

5. 升降臂

图3 臂式升降器（电动）

4车门玻璃升降系统的设计要点

车门玻璃升降系统必须要保证车门玻璃升降平稳，并且当停止转动手摇柄或操作按钮时，玻璃能随意停位，不因汽车的颠簸而上下跳动；锁止车门后，能防止人用外力非法将玻璃降下而进入车内；玻璃与玻璃呢槽之间要具备良好的密封性。为了实现以上功能，设计中系统各零部件之间的尺寸匹配玻璃

升降

运动

1

4

1 4

5

玻璃 升降

运动

2

3

是非常重要的。

4.1车门玻璃、玻璃导轨、玻璃呢槽、内外劈水条设计要点

车门玻璃、玻璃导轨、玻璃呢槽之间的匹尺寸匹配在车门玻璃升降系统中是至关重要的。其匹配的合理性将直接影响到车门玻璃的升降阻力及密封性能。

4.1.1车门玻璃设计要求

车门玻璃现普遍采用安全钢化玻璃，厚度多为3.2mm、3.5mm。随着人们审美观的不断提高，对整车造型要求也越来越高，为了与整车造型风格相匹配，车门玻璃由以往的单曲率渐变为双曲率。但为了满足工艺要求，设计阶段玻璃最小曲率半径R最好能大于1500mm。避免因工艺难度太大而导致的制造成本增加、产品合格率降低。

4.1.2玻璃导轨设计要求

玻璃导轨多为滚压件，主要包括本体与安装支架两部分，如图4所示。设计一定要确保安装支架的强度，现多采用1.5～2mm料厚的支架。支架结构必须具备加强筋、翻边等特征以确保其强度。以下是某款轿车导轨安装支架设计优化后有效地解决了玻璃运动过程中抖动问题的案例。通过增加安装支架翻边、增加料厚的方法进行了设计优化，提高了导轨强度。避免了因导轨强度较弱而产生的玻璃运动平稳性差的问题。如图5所示。

1. 本体

2.安装支架

图4 玻璃导轨构成

初始状态（t=1.2mm）设计优化后状态（t=2mm）

图5 导轨支架优化方案示意

4.1.3玻璃呢槽设计要求

车门玻璃的两侧和上部都靠玻璃呢槽进行密封，呢槽材料为三元乙丙橡胶（ EPDM ），通常硬度为70～80 （邵尔A）。呢槽装配在玻璃导轨内，能起到缓冲和弥补玻璃导轨制造偏差的作用。为了减小玻璃升降时的摩擦阻力，呢槽唇形部位与玻璃面接触部分需进行表面处理，一般有两种方法：静电植绒、聚氨酯喷涂。静电植绒厚度一般为0.5mm～0.8mm，聚氨酯喷涂厚度一般为0.015mm～0.02mm。静电植绒及聚氨酯喷涂的质量将直接影响到玻璃升降的阻力，所以在设计中对其耐磨性一定要严格要求。如表1。

表1 表面处理耐磨性要求