天窗设计指南-黄申华

编号：SJZN-TM-002

四川汽车工业股份有限公司

天窗设计指南

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1. 简要说明

天窗按照驱动方式可以分为手动天窗和电动天窗。电动天窗有两种，一种是内滑式天窗(TILT SLIDNG ROOF)，另一种是外滑式天窗(SPOILER ROOF)。

2.设计构想

根据打开运动行程，分为全景天窗（全开至敞蓬式）和半景天窗。

内滑式天窗产品的特性：①内滑式天窗的功能(OPEN SLIDING): 首先可以自然地循环车室内空气并且车高速运行时不会受外边冲击的影响；②抬起功能(TILT): 天窗在关闭状态时后面仍可抬起34.7mm，可以自然地循环车内空气。

2.1手动天窗（POP-UP Sunroof）

优点：机构简单，甚至不在线装配都容易；不需要在顶盖和车内顶棚之间多大的空间；价格合理，重量较轻，可用于小、微型汽车；

缺点：玻璃组合只能上下活动，不能前后滑移；手动操作麻烦；遮阳板安装困难。

2.2内藏式电动天窗（Inner Sliding Sunroof）

优点：很容易实现天窗的前后滑移与倾斜；挡风板有效消除汽车高速行驶产生的噪声；如果需要，遮阳板可以遮挡光线；空气的流通使得其比倾斜式视觉上看起来大些。

缺点是：需要在顶盖和顶棚之间置留很大的空间；机构复杂，开发件多，成本较高；重量大，开发周期长，在线装配困难。

比如：川汽B60X电动天窗为内藏式电动天窗。

2.3外滑式电动天窗（Spoiler Sunroof）

优点：和滑动天窗一样，安装挡风板，导水管，遮阳板；无论手动还是电动，都较容易实现滑移和倾斜两种模式。外滑式天窗产品的特性：天窗玻璃受到空气阻力帮助开启更为便捷，外滑式天窗安装更为容易。开发周期较内藏式短，成本较内藏式低；

缺点：比内藏式天窗滑动行程小2/3；风噪声大；密封性较内藏式差。

2．4天窗的结构和工作原理

2.4.1天窗功能：

⑴、防夹功能(Unti-Trap)；

⑵、One touch 功能；

⑶、感知功能（Central Position）；

⑷、软停止功能(Soft Stop)；

⑸、自动关闭功能(Key off)；

⑹、移动打开功能；

⑺、具有上掀功能；

⑻、玻璃开启时遮阳板自动打开；

⑼、玻璃组合微量调节功能。

装配须满足的性能:

⑴装车性：天窗和车顶盖装配孔的配合，与车顶的间隙，与顶棚的配合。玻璃弧度与车

弧度的匹配性，遮阳板绒布与顶棚绒布的配合情况；

⑵密封性：玻璃组合与车顶开口部的配合；

⑶作动性：天窗装在车体上的作动性能；

⑷外观性：玻璃弧度与车顶弧度的匹配性,遮阳板绒布与顶棚绒布的配合情况。

2.4.2天窗的结构（内藏式电动天窗和外滑式电动天窗）

大部分天窗主要由密封机构、驱动机构、滑动机构和排水机构四大机构组成。密封机构组要由玻璃窗及其密封圈组合组成；驱动机构主要由马达、SCU（控制单元）、运动机构组合、拉索、位置传感器、限位开关等组成；滑动机构主要由两侧滑轨组成；排水机构主要由导水槽、排水管等组成。开启的形式一般分为外滑板式、内滑板式及倾斜式。外滑板式的玻璃窗在顶盖上面滑动；内滑板式的玻璃窗在顶盖下面与篷顶内饰衬之间滑动；倾斜式的玻璃窗前端或后端向上倾斜呈开启状态；目前多采用后两种形式。

滑板式驱动机构由支架滑轨、驱动电动机、减速齿轮器、离合器、钢索带、位置传感器及限位开关构成。整个驱动机构装置在车顶前面，由钢索带动玻璃窗在导轨上移动。当驱动机构工作时，限位开关可检测出玻璃窗全开、全闭、倾斜向上等状态，为防止发生玻璃窗移动时受阻导致电动机超负荷运转，还设置了超载保护离合器。

2.4.3主要零部件爆炸示意图

2.4.4天窗材料

⑴、电动马达：可根据实际情况选定成熟型马达； ⑵、铝滑轨：材料为铝合金，挤出成型工艺； ⑶、前柱组合：冲压钢板 ，常用板厚为0.8t ；

⑷、中柱：大的板金件或组合，铆合在铝滑轨上起加强固定天窗结构功能。也有与室能

灯支架点焊在一起装常用板厚为0.8t；

⑸、玻璃组合：钢化玻璃，厚度为4mm，玻璃组合的轮廓尺寸与车顶开口尺寸对应。上

面必须打上3C认证标识；

⑹、控制机构：45Mn或其它具有高强度、耐磨性钢，和滑轨道配合组件为POM材料；

⑺、玻璃密封条：EPDM挤出成型，然后和玻璃热复合融化粘结成型；

⑻、遮阳板：本体为PVC材料，表面符合面料。复合在上面的手柄为POM材料；

⑼、排水管：PVC材料，挤出成型；

⑽、饰板：PE材料；

⑾、前挡风板：前挡板为PA和锌合金两种材料复合而成；

⑿、其它附件：拉索和弹簧悬挂装置为弹簧钢，导水接口和其它塑料限位装置为PA材料。

3.人机工程分析

天窗设计首要的问题是须明确天窗具有的功能和天窗在整车当中的总布置问题，包括天窗装配空间，运动空间，内遮阳板到H点的距离以及和顶棚，乘客扶手，遮阳板，室内顶灯等各件的配合问题。同时还需要和厂家明确开孔大小（长X宽），孔曲率变化（中分面X 方向、Y方向、Z方向）和玻璃曲率变化。

一般天窗的厚度在45－60mm之间，天窗导水管布置尽量采用已开发的件，提前将导水管的接头尺寸提供给设计公司，以便预留钣金出水口。

4. 装配工艺可行性

安装要求：在安装天窗时，在Z向，天窗的前方要比顶盖底1mm，天窗的后方要比顶盖高1mm，如下图，安装的误差如下图，在X向，误差为±0.4mm，在Y方向，误差为±0.2mm。

-Wind noise