汽车夹层玻璃的设计(DOC)

汽车夹层玻璃的设计

[摘要]论述了汽车零件的种类,其中夹层玻璃的制造方法以及原材料的选择,对夹层玻璃的机械性能、光学性能等的要求。

[主题词]汽车零件的种类，夹层玻璃的设计。

随着我国汽车工业的高速发展和国外先进技术的不断引进，人们对汽车的各个部件要求越来越严格。一辆汽车是由几千种零件组成的，门窗安全玻璃是其中的重要组成部分。安全玻璃在汽车工业中占据重要的位置，它不仅是汽车的装饰品及通风、采光的需要，而且是汽车的安全部件，它除了防风沙和雨雪还要防碰撞和冲击以确保司机和乘客的安全。汽车安装玻璃正向安全、美观、多功能、轻而薄的方向发展，汽车玻璃在保证安全性的前提下又不断追求多用途和外形美观的新品种，出现了印刷、陶瓷、电热玻璃、吸热钢化玻璃、天线夹层玻璃、电热丝夹层玻璃、着色玻璃、防眩遮阳夹层玻璃、导电膜夹层玻璃、顶棚玻璃、带耐磨塑料涂层的安全玻璃等。是人们追求舒适性的需要。

一、汽车玻璃零件的种类

从十八世纪末世界上出现汽车以来，经过一个世纪的发展，汽车工业已成为一个国家工业发展的重要标志，无论从产量和种类上，都在不断地增多，而玻璃零件的种类也随汽车种类和功能要求而不断地增多。从目前看，大致有以下几种。

1.按固定形式可分为

a..固定式：这种玻璃其固定形式是采用橡胶带条将玻璃镶嵌在车身壳体

上,玻璃零件不能活动。如图(1)所示

b.活动式：这种固定形式是玻璃零件被安装在车身壳体上后，能按功能要

求活动。

活动式又可分为:

启开式:即玻璃零件被安装在能活动的金属框架内，金属框架安装在车身壳体上并能开启和关闭。如带铰链的上风窗等。

车体结构件

玻璃零件橡胶带条

( 图1)

滑动式：即玻璃零件被安装在由沟槽的橡胶件内（橡胶件安装在金属骨架内）玻璃本身能按要求自如的滑动（水平滑动或上下升降）。如图(2)所示

玻璃零件

带槽的橡胶件金属框架

( 图2)

2.按几何形状可分为：外廓形状、断面形状。

a.外廓形状分为：矩形、近似三角形、圆形、多边形等。

b.断面形状可分为：平板玻璃和曲面玻璃。

曲面玻璃按弯曲程度可分为:

深弯曲：即曲率半径小于300mm或拱高大于、等于100mm的曲面状态。

浅弯曲:曲率半径大于、等于300mm或弧高小于、等于100mm的曲面状态。如图(3)所示

R

（图3）

H-弧高R-曲率半径

曲面又分为双曲面：两个方向弯曲。

单曲面：一个方向弯曲。

曲面又分为纯圆弧和非纯圆弧如图所示：

纯圆弧弯曲非纯圆弧弯曲

（图4）

2.从安全角度可分为

a．钢化玻璃和非钢化玻璃

钢化玻璃按工艺方法又可分为空气钢化和化学钢化。

化学钢化是将加工完的玻璃零件侵入熔融盐浴中,该盐浴含有大量钠离子，玻璃中的锂离子被盐浴中的体积较大的钠离子所取代,这样挤在玻璃表面并使它处于压应力状态，从而提高了抗弯和抗冲击强度。它的特点是具有较高的强、均匀性好、不产生光畸变、翘曲量较小、制件成品率高，但表面压缩层薄,破坏时碎片较大易伤人。

空气钢化，是将加热的玻璃（通常加热到600-680℃）用强泠风吹，使其表面急聚冷却而产生压缩层，形成较大的压应力，从而提高抗弯和抗冲击强度，它比化学钢化强度高，破坏时碎片呈蜂窝状，但它的致命缺点是变形量大，成

品率低,有时还产生自爆现象。

b.夹层玻璃

夹层玻璃，是将两层或多层玻璃用胶片粘合(或用树脂聚合)而形成的夹层结构玻璃。与外力作用而引起破坏时,因中间层的存在而使大部分碎片不飞散的玻璃。夹层玻璃被石子冲击后只是产生蜘蛛网状的裂纹，还可保持可见度，不像钢化玻璃那样丧失视野。中间的树脂膜可防止玻璃碎片的飞溅，减少玻璃打坏后被碎片刺伤的二次伤害。

国外早在60年代就采用了这种结构作为风挡玻璃。美国法规规定，前车窗义务装用夹层玻璃。日本也规定义务装备夹层玻璃。我们国家最近也规定，在1989年后生产的各种汽车的风挡玻璃。一律采用夹层玻璃,这完全是从安全的角度出发的。

夹层玻璃具有优良的使用性能：透明度、机械强度、耐光、耐热、耐湿和耐寒等。

脆性玻璃和弹性胶片的结合，保证了夹层玻璃有良好的抗冲击性和玻璃破碎时的安全性能，当破碎时还可保持可见度，同时玻璃碎片被胶片粘住可减少伤人。

c.防弹玻璃

这种玻璃一般是安装在高级轿车上，如国家领导人的轿车。它的结构形式是将多层玻璃分别用胶片粘合起来，形成多层夹层结构，有抗枪弹穿透的能力。

二.玻璃零件的设计

以上我们叙述了玻璃零件的种类，在具体设计时采用哪一种，要根据车辆的种类，使用要求以及安装框架的结构形式来定。

下面主要介绍一下夹层玻璃的设计

夹层玻璃规模化生产始于1910年前,开始使用在飞机的风挡玻璃,随着玻璃工艺的发展和人们对汽车安全性的高要求,设计者们广泛采用了夹层玻璃作为汽车的风挡玻璃,世界上许多国家陆续制定了有关法规,要求在所有的机动车辆上

必须使用安全玻璃。英国、日本中国分别于1937年、1958年、1988年实行了这项规定。

夹层玻璃的制造工艺是比较复杂的，价格也比较高，然而，它的实用性特别是抗冲击性和玻璃破碎时的安全性，是非常理想的。

设计夹层玻璃时，其夹层形式是由制造的工艺方法决定的。但其各项技术指标都是一致的。目前国内外夹层玻璃的制造方法大致有以下几种：

（1）中间膜片直接粘接法

将两片玻璃用一层透明胶膜直接粘接起来形成夹层。即在两块玻璃之间插入一层透明胶片，予压后放入高压仓中，一边加温一边进行最后的加压，最后使玻璃粘在中间膜片上，从而形成夹层结构。此种方法工艺性复杂，工本费用大，且使用高压釜中不能连续生产,制造成本高。

（2）注入树脂法（灌浆法）

在两块玻璃之间留出空隙，然后往空隙内注入树脂，固化后形成夹层。其步骤是两块玻璃垂直放,留有间隙,周围除上部有开口外,其它部分都密封起来,中间形成一个空隙部分,然后将未聚合的合成树脂填充到空隙部分,将间隙缩小,使粘接济达到规定的厚度,从外部用热、光、放射线作用使树脂聚合固化,这样两层玻璃之间就形成了中间层，这种方法要求中间层的树脂,其强度高、透明度及粘接性都要好。

（3）胶膜粘接济法

在两块玻璃之间放入柔软透明的中间膜，同时用粘度较低的未聚合或部分聚合透明液态的树脂，使粘接济光聚合、热聚合、放射线聚合或几种同时使用，使之聚合固化，将玻璃和中间膜粘在一起。用这种方法的优点是，对中间层膜片本身粘接济的性的要求不像用膜片直接粘接形式那样高，只要粘接济的粘接力强就可以。此外，不需要高压釜进行热压，整个工序完全可以连续进行，特别是使用光聚合树脂，其聚合时间可以缩短到10分钟左右，生产效率高，制造成本低。