一.设计思想
⒈设计原则与设计流程
⑴设计原则
挡风/风窗玻璃对整车行驶安全性起着至关重要的作用。主要包括车门玻璃、前后风窗玻璃、侧窗玻璃等。设计要遵照以下原则:
在满足造型要求的同时,必须满足驾驶员视野要求,使驾驶员保持良好的视线;
装卸方便性;
玻璃透明度、安全性要符合相关法规要求:
GB/T17340《汽车安全玻璃的尺寸、形状及外观》
GB9656《汽车用安全玻璃》
GB/T17339汽车安全玻璃耐化学浸蚀性和耐温度变化性试验方法
MS381-3性能要求及相关试验
强度高,抵抗外界冲击;
遮风挡雨,使车内行成一个独立的环境,提供人体的舒适性。
⑵设计流程
挡风/风窗玻璃的设计主要是根据整车外造型及车身空间的要求进行形面及结构的设计。具体
流程如
图1-1-1:
图1-1-1挡风/风窗玻璃设计流程
2.环境条件、材料、热处理及加工要求
车门玻璃、侧窗玻璃、后风窗玻璃多为钢化玻璃(目前少数车的车门玻璃也开始使用夹层玻璃),其主要工序是预处理预热预烘弯烘弯退火冷却,主要是靠玻璃自重成型的,对于玻璃型面弯曲较大的玻璃就必须采用压模成型,其成本也相应增加。前风窗玻璃多为夹层玻璃,是由两块原片玻璃内夹PVB薄膜加工制成,并采用陶瓷黑釉印刷,可提高整车的安全性能和钢性,使车体线条更加美观。
⒊设计基本限制因素
挡风/风窗玻璃的设计主要受整车造型及玻璃成型工艺的影响,设计中必须协调好整车造型与产品工艺性。同时必须要满足驾驶员前后视野的要求。
⒋零部件试验要求
⑴抗冲击性试验(227g钢球试验),试验要求:
前风窗玻璃:227g钢球/9m高度冲击,不可穿透试样,从冲击反侧剥落的碎片总质量≤15g
前风窗以外玻璃:227g钢球,(冲击高度因玻璃厚度不同而不同),冲击后试样不可破坏;
⑵抗穿透性试验(2260g钢球试验),试验要求:
2260g钢球/4m高度冲击,前风窗玻璃在冲击后5S内,钢球不可穿透试样;
⑶抗磨性试验,试验要求:
夹层玻璃因磨耗而引起的雾度≤2%;
⑷碎片状态试验,试验要求:
钢化玻璃:在任一50mmx50mm的正方形内,碎片数不少于40块,但不多于400块,若厚度大于3.5mm,则碎片数在40块以上,450块以下允许有少量长方形碎片,其长度不超过75mm,且其端部不是刀刃状,延伸至玻璃边缘的长条形碎片与边缘形成的角度不大于45;
⑸人头模型试验,试验要求:
人头模型冲击:10kg模拟器/1.5m高度冲击,试样不穿透;
⑹透射比试验,试验要求:
前门玻璃及前围玻璃总成——透射比≥70%
中门玻璃,三角窗玻璃,侧窗玻璃,尾门玻璃——透射比≤25%
⑺光畸变试验,试验要求:
光畸变:A区≤2',B区≤6'
⑻副像偏离试验,试验要求:
采用准直望远镜试验方法:副像偏离:A区≤15',B区≤25'
⑼颜识别试验,试验要求:
能识别红、黄、蓝、绿、白、琥珀;
⑽耐热性试验(前挡风玻璃),试验要求:
玻璃煮沸2h,除边部15mm外,不得有气泡或其它缺陷;
⑾耐光性试验(前挡风玻璃),试验要求:
100h辐照后,玻璃外观无明显变化(如气泡等缺陷);
⑿耐湿性试验(前挡风玻璃),试验要求:
温度:50℃,湿度:98%,336h潮湿存放后,玻璃外观无明显变化(如气泡等缺陷);
二.零部件设计
1.主要设计参数确定
⑴前、后风窗玻璃实车安装角度的确认,并进行驾驶员视野校核
⑵玻璃厚度t、颜确认:
前风窗玻璃通常t=2+0.76(PVB厚度)+2mm,采用绿加绿的安全夹层玻璃较多(另外还有白加绿的安全夹层玻璃)车门玻璃通常t=3.5±0.2mm的钢化玻璃,前门玻璃通常为绿玻或白玻以确保驾驶员行车安全性,后门玻璃在SUV及MPV上采用隐私玻璃较多,轿车上绿玻居多。
后风窗玻璃,翻转式玻璃及玻璃上打孔的玻璃通常t=4.8±0.2mm的钢化玻璃,以确保其强度,通常采
用t=3.5±0.2mm的钢化玻璃
⑶后风窗玻璃加热丝规格确认
后风窗玻璃通常在玻璃内层刷有电热丝,在电热丝加热时,能起到化雪化霜去雾的作用,保持玻璃的透明度,使驾驶员保持良好的观后视线。参考样车如表2-1-1
2.数模设计及图纸设计
⑴根据确认后A面、玻璃厚度进行玻璃本身3D数模设计;
⑵玻璃装配结构设计,完善最终3D数模;
⑶根据最终确认3D数模进行2D零件图设计,要求图纸信息准确、详实。
3.零部件装配设计、总成结构设计
⑴前后风窗玻璃装配、总成结构设计
前后风窗玻璃通常是通过玻璃胶粘接到车身上,并设计有装配定位卡、橡胶块、玻璃嵌条、密封条等辅助附件(图2-3-1)。通常风窗玻璃设计有2个装配定位卡,通过3M胶粘接到玻璃上,一方面起到装配定位作用,另一方面防止在玻璃胶未干之前,风窗玻璃在自重作用下会下滑。常见的定位有两种形式,一种如图2-3-1所示,定位卡设计在风窗玻璃上端,另一种如图2-3-2所示,定位卡设计在风窗玻璃下端。该定位卡是可调的,可弥补车身孔位制造带来的偏差。风窗玻璃上的橡胶块主要控制玻璃在P向上的定位(图2-3-3),玻璃嵌条和橡胶块功能相同,一般具备其一即可。密封条主要是密封缓冲作用。后风窗玻璃一般印刷有电热丝,结构设计时,玻璃内表面需设计电热丝布置及电热丝舌片。
Section A-A
1.玻璃
2.密封条
3.玻璃胶
4.装配定位卡
5.橡胶块
图2-3-1风窗玻璃总成结构
Section B-B
视图Ⅰ
图2-3-2风窗玻璃总成结构
汽车玻璃自动升降器
图2-3-3风窗玻璃P 向定位示意图
⑵车门玻璃装配、总成结构设计
前后车门玻璃多为运动玻璃,其主要靠是升降器电机提供驱动力、车身导轨为导向进行升降运动。一般玻璃通过固定夹、塑料卡等将玻璃与升降器的升降臂连接(图2-3-4)。通常有通过固定夹将玻璃直接卡接到升降器升降臂(方式A)、玻璃上开孔,通过塑料卡将玻璃固定到升降器升降臂上(方式
B)两种形式。方式A 在升降器固定夹设计时,与玻璃接触面处需设计有橡胶垫,以起到缓冲作用。装配时直接将玻璃卡入到固定夹中,但玻璃横向定位效果较差。方式B 在玻璃上有开孔,装配时现将
塑料卡卡接到玻璃的圆孔上,再将玻璃整体卡接到升降器的升降臂上,玻璃横向定位较好。P
方式A 方式B
图2-3-4车门玻璃总成结构⑶侧窗玻璃装配、总成结构设计侧窗玻璃采用包边技术的越来越多,通常有PVC 包边、PU 包边。而且为了美观、减小风阻、减小磨损,大部分车在侧窗玻璃或后风窗玻璃内有银浆式内置天线。设计时要合理布置天线、放大器接插
头(图
2-3-5)。
图2-3-5
侧窗玻璃总成结构特征