汽车电动天窗布置及校核方法的研究

黄启海，侯辉

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽合肥230601）

汽车电动天窗布置及校核方法的研究

黄启海，侯辉

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽合肥230601）

简单介绍了汽车天窗的形式及特点；运用图片及断面示意，阐述了天窗布置的原则及方法；以在研车型为例，介绍了天窗的校核方法及要点；得出一套天窗布置及校核的方法。

电动天窗；布置原则；校核方法

0 引言

随着消费者对汽车要求的提高，汽车的乘坐舒适性越来越受到关注。汽车配置天窗，一方面可使车内透光性好，通风性好，视野开阔［1］；另一方面在高速行驶时，开天窗相对于开侧窗能有效降低车内噪声［2］。因此，天窗已逐步成为一种汽车必备配置。

天窗是车身的一个重要组成部分，不但要有配合顶盖的装饰作用，且需具备正常开闭的功能。天窗的设计需考虑与周边部件的间隙面差，更需关注装配性、操作性、运行平稳性。天窗的布置是否合理，对以上设计要求有很大影响。基于此，文中重点介绍天窗的布置及校核方法。

1 天窗形式及分类

1.1 天窗的玻璃开启形式

天窗按照玻璃开启形式分类，可分为外滑式和内藏式［3］，其运动方式、空间布置等特点如表1所示。

表1 天窗玻璃外滑式和内藏式特点对比

1.2 天窗的紧固形式

天窗按照紧固结构可分为夹紧式和悬挂式。

夹紧式天窗。天窗分为天窗总成及安装固定框两部分，分别位于车身顶盖的外侧及内侧，这两部分通过紧固件固定在顶盖开口上，并夹住车身顶盖。

悬挂式天窗。这种结构的天窗需要为其专门设计车身顶盖，天窗总成作为一个整体，通过紧固件悬挂固定在车身顶盖上。

不同形式的天窗在车身上的布置过程也有所区别。文中将以玻璃内藏式、悬挂式的天窗为例，对天窗的布置校核方法进行说明。

2 天窗的布置

2.1 布置输入条件

在布置之前需准备以下数据：

（1）车顶CAS面；

（2）车顶钣金3D数据或结构断面；

（3）天窗3D数据或结构断面。

在初步布置结束后，天窗的校核需准备以下数据：

（1）车顶内饰部件的CAS面，主要是顶棚、遮阳板、顶灯CAS面；

（2）顶饰附件3D数据或结构断面，主要是前后顶灯及安装支架、顶扶手及其支架结构；

（3）其他车顶相关部件，如顶吸音棉、CAB等。

2.2 天窗布置

天窗在车身上的布置工作，主要是确定天窗的前后、上下位置，同时需保证与周边部件的间隙，使天窗在运动过程中保持与周边件有一定的安全间隙。天窗布置，首先使天窗滑轨与XY平面平行，然后确定X、Y、Z三个方向的位置。

2.2.1 确定天窗的X方向位置

遵循原则：

（1）天窗开口最前端到R点的X方向的距离D（在R点前方）满足100mm≤D≤300mm，在此范围内越靠前越好，有利于后排头部空间。

（2）天窗最前端距离其他部件最小间隙不小于7mm，如图1所示。

布置方法：根据天窗最前端部件 （一般是电机）距离前方部件 （一般是前横梁）的距离≥7mm，来确定天窗X方向的位置 （注意D值在要求范围内）。

2.2.2 确定Y方向的位置

遵循原则：天窗关于Y0面左右对称。

布置方法：使天窗玻璃的对称中心线与车身Y0面重合。

2.2.3 确定Z方向的位置

遵循原则：天窗整体位置越靠上越好，有利于头部空间。

布置方法：以天窗玻璃与运动组件的后端连接孔的中心为基点 （如图2所示），根据天窗玻璃支架的高度及玻璃的厚度，来确定此点距离车身顶CAS面的距离，从而确定天窗Z方向的位置。

2.2.4 布置调整

以选定的基点为轴心，旋转微调天窗与XY平面的夹角（角度调整范围：导轨与XY平面夹角不大于2°），使天窗结构骨架上的最高点位置与车顶最小间隙m≥5mm。与车顶距离最小的位置一般会出现在前后两端，或电机软轴的末端，如图3所示。

根据调整好的天窗位置，取天窗开口区域的车顶CAS面作为玻璃面，按照该天窗运动轨迹线对玻璃进行运动校核，要满足玻璃运动轨迹线距离车顶及其他部件的最小距离不小于7mm。一般情况下最小距离出现在顶盖开口后边缘处，以及玻璃运动到最后端时玻璃边缘处。

若校核不能满足要求，则需重新微调角度，若旋转微调后仍不能满足要求，则需重新确定天窗Z方向位置，直到满足校核要求。

2.3 天窗布置后的关注点

完成天窗在车身上的布置后，需确定天窗的安装定位信息及固定方式。

确定天窗定位信息和固定信息后，还需确定天窗的运动方式，即ECU程序的控制方式，保证线束端接插件的针脚定义和天窗内部ECU控制模式一致。

以上便是天窗布置的方法，布置结束后，为检查布置的结果，还需对天窗进行校核。

3 天窗的校核

天窗的校核主要是考虑天窗与周边部件的关系，即天窗与车体之间、天窗与内饰件之间以及天窗本体部件之间的配合关系。

3.1 天窗与车体之间的校核

天窗与车体之间，主要需考虑以下部件间的间隙：天窗电机与车顶钣金，天窗与顶盖加强框，玻璃运动轨迹与车顶钣金，挡风板翘起轨迹线与钣金开口，遮阳板运动到后端时与车顶等。其中，天窗部件与车顶钣金之间的间隙还要考虑顶盖吸音垫的布置空间，间隙值的制定也要综合考虑车身钣金和零部件的制造精度。

以某SUV车型为例，天窗与车体之间主要校核项如表2所示。

表2 天窗与车体之间的校核项目

3.2 天窗与内饰之间的校核

天窗与内饰之间，主要需考虑以下部件间的间隙：天窗电机与前顶灯，天窗横梁或滑轨与顶棚，天窗遮阳板运动到后端与顶棚，顶棚开口处与天窗，遮阳板运动轨迹与内饰件等。天窗与内饰之间具体校核项及要求值如表3所示。

表3 天窗与内饰之间的校核项目

3.3 天窗本体相关间隙校核

天窗本体，主要需考虑：挡风板闭合状态与天窗前横梁板之间的间隙，密封条最下端与导水槽边缘连接的角度，天窗玻璃及遮阳板行程的检查等。

天窗的校核和布置过程是相辅相成的，布置过程中需考虑校核项的要求值，校核又反过来检查布置过程，完成以上校核，且都符合设计要求，则天窗的布置校核工作基本完成。

4 结论

文中介绍了天窗的两种主要形式，以在研车型的天窗为例，详细阐述了天窗的布置步骤和校核方法、布置过程的注意点、以及校核的项目与要求。此布置校核方法已在某SUV车型上得到验证，证实了方法的可行性。

文中虽然只介绍了内藏式天窗的布置和校核方法，但天窗的布置步骤和校核方法基本是相通的，其他形式天窗布置校核可酌情参考。

【1】张志敏，陶永琴.基于嵌入式系统的智能汽车天窗的设计［J］.电子测试，2013（6）：5－7.

【2】周益.汽车天窗噪声的数值分析和控制［J］.汽车科技，2012（4）：43－46.

【3】郑海航.汽车电动天窗系统研制［D］.广州：广东技术师范学院，2010.

Study on Layout and Check Methods of Electric Sunroof

HUANG Qihai，HOU Hui
（Technical Center，Anhui Jianghuai Automobile Co.，Ltd.，Hefei Anhui230601，China）

The forms and features of automobile sunroof were introduced.Layout principles and methods of sunroof were illustrated through pictures and section diagrammatic sketches.Taking research vehicle as an example，checkingmethods and key points of sunroofwere introduced.Finally，a set of layout and checkingmethods was obtained.

Electric sunroof；Layout principles；Check methods

2014－02－11

黄启海（1984—），男，本科，工程师，主要研究汽车车顶内外装饰件。E-mail：hqh367＠163.com。