汽车侧窗齐平式推拉窗的设计

崔晶

(安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥 230601)

0 引言

推拉窗是主要布置在MPV(Multi-purpose Vehicle)类车型侧面的一种玻璃结构，通过手动开启或关闭解锁装置来滑动小窗玻璃，可实现车内透气换气，提高乘客视野和乘坐舒适性。部分MPV车型由于定位问题或者中门内部结构问题，无法布置电动升降式玻璃，在过去只能为此类车型侧窗开发封闭式玻璃(玻璃通过密封胶粘贴在钣金上，见图1)或铰链式玻璃(通过铰链开关使玻璃压紧密封胶条进行密封，见图2)，封闭式和铰链式侧窗玻璃都存在透气性和便利性差的缺点，为改善中排乘客的乘坐舒适性，侧窗推拉窗玻璃结构应运而生。

图1 封闭式玻璃

图2 铰链式玻璃

目前推拉窗已越来越多地应用于MPV车型尤其是中端MPV车型，部分高端MPV如大众迈特威等也在使用推拉窗产品。随着汽车行业发展和推拉窗技术的改进，汽车设计师们正在赋予推拉窗更加可靠和高档的设计。

推拉窗的开发大致遵循以下要素：(1)满足总布置及造型约束条件，即推拉窗的活动小玻璃尺寸及位置设计必须满足一定的约束条件，既要保证它与大玻璃的配合协调性和可靠性，又要满足外观造型设计要求；(2)内部关键结构设计需要保障推拉窗的性能达标，即在设计推拉窗的内部结构时，如设计拉杆、排水口、密封胶条等时，需充分验证确保推拉窗的操作性能、防水性能等；(3)满足法律法规，设计推拉窗时必须满足类似内部凸出物要求、车内气味性、VOC指标和禁用物质限值等法规要求；(4)内部结构设计满足平台化通用化，即内部结构，如导轨、开启结构、密封胶条等在满足性能要求的前提下尽量设计成通用部件，这样在匹配不同车型时可实现通用，大大降低设计和开发成本。

下面对推拉窗的基本知识和设计要点进行阐述。

1 推拉窗的类型、结构和功能

1.1 推拉窗的类型

推拉窗按照其外观可分为传统推拉窗和齐平式推拉窗。

传统推拉窗(见图3)结构简单，不含排水结构，小玻璃关闭后与大玻璃存在明显的面差，视觉效果和档次感较差，但结构简单、开发成本低。多用于面包车和低端MPV车型。

图3 传统推拉窗

齐平式推拉窗结构较复杂，拥有排水结构，开启时可设计不同挡位，且关闭时小玻璃与大玻璃完全平齐，整体性强，档次感高，多用于中端甚至高端MPV车型。齐平式推拉窗的导轨还分为外露式和内藏式：外露式导轨(见图4)设计简单，无须考虑与内饰板的配合等问题，但视觉效果稍差；内藏式导轨(见图5)设计时与车门内饰板融为一体，档次感更高，但需要更高的设计精度，成本较高。

目前市场上齐平式推拉窗已是主流，应用广泛，下面主要对导轨外露齐平式推拉窗进行介绍。

图4 外露式导轨

图5 内藏式导轨

1.2 齐平式推拉窗的结构

通常齐平式推拉窗总成由固定大玻璃、滑动小玻璃及窗框总成(内含解锁机构，包括拉杆、弹簧、开启拉手等)、上下玻璃滑轨、玻璃两端装饰胶皮等组成，如图6所示。

图6 齐平式推拉窗的结构

1.3 齐平式推拉窗的功能

齐平式推拉窗主要是应用在由于成本控制或者门钣金内部空间过小、无法布置升降式玻璃的MPV车型上，其应用使得车内乘客与车外交流或递取物品时无须开门，同时打开小窗乘客可以获得更好的视野，并且大大提高车内透气性，便于空气快速流通。

2 齐平式推拉窗的设计要点

2.1 齐平式推拉窗开口尺寸、滑轨尺寸及其布置位置的确定

2.1.1 齐平式推拉窗开口尺寸设计要求

齐平式推拉窗的开口尺寸在满足造型的外观要求同时要满足大玻璃的强度要求，在设计时需要保证开口边缘与大玻璃边缘的安全尺寸，保证大玻璃边缘的强度。确认开口尺寸具体流程：一般是由设计人员将部分保证玻璃强度的约束条件输入至造型设计人员，造型人员根据约束条件以及玻璃的整体尺寸，确认推拉窗造型后再组织各方人员进行评审，最终确认开口尺寸，齐平式推拉窗开口尺寸见图7。

图7 齐平式推拉窗开口尺寸

2.1.2 齐平式推拉窗导轨尺寸和布置要求

齐平式推拉窗的上下滑轨在布置时也要保证与开口位置间的约束关系，同时导轨长度和厚度在设计时均有相应的设计要求，齐平式推拉窗导轨设计技术要求见图8。

图8 齐平式推拉窗导轨设计技术要求

2.1.3 齐平式推拉窗开口位置设计要求

在齐平式推拉窗的设计中，还要考虑另一个问题，即开口布置在玻璃的前部还是后部。市场上各类车型的推拉窗小窗户布置在前部和后部的均有应用，其实布置位置在前部或者后部各有利弊，具体位置则需要设计者根据车型定位、市场需求等进行权衡取舍。

(1)小玻璃在前侧

优点：①开窗方便；②乘员视野基本在大玻璃后侧，此方案后侧无窗框结构，乘员可以获得更大的透明视野区域。

缺点：人与车外进行交流，需移动身体向前。

(2)小玻璃在后侧

优点：无须移动身体，打开小窗直接与车外进行交流；

缺点：①乘员视野因窗框结构及玻璃黑边较大等因素，获得的视野较小，比较压抑；②开窗方便性不如向后侧拉方便。

2.2 齐平式推拉窗操作便利性设计要点

齐平式推拉窗的操作便利性设计是最直观影响消费者使用感受的设计重点，操作便利要求设计人员在设计时充分考虑零部件的材料、结构等，使客户能够简单便捷地开启和滑动小窗。一般推拉窗在设计时要求推拉窗的拉手开启力不大于40 N,滑动力不大于30 N，为满足上述要求，设计者在设计相关结构时需考虑以下设计重点。

2.2.1 齐平式推拉窗开启拉手尺寸设计要求

开启拉手的尺寸和行程要求满足人机工程学，根据以往设计经验，一般要求上下拉手的距离L约50～60 mm，拉手行程La-Lb=30 mm左右。同时拉手表面需做包胶处理方便操作(不同车型使用的推拉窗其拉手布置位置和结构有所差异(见图9—10)，其设计参数也有一定差异,下文主要对Z向拉手布置方案进行阐述，其设计要求见图11)。

图9 X向布置拉手

图10 Z向布置拉手

图11 Z向布置拉手设计技术要求

2.2.2 齐平式推拉窗拉杆弹簧设计要求

选择规格合适的弹簧(见图12)，弹簧的规格参数决定了用户在开启拉手的时候需要多大的开启力，因此在前期弹簧选择时需要确认好弹簧的材料、弹性系数、长度、丝径、有效圈数等，根据不同的解锁结构，选择不同规格的弹簧，保证拉手的开启力不大于40 N。

图12 齐平式推拉窗拉杆弹簧

2.2.3 齐平式推拉窗拉杆设计要求

为有效减小拉杆头部在导轨内滑动时的滑动阻力，保证滑动顺畅，确保滑动力不大于30 N，拉杆头需做局部减胶和圆滑过渡处理，减小其与导轨的滑动接触面，降低阻力，如图13所示。

图13 拉杆头设计技术要求

当然，除以上要点外，产品在生产过程中的质量把控、一致性等也对开启便利性有着很大的影响，推拉窗内部各零部件是动态的配合关系，无论对产品的制造精度还是装配精度，都有着很高的要求。

2.3 齐平式推拉窗防水性设计要点

齐平式推拉窗的防水性设计在整个设计过程中显得尤为重要。防水性要求推拉窗在淋雨过程中，无雨水通过大小玻璃配合处渗入车内或有少量雨水渗入，但可通过导轨内部的排水口排出车外，没有雨水进入车内部。推拉窗的密封，主要是依靠小窗窗框上安装的一圈密封胶条压缩后与大玻璃表面形成密封，防止水进入车内部。这就要求设计者在设计时需注意以下设计要点：

2.3.1 齐平式推拉窗密封胶条结构尺寸设计要求

密封胶条的材料选择。目前推拉窗密封胶条大多选用硅胶材质，由于其良好的压缩回弹性能，可保证胶条压缩后紧贴大玻璃表面，形成密封，且不会因长时间的压缩导致永久变形，影响密封性能。胶条最小厚度要求不小于0.8 mm，硬度(Shore A)45°±5°，如图14所示。

图14 密封胶条结构尺寸要求

2.3.2 齐平式推拉窗密封胶条压缩量设计要求

密封胶条需保证足够的压缩量，确保小窗关闭后，胶条与大玻璃压紧后密封可靠。如图15所示，一般要求压缩量为3.5～4 mm。

图15 密封胶条压缩量设计要求

2.3.3 齐平式推拉窗小窗窗框轮廓度设计要求

由于密封胶条安装在小窗窗框上，为保证密封胶条与大玻璃间配合良好，小窗窗框注塑件密封面面轮廓度就需要精度较高。模具开模前，厂家需提供模流分析报告，说明模具结构怎样设计保证窗框下边缘型面吻合度，同时量产后面轮廓度控制在±0.5，这样才能保证胶条安装在窗框上与大玻璃的各个部位均密封可靠。小窗窗框轮廓度要求如图16所示。

由上可知，齐平式推拉窗的密封主要是靠小窗框上的密封胶条来保证，这就要求设计过程中重点关注密封胶条的材料尺寸等参数，同时胶条安装在窗框上，窗框的轮廓度需要在产品模具设计阶段及生产过程中进行严格控制。

图16 小窗窗框轮廓度要求

3 结论

随着MPV车型在市场上的需求量越来越多，推拉窗在其上的应用也越来越广泛。为不断提高推拉窗产品的使用便利性和产品可靠性，设计人员需不断进行改进和创新，在设计过程中，结合以往设计经验进行有效的风险规避，同时也要结合整车的空间尺寸和客户的具体要求进行相应的补充和调整。

参考文献:

[1]吴雄兴.一种汽车后侧推拉窗的设计及问题分析[J].企业科技与发展,2011(9):17-20.

WU X X.The Design of an Automobile Sliding Window After Side and Its Problem Analysis[J].Enterprise Science and Technology & Development,2011(9):17-20.