后侧门三角窗结构设计浅析

李瑞荣

上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007

1 引言

随着社会信息化不断提高，人们审美心理的不断变化，汽车的外观造型也需要不断迎合客户的需求。三角窗作为汽车外造型的一个重要组成部分，其造型及产品设计的好坏，直接影响客户对汽车的整体外观感受。为迎合汽车外造型不断变化的风格要求，汽车整体外造型和三角窗造型都不可避免地需要进行调整，这给三角窗的结构设计提出了更高的要求。另外，三角窗的设计不仅需让整车造型看起来更美观，还应考虑其制造难度及匹配效果，在二者见做好平衡以获取造型及质量保证的最佳效果。

三角窗的设计除了考虑外观效果及制造质量要求外，还需要考虑视野及透光要求，前后门三角窗的设计，能为车内乘客获取各大的可视区域及更好的采光效果，很好地补充驾乘人员的视野要求。下文仅对后侧门三角窗的结构设计进行分析说明。

2 后侧门三角窗造型分析

2.1 后侧门三角窗玻璃曲率分析

后侧门三角窗玻璃的A面与其他外观A面一样，均由造型部门设计并提供。在进行后侧门三角窗玻璃面造型设计时，应充分考虑将后侧门三角窗玻璃面造型尽量与门窗玻璃造型设计为同曲率的同一张曲面，这样就可以获得一个玻璃面平顺过度的视觉效果。另外考虑到玻璃的生产效率及成本性，玻璃应尽量设计为单曲率玻璃或简单双曲率玻璃。主要出发点为单曲率玻璃或简单双曲率玻璃的生产工艺可用钢化玻璃BT生产工艺，其生产效率最快可以达到4s/片，且合格率高。通过对后侧门三角窗玻璃进行曲率半径分析，确保三角窗玻璃属于简单双曲率玻璃。

2.2 最小直边尺寸检查

三角窗结构尺寸设计往往受到车门尺寸大小的限制，很有可能也会相对做的比较小，此时如果玻璃为单曲率玻璃和简单的双曲率玻璃，其生产工艺通常为钢化玻璃BT生产工艺，则玻璃的最小尺寸需要满足此设备的最小通过要求，通常要求最小玻璃直线尺寸必须大于钢化BT机辊距的2倍，以保证玻璃在生产过程中不会从滚轴间掉落。具体棍距信息因设备而决定。

2.3 玻璃面与外板面间距检查

后侧门三角窗玻璃通常使用注塑包边工艺包覆一层边缘材料，通过包覆的材料与钣金形成无缝匹配关系，以获得良好的匹配关系及外观效果。考虑到后侧门三角窗玻璃周边包覆材料的包覆厚度、包覆材料与钣金间的安装间隙、钣金的包边或焊接厚度尺寸等相关要求，后侧门三角窗的玻璃A面与钣金A面的法向距离应大于6.5mm。

2.4 侧窗与水切对齐检查

后侧门三角窗与后侧门外水切搭接区域的A面轮廓特征应保持一致，以获得均匀过度的外观效果。检查方法为将两个零件的对接的端头延长10mm以上，通过三角窗端头延长区域与水切端头的外观面贴合情况判断两个零件过渡是否平顺。如三角窗的另外一个端头也有对齐匹配要求，其检查方法与前端一致。

3 截面设计

后侧门三角窗总成由三角形的玻璃注塑而成，装配到车门上后，三角窗总成的每条边与其相对应的钣金边界匹配，以获得一个无缝过度的后侧门三角窗区域。因后侧门三角窗的三条边匹配的钣金结构均不一样，所以三条边的包覆结构设计也不尽相同。下面以滚压窗框的车门钣金结构来分析后侧门三角窗的三边结构设计。

3.1 与车门升降窗导轨匹配边截面（前边）

后侧门三角窗在此边主要与升降器导轨匹配，升降器导轨为滚压件，与后侧门三角窗匹配段的导轨截面完全一致，导轨内外面均较平，与后侧门三角窗匹配处为圆角，故后侧门三角窗在此边的主截面可以统一使用一个截面。截面的主要尺寸见下图：为减小匹配外观，三角窗此边的包覆外漏量需要做到尽量小，且不超出导轨面，以获得良好的外观效果及风噪效果。在导轨与后侧门三角窗匹配的三个侧面，可以增加密封唇边以获得较好的密封效果。在截面的侧面及底面按需求可以考虑增加密封唇边，唇边与导轨干涉配合，以保证侧窗迎风面的密封性能。

3.2 与滚压窗框匹配边截面（上边）

后侧门三角窗此边主要与滚压窗框匹配，因为滚压窗框的结构与导槽的结构基本一致，相关的匹配要求也一致，所以后侧门三角窗这两条边的截面基本一样，仅对槽深影响的尺寸进行适当调整即可。

3.3 与门板匹配边截面（下边）

后侧门三角窗此边外观需要与后侧门窗框外水切匹配，所以外观面需要做出与水切面匹配的唇边结构，同时还需要包覆亮面材料。车内需要与门饰板进行匹配以遮挡缝隙，故也需要做一唇边与内饰匹配。门腔体内区域，因腔体比滚压导槽及滚压导轨都大，为节省材料，内部包覆材料尽量做薄，仅在特定区域做凸筋起定位和限位作用即可。亮面钢带材料的包覆厚度及深度需要满足注塑工艺尺寸要求，通常要求在2mm以上。为保证底面内外板间隙尺寸以及支撑三角窗，需要在内外板间焊接U行导槽。

4 钣金要求

后侧门三角窗的结构设计中，三角窗的三个匹配面除了设计唇边外，还需要再设计一定数量的限位凸台，这些限位凸台对后侧门三角窗可以起到定位和限位作用。

在后侧门三角窗三条边的典型截面都确定后，结合三角窗的外造型A面，即可以做出大体的产品数据。做出后侧门三角窗大体数据之后，将对三角窗的匹配边结构进行设计。

4.1 包覆材料与玻璃角度分析

包覆材料与后侧门三角窗的拔模角度通常需要大于6度，一般做到10度左右。后侧门三角窗的拔模角度通常按照产品高度最小排放，即先把玻璃放平，玻璃放平产品高度最小方向。如果产品有倒拔结构，则需要产品供应商协助分析。

4.2 三角窗与水切配合设计

后侧门三角窗的外唇边较长，与本体连接的刚度较弱，在装配和使用过程中容易翻起。为解决此问题，需要在与水切搭接处注入一个塑料嵌块，此嵌块在水切装配后被水切压住，从而保证后侧门三角窗唇边在端头不会外翻。

4.3 三角窗黑边设计

为了获得一定的遮挡效果和外观感知效果，在三角窗玻璃上通常要设计有遮挡边缘的玻璃黑边及花边，黑边及花边的宽度通常在5-10mm之间。

4.4 三角窗下边尾端设计

为了让后侧门三角窗尾端看起来更美观，通常需要在亮面长度方向包覆最后2mm长度的亮面，以防止在开启车门时看到亮面切口。

为遮盖窗框与门外板搭接缝隙，包覆上边界需要做小唇边，此小唇边要求比搭接分缝高5mm以上，以满足各零件的制造公差。

后侧门三角窗尾端因为没有钣金结构卡装，容易出现端部与钣金匹配离缝、翻转等质量问题。为解决此类潜在风险，在尾端注塑时潜入一片带螺纹的嵌块，并在车门钣金上开对应通孔。在后侧门三角窗装配后，使用螺钉将三角窗尾端紧固在门板上。

5 数据校核

后侧门三角窗结构数据完成之后，需要将周边所有相关零件装配在一起，按照相关的CHECK-LIST检查各种边界及匹配关系是否满足设计要求。除此之外，还要仔细检验装配空间及运动干涉问题。

6 结语

按照以上步骤进行后侧门三角窗的结构设计及相关边界搭接关系检查，基本上可以完成此类后侧门三角窗的研发设计。但三角窗作为一个匹配关系复杂的外观件功能件，其受到的关注度及感知度较多，外观问题、匹配问题、风噪问题等都是次产品的重点关注问题。这些问题在生产及使用过程中，因种种因素影响都或多或少地出现，需要方向验证以寻求后续车型的设计解决方案。