一种SUV拼接式全景天窗的异响分析及解决措施

闭习欢

摘 要：随着生活水平的提高，人们对汽车驾驶舒适度要求越来越高。拼接式全景天窗由前、后两部分组成，前半部分可以倾斜和滑动，后半部分固定。拼接式全景天窗具有与外界通气面积大的优点。拼接式天窗开启时，前半部分倾斜升高，打开一定角度，随后沿着导轨后移。印度某款SUV天窗在升降过程中和滑动时容易异响。根据以往经验，导致天窗异响原因很多，其中一个主要原因是涂抹在天窗轨迹槽的润滑脂失效。

关键词：天窗异响 温度 润滑脂

1 前言

汽车天窗作为通风、采光的汽车功能部件，同时也是被客户感知的部件，而最初汽车是没有天窗的。直到1937年纳什汽车公司 （Nash Motor Company）在其生产的一些车型中增加了天窗玻璃的配置，被认为是汽车行业里最早的汽车天窗模型[6]。汽车天窗虽然美观，但是在开启过程中经常会出现故障，而造成天窗故障的原因有很多种。如天窗打开时，经常发现灰尘、沙粒、树叶等异物存在于天窗滑槽内，这些异物都有可能使天窗运行异常，触发防夹功能自动回退;天窗无法排水、雨水溢入车内等问题。

本文就印度某款SUV拼接式全景天窗出现的异响问题，对印度本地故障车辆信息描述，天窗异响现象的描述，天窗异响原因解析，天窗异响问题的改善步骤，售后保养注意事项等方面做了详细的介绍。通过上述5个方面的讲解，详细阐述了在拼接式全景天窗出现异响问题时，如果外界环境（例如温度）变化导致润滑脂失效，可以从哪几个方面查找问题所在以及如何解决这些问题。

2 印度故障车辆信息

目前我们在印度主机厂发现车号为S213、S217、S205三辆车上发现天窗开启过程中发出刺耳的异响声，印度经销商也爆出有两台车天窗异响，车号待查明。目前发现全景天窗异响位置如图1所示。三台全景天窗的生产日期是20190303，可销售车下线的时间在2019年4月份。当前问题发生率：1.6%（20辆/1210辆）。

3 印度天窗异响现象描述

拆卸天窗之前检查天窗前后两块玻璃滑轨槽，未发现天窗两侧滑轨槽内有明显异物，但是天窗机械组件表面出现了严重的磨损痕迹（天窗导轨机械组件磨损位置如图1，图2所示），反复多次开启关闭天窗后，可初步判断异响源来自于天窗机械组发出的干涉声音。以下就天窗异响发生的时间，地点，环境，故障数量做进一步阐述。

（1）天窗异响发生时间：2019年6月份。

（2）天窗异响发生地点：印度汽车制造工厂，包括经销商处共发现20台天窗起翘关闭时异响问题。

（3）天窗异响发生环境：印度室外温度在40℃左右，车内温度范围80℃-90℃;中午异响明显，在早晚气温低时异响不明显。

（4）天窗异响故障发生数量：21台（天窗版车辆）。

4 印度异响天窗问题原因解析

在印度天窗开启滑动过程中出现了异响。拆下SUV上的全景天窗发现，导轨槽中异响位置处的润滑脂融化，销子与导轨槽接触位置几乎干燥，无润滑脂存在。现根据印度拼接式全景天窗异响情况，从天窗机械组设计和天窗机械组润滑脂涂抹两方面做分析。

4.1 异响天窗问题设计原因解析

（1）天窗起翘动作，只有销子（PIN）和轨迹槽（Track Slot）有相对运动，当天窗起翘打开时，机构组与天窗导轨整体相对运动。

（2）销子（PIN）和轨迹槽（Track Slot）塑料材料摩擦有异响影响。曹功天在奔驰R350天窗不回位中讲到，天窗在滑行过程中受阻使电机过载灯光昏[4]，通过给机构涂抹润滑脂，解决了天窗不回位的问题。

（3）销子（PIN）和轨迹槽（Track Slot）过盈配合（-0.05～-0.35）有摩擦异响影响。由于天窗内部运动结构件太多，设计过程需要一一校核各个零件之间的公差尺寸链，同时需对各个零件的制造公差进行严格管控[5]。

（4）销子（PIN）和轨迹槽（Track Slot）高温95℃干涉量变化，最大干涉量0.05mm（MAX0.05mm），目前干涉量对异响影响不大。

（5）国内供应商市场同平台产品耐久测试（95℃，24hour，撒灰试验），天窗无异响问题。

（6）润滑脂选择国内同款车型在用的润滑脂福斯RHF1（合成油），国内无异响问题。

根据目前印度全景天窗滑动异响情况，对比国内同款车型同款天窗结构发现：国内天窗没有异响问题，结合印度天窗异响现象描述（3）——印度室外温度在40℃左右，车内温度范围为80℃-90℃;中午异响明显，在早晚气温低时异响不明显;（5）——国内供应商市场同平台产品耐久测试（95℃，24hour， 撒灰试验），天窗无异响问题;（6）——润滑脂选择国内同款车型在用的润滑脂福斯RHF1（合成油），国内无异响问题;

得出结论：印度高温天气环境影响了天窗导轨槽处润滑脂的使用性能，导致润滑油失效，是导致天窗机械机构异响的主要原因。

4.2 异响天窗问题制造原因分析

从制造方面考虑，人工涂抹润滑脂导致两方面问题：润滑脂涂抹不均匀和润滑脂涂抹量不够。通过自动涂油脂设备改善油脂涂抹不均匀和油脂量涂抹不够的问题。

（1）机构组涂油区域定义，脂量由0.8～1.5g增加到不小于2.5g（自动涂油脂设备如图4所示）。

（2）手工涂润滑脂是之前天窗机构组涂脂方式，手工涂脂均匀性不稳定，容易导致小比例天窗异响问题。

（3）涂油量控制 天窗组件通过抽检称重的方式控制（如图3所示）。

5 印度异响天窗问题制造原因改善方法

通过分析天窗异响原因可知，天窗导轨槽的油脂型号不适合印度的高温天气（印度夏季平均温度55℃）。根据印度高温天气情况，重新选择导轨与机械组的润滑脂型号：导轨润滑脂型号由福斯（RHF1）改为克鲁勃（47-401），天窗机械结构润滑脂型号由克鲁勃（P84-52G）改为KPL（各种型号润滑脂性能特点由表1所示），由表1可知，KPL润滑脂有两个显著特点——耐磨降噪耐灰和高低温润滑性稳定。另外，需增加涂抹的油脂重量，采用自动涂油脂设备，通過涂抹润滑脂前后称重的方式保证天窗机械组件涂脂量不少于2.5g。具体实施过程表述如下：

5.1 制造过程中涂脂量改善

（1）天窗机构组涂脂区域增加涂脂量，增大涂油量MIN2.5g。目前印度主机厂已增加润滑脂的质量。

（2）全景天窗涂润滑脂方式由人工改为自动涂脂设备。

5.2 天窗玻璃装配复位（Fix the front glass， adjust position），具体步骤如下A-H所示：

A.操作天窗开关，玻璃上翘后移30mm 确保在车内能直接观察机构3处螺纹孔。

B.外部操作员站在凳子上，双手水平拿去玻璃放置安装位置 。

C.车内操作员指导放置玻璃正确位置（玻璃支架孔与天窗机构螺纹孔对正）。

D.车内操作员用电枪将6颗玻璃螺钉预锁（玻璃能上下移动调节）。

E.操作天窗开关，完全关闭。

F.外部操作员调节移动天窗前后玻璃，评价间隙（0.5～2mm）和高度差（前玻璃高于后玻璃0～2mm）尽量小并均匀，告诉车内操作员锁紧后部螺钉。

G.外部操作员调节天窗玻璃前部与车顶高度差（车顶高于玻璃0～2mm），指导车内操作员锁紧前部螺钉。

H.鎖死中间螺钉。

注意：打螺栓的电枪扭矩要求为5Nm±0.5Nm。返修办法简述：37min/pcs/2person。

6 印度天窗保养纳入整车保养系统

6.1 当地供应商建议：

针对全景天窗产品海外市场将天窗保养纳入保养手册。

6.2 保养要求：

车辆保养时检查天窗灰尘堆积程度和天窗声音品质;存在风险时，建议用户有偿保养维护（保养顺序如图5所示）。

7 总结

拼接式全景天窗由前玻璃和后玻璃组成，天窗开启时，需要前玻璃起翘，随后沿着导轨后移。导轨表面粗糙度和前玻璃重量都很大，随着机械组件运行次数的增加，滑动摩擦力会越来越大[3]，最终导致异响。

印度天气与国内温度差异过大，导致了全景天窗的润滑脂失效问题。本文通过将全景天窗前玻璃拆卸，首先在天窗机械组件中更改润滑脂型号：导轨润滑脂型号由福斯（RHF1）改为克鲁勃（47-401），天窗机械结构润滑脂型号由克鲁勃（P84-52G）改为KPL;其次，增加润滑脂重量——由之前0.8～1.5g增加到不小于2.5g。通过更改润滑脂型号和润滑脂的量，成功的解决了该SUV拼接式全景天窗的异响问题。

参考文献：

[1]汪斌.基于旋钮开关接触不良引起天窗自动开启闭合的案例分析[J].汽车实用技术，2019（23）：216-217.

[2]汤飞，张长春，范明华.汽车天窗系统的设计与开发[J].汽车实用技术，2019（22）：114-115.

[3]陈健.天窗机械机构运行异响问题研究[J].现代工业经济和信息化，2016，6（15）：51-53.

[4]曹功天.奔驰R350天窗不回位[J].汽车维修技师，2009（10）：55.

[5]柯娟，亓欢宁.浅析天窗异响原因及其解决方案[J].时代汽车，2019（05）：188-189.

[6]梁智勇.汽车天窗的发展历史及新技术应用[J].汽车零部件，2015（01）：50-54.

[7]李祎鋆.汽车天窗玻璃密封条开启、关闭异响问题的研究[J].汽车实用技术，2012（07）：64-68.