浅谈商用车天窗配置选择及布置方法

缪海桃 赵坤

关键词：天窗型式;天窗布置;布置校核

Abstract： Take a heavy truck as an example， from selection assembling， opening determination， layout check， etc， research and analysis on the configuration of sunroof and the configuration on the roof. This paper summarizes the configuration selection and layout of a commercial vehicle sunroof.

Keywords： Sunroof type; Sunroof layout; Layout check

引言

近年来，随着经济的发展，商用车天窗配置率越来越高，同时客户对天窗的要求也越来越高，不仅要求天窗能有效地透光透气，视野开阔，还要求使用、维修便利，造型美观。

天窗系统由本体、密封系统、排水系统三大部分组成，在车顶进行布置时，设计人员要考虑开口位置、人机及操作便利性，另外，还要考虑与内饰部件的匹配，使天窗处于一个相对合理的位置。文章结合某重卡的开发经验和实际案例，对天窗布置原则和方法进行论述，以期为今后的相关工作提供一定的参考。

1 天窗型式选择

1.1 天窗型式

商用车的天窗由于其商业性质，通常采用外开形式，这种布置形式占用布置空间较少，成本低。从平台配置和客户需求来说，有手动和电动两种;手动天窗不适用于车内高超出人手操作极限的车型，电动天窗根据要求而定。

1.2 天窗功能配置

a.快速换气功能：需要天窗具备起翘功能;

b.空气通畅功能：需要天窗具备外滑打开（或内藏打开）;

c.足够可视光功能：需要天窗具备透射光线介质（如玻璃）;

d.遮阳功能：需要天窗具备遮阳帘总成;

e.防虫功能：需要天窗具有防虫网总成;

f.密封性能：需要天窗与车顶配合以及天窗自身具备密封效果。

下图为几种天窗的典型结构：

1.3 天窗外盖板材料选择

天窗外蓋板可选钢化玻璃或玻璃钢，前者视野好，乘坐舒适感好，但成本较高，后者在关闭状态下，无透光性，仅在打开后起到换气透光作用，但成本低。选择时主要根据车型定位及客户需求而定。

2 天窗布置

2.1 布置输入条件

布置时需要输入以下条件：

（1）车顶CAS面;

（2）车顶3D数据或断面;

（3）内饰布置数据或内饰件位置尺寸;

（4）整车配置明细，用于考虑天窗各配置布置的通用性。

2.2 天窗位置布置

2.2.1  X向布置

首先要考虑车顶结构，天窗最好布置在曲率变化较为平缓的位置，尽可能避开B柱传力区;其次，考虑内饰件布置，注意与内饰各部件的匹配间隙及面差，以某款重卡天窗为例，如下图：

布置说明：天窗最前端（一般是天窗）距高架箱打开至最大时间隙≥10mm，后端根据顶衬布置部件进行确定，如果有卧铺挡帘导轨的，要考虑导轨与天窗最后端间隙≥20mm，同时，外部考虑天窗玻璃后滑至最大限时与导流罩间隙≥30mm;如无卧铺挡帘，仅考虑天窗与导流罩的间隙。

2.2.2 Y向布置

布置说明：天窗沿Y0面左右对称布置，且对称中心线与车身Y0面重合。

2.2.3 Z向布置

布置说明：天窗的Z向高度，取决于顶衬Z向位置，根据造型定义的天窗下护罩与顶衬的匹配面差，评估天窗高度;由于商用车内部空间大，人机分析时仅对天窗操作便利性进行评估。

2.3 天窗开口大小确定

天窗的开口尺寸大小取决于驾驶室内部所允许的内部空间，并尽可能沿用成熟的天窗开口尺寸，以便实现不同天窗产品的互换，天窗开口尺寸确定主要考虑3点：

（1）确定天窗的宽度。整体式车顶，天窗的宽度取决于钣金两侧翻边冲裁的法兰边宽度，以及内饰部件的布置边界;分体式车顶，根据车顶常规分场形式，天窗宽度控制在中部与两侧分块焊接边之内，至少留出距焊接边20mm的间隙，同时也要考虑内饰件的布置。

（2）确定天窗的长度。天窗前部边界最好止于车顶外CAS曲率变化急剧处，后部边界考虑钣金结构，避开分块区域，如内部有卧铺，后部边界止于卧铺挡帘导轨前。

（3）功能性尺寸。如果仅做基本功能考虑，按1）、2）条布置，并结合天窗布置要求;如果要求天窗口兼逃生窗功能，需进行相应的人体通过性校核，建议按95%的人体进行校核。

2.4 密封系统布置

目前大部分天窗都有两道密封，一道处于天窗与钣金之间，用于防水防尘并弥补天窗与钣金之间的匹配间隙不均匀;一道在天窗框与天窗盖板之间，主要用于天窗开启时的降噪。

2.5 排水系统布置

排水系统其实也归属于密封系统，因其布置上的独立性，在此单独进行论述。

天管排水管一般较长，其两端分别与天窗排水口与钣金出水口相连，在重要位置设计固定点，将天窗内的积水导出车外。

布置时要充分考虑车身结构及内饰、线束等部件的排布，对于途中的凸出点要考虑避让，管子不能打折，安装点间距不易过大，建议按200mm-300mm一个固定点来考虑;避免挤压，选择空间较大的路径，根据经验数据，可满足排水试验的排水管内径应不小于8mm。

目前重卡上出水口有两个地方较为理想，一是沿着顶盖从高到低排布到门框上部导水槽处，另一种是沿顶盖自上而下，通过车身立柱，最终通过地板将水导到车外。前一种方式路径较短，装配、维修较为便利，难点在于出水口处的密封设计;后一种路线长，固定点多，装配较为复杂，此种路线建议将水管布置在立柱外侧，便于装配和维修，在地板上的排水口尽量避开人脚踩踏区域。在没有特殊要求的情况下，按第一种方案设计，下图为一款重卡车排水系统布置方案。

2.6 天窗固定方式

天窗各系统布置完成后，根据车顶钣金结构，进行固定点布置，天窗本体以螺接形式固定在车顶上，与工艺共同确定装配可行性;天窗排水管卡接或粘接在驾驶室里，出水口处接头卡接在钣金上，注意卡接部位的维修更换的便利性。

电动天窗除固定点外，还要与电器部门确认其ECU控制程序、针脚定义、线束走向等。

3 天窗布置校核

3.1 面差间隙校核

主要校核下护罩与顶衬匹配面差与间隙、天窗窗框与止口边间隙，天窗电机距车顶间隙、排水管与车顶和顶衬的间隙。

3.2 人机操作校核

主要校核手柄操作便利性、电动天窗按键操作便利性、起翘高度法规符合性、后滑时与导流罩间隙。

3.3 装配性校核

主要校核天窗装配工艺性、水管装配工艺性、下护罩装配工艺性。利用装配工具校核操作空间和装配人机，并考虑维修时维修工具使用空间。

4 结论

本文介绍了天窗的结构配置，天窗布置的基本原则以及布置校核，为天窗系统的前期选型及设计提供参考;同时，作为车身附件中成本较高的一个系统，提前做好选型规划对商用车型成本控制也具有一定的指导意义。

本文介绍的相关方案是某重卡车型天窗选型与布置的经验总结，并经过了反复的论证，虽然仅介绍了外开式天窗，但布置的原理是类似的，其他类型的天窗也可做借鉴。

参考文献

[1] 刘燕霞，张淑立.汽车外开天窗的设计.汽车工程师2014年第05期.

[2] 戴磊.汽车天窗排水管总成设计方法.汽车零部件.2014年第06期.