汽车玻璃升降机构的设计研究
2011-01-04 08:54:39 作者:撰文/中国汽车技术研究中心 陈敏 武和霞 杜志彬 来源: 文字大小:[大][中][小]
玻璃升降机构是汽车车门系统的重要组成部分，随着人们对汽车舒适性、安全性要求的提高，对玻璃升降机构的使用问题也越来越重视。针对不同类型的车身造型以及车门开缝线的不同，车门玻璃的升降要求也有所不同。
基于驾驶员的操作要求及副驾驶座位乘员的乘坐频率和舒适性要求，前排车门玻璃一般要求玻璃升降行程较大，玻璃要求能下降到车门水切条以下位置。由于车身轴距不同，后门开缝线为避让后轮腔的空间，其弧度及曲线随车身轴距变化较大。长轴距车身后门所占轮腔较小，基本可实现全部下降或外露20mm~40mm，同时可以通过后三角窗造型进行优化。短轴距车型后门所占轮腔较大，后门玻璃受轮腔限制，很多车型都外露较高，甚至大于100mm。基于车身造型要求，为实现玻璃的升降功能，要充分考虑到车门升降器型式、行程和玻璃开缝分块设计。
升降器结构选择
由于玻璃的弧度不同，玻璃升降的轨迹也有所不同，根据玻璃特点选择合适的升降器结构是设计的关键。弧度大的玻璃表面，运动轨迹基于一个大的弧面(圆柱或圆环或椭球面)。玻璃在升降过程中，玻璃上的点在车身侧向(Y向)位移较大。弧度小的玻璃表面，运动轨迹基于一个半径很大的圆柱面甚至平面，玻璃升降过程中玻璃上的点在车身侧向(Y向)位移较小。车门表面及内饰表面决定车门厚度，也决定了升降器的安装和运动空间。
玻璃升降机构从其结构特点上，大致可分为三类：绳轮式、叉臂式、软轴式。其中，单滑道绳轮式结构和交叉臂式结构是两种常用的玻璃升降机构。
绳轮式玻璃升降器由滑轮、钢丝绳、张力器、张力滑轮等组成。它通过驱动电机拉钢丝绳来控制门窗玻璃的升降，电机的输出部分是一个塑料绳轮，绳轮上绕上钢丝绳，钢丝绳上装有滑块，电机驱动绳轮，带动钢丝绳卷绕，钢丝绳上的滑块带动玻璃，使之沿导轨作上下运动。
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汽车门玻璃设计规范
汽车门玻璃设计规范
1 范围
本标准规定了车门玻璃的设计要点及其判定标准等。
本标准适用于新开发的M1类和N1类汽车侧门玻璃设计。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是不注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB 9656 汽车安全玻璃
GB/T 17340 汽车安全玻璃的尺寸、形状及外观
GB/T 5137 汽车安全玻璃试验方法
3 汽车安全玻璃的分类
汽车安全玻璃是由玻璃原片经过二次加工而成的，按照工艺可分为夹层玻璃、全钢化玻璃、区域钢化玻璃、中空安全玻璃、塑玻复合材料等。
3.1夹层玻璃
由两层或两层以上的玻璃用一层或数层透明的粘结材料粘合而成的玻璃制品。它一般分为平夹层玻璃和弯夹层玻璃两种。目前，广泛应用于汽车上的一般是弯夹层玻璃，少部分车窗玻璃是平夹层玻璃。
3.2全钢化玻璃
玻璃在加热炉内加热到接近软化温度，保温一段时间，然后将此玻璃迅速送入冷却装置，用低温高速气流对玻璃进行均匀淬冷，使玻璃内层产生张应力，外表面产生压应力，经过这样处理的玻璃就称为全钢化玻璃。该产品改变了玻璃原有的物理性能，克服了玻璃原有的使用性能，增大了使用范围。由于钢化玻璃的表面压应力与内部张应力达到一致或基本平衡，所以钢化玻璃具有较强的抗冲击性和较好的热稳定性。
3.3 区域钢化玻璃
玻璃在加热炉内加热到接近软化温度，然后将此片玻璃迅速送入不同冷却强度的风栅中，对玻璃进行不均匀冷却，使玻璃主视区与周边区产生不同的应力：周边区处于风栅的强冷位置，进行全钢化，此位置碎片好钢化强度高，主视区处于风栅弱冷位置，碎片大钢化强度低，用这种方法生产的玻璃就是区域钢化玻璃。它适用于普通轿车、大客、面包车、载重车的前风挡，它的强度高，但破碎后呈粉碎状。
现代商贸工业
Ｍｏｄｅｒｎ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｔｒａｄｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ２００８年第ｌ２期
汽车交叉臂式升降器的平衡弹簧设计
莫建伟 韦乐侠
（柳州五菱汽车联合发展有限公司，广西柳州５４５００７）
摘 要：阐述了汽车交叉臂式玻璃升降器平衡扭簧相关设计计算。
关键词：交叉臂玻璃升降器；平衡扭簧；设计计算
中图分类号：ＴＢ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—３１９８（２００８）１２—０３６９—０２
１平衡扭簧的结构以及其特性：
平衡扭簧一般是由厚度２．Ｏ～３．５宽５．０～９．０弹簧钢
卷制４～７圈的螺旋状卷簧，它的工作原理跟钟表的发条比
较类似，除了起到升降器上升、下降时缓冲外，还是玻璃上
升、下降过程蓄能装置：在玻璃下降时，平衡弹簧旋紧而张
力增大，使玻璃下降比较平稳，而玻璃上升时，弹簧的张开
弹力又可助一臂之力，这样它就减轻升降器的主动驱动部
分很大部分负担。 我们可用如图１的测试方法：在升降器驱动部分分离
之后，固定升降器的安装板后测量的平衡弹簧在主臂顶点
产生测量沿切线方向的反弹力与转角大小之间的对应关
系，可以得出它的产生的扭矩与它被压缩的角度成正比的
线性关系，得到曲线得到特性曲线如图２，利用图２，我们可
以算出平衡弹簧的倔强系数Ｋ的值：
Ｋ＝ 一０．０７０３（Ｎ．Ｍ／。）
平衡弹簧工作旋转角．力矩特性衄线
图１平衡弹簧扭矩一 图２
转角测量简图
从图２我们也可以得出：平衡弹簧的工作转角范围关
系一般只有Ｏ～１４０度，比钟表的发条有效转角少得多。当
被压缩倒１１０度左右由弹簧各圈之间开始接触我们称之为
并圈，这时它是各圈都受力不再均匀，局部产生干涉应力，
扭矩不再与扭转角成正比，而是陡然上升，若继续压缩太
多，弹簧将局部发生不可恢复的永久变形而损坏。在上止
点平衡弹簧对玻璃的支撑力最小，为了让平衡弹簧在上止
点就可以产生一定的扭矩，在上止点就应该让平衡弹簧预
压缩旋转了一定的角度，这个角度我们把它称作预紧角。
汽车玻璃升降系统失效原因解析
作者：成淑仪，肖强，韦思意
来源：《时代汽车》 2018年第2期
摘 要：文章通过对上汽通用五菱汽车股份有限公司某量产车型前门玻璃升降器及胶条失效原因的分析，从绳轮式玻
璃升降系统的工作原理出发，阐述了问题产生的根本原因，并制定相应的解决措施，验证结果说明所做的解
决措施是有效的。
关键词：车门玻璃升降系统；升降缓慢；升降卡滞；玻璃歪斜
1 引言 玻璃升降系统作为重要功能件，如失效将直接影响到车身的密封性及客户的驾驶环境，造成客户严重抱怨，从其与驾乘人员接触的密切性方面考虑，研究汽车玻璃升降系统具有相当重要的实际意义。某车型前门玻璃升降系统售后频繁出现升降缓慢、升降卡滞，升降歪斜等故障，影响了客户的正常使用，需要迅速分析故障原因并制定解决方案，降低玻璃升降器及胶条售后维修频次。
2 玻璃升降系统概述
2.1 玻璃升降系统定义和组成
玻璃升降系统是指汽车车门上，实现提升或降低车窗玻璃的功能，并能将玻璃保持在行程内任意位置的若干零部件组成的系统。玻璃升降系统的组成主要包括：侧门结构件，玻璃升降器，侧门车窗玻璃，侧门窗框／玻璃导槽，玻璃导槽密封条／玻璃胶条，内／外水切及其支持件。
2.2 玻璃升降系统功能要求
汽车玻璃升降系统是整车的重要组成部分，对开闭件系统乃至整车的质量起着重要的作用。玻璃升降系统功能要求如下：
(1)灵活平顺的提升或降低侧门车窗玻璃
(2)保持侧门车窗玻璃位置；
(3)通过玻璃运行关闭车窗来分隔车内空间与车外环境；
(4)侧门车窗玻璃关闭时能阻止水、灰尘、车外空气等侵入车内空间。
2.3 玻璃升降系统的分类
按玻璃升降器型式可分为叉臂式玻璃升降系统、绳轮式玻璃升降系统，按照车门的设计类型可分为无窗框门玻璃升降系统、辊压式窗框玻璃升降系统、冲压式窗框玻璃升降系统。绳轮式玻璃升降系统优点是总体刚度好，对玻璃支撑区域宽，异响问题少，成本较低，空间布置容易，升降过程中速度一致，对玻璃姿态的控制能力较强。根据升降器导轨的数量，绳轮式玻璃升降器可分为双导轨绳轮式升降器和单导轨绳轮式升降器，在玻璃宽度不超过810mm的前提下，可选用单导轨绳轮式升降器。本文的主要研究对象是单导轨绳轮式升降系统，如图1所示。
