某车型后侧窗结构优化设计

王 普

（东风柳州汽车有限公司，广西 柳州545005）

后侧窗玻璃是汽车的重要组成部分，不仅起到固定密封作用，也是外观的重要组成部分。所以后侧窗装配的稳定性以及与周边边界配合的间隙面差是整车性能的重要指标，也是整车感官质量评价的重点。随着汽车行业的不断发展，后侧窗的结构也越来越多样化，主流的后侧窗以带注塑包边的固定式后侧窗居多，其正向稳定性更高、整车协调性更好和外观更美观的方向发展。

本文拟通过对某车型后侧窗安装定位结构和包边断面的分析和整改，改善后侧窗装配后易浮起和与钣金不贴合问题，改善后侧窗装配的稳定性以及后侧窗与周边边界的配合关系。对后侧窗玻璃安装定位结构和包边断面进行分析总结，归纳后侧窗玻璃的设计要点，为后续后侧窗的开发提供设计参考。

1 某车型后侧窗玻璃来源

某车型是在基础车型上将顶盖加高15 mm，尾部加长265 mm，底盘降低10 mm改制而来，侧围钣金新开，前后脸重新造型，改制示意图如图1所示。后侧窗玻璃在基础车型上加长300 mm，并重新造型，结构沿用基础车型，后侧窗玻璃改制示意图如图1所示。

图1 某车型及后侧窗改制示意图

2 某车型后侧窗玻璃装车存在的问题

某车型后侧窗玻璃在基础车型上加长很多，但整个玻璃仍然沿用基础车型的三点式定位安装结构，试制装车过程中主要有以下问题：

（1）后侧窗玻璃后部特别是后上转角易浮起，Y向与钣金贴合不牢（故障率40%）；

（2）后侧窗后部包边与钣金搭接易出现局部不贴合、离空现象（故障率20%）。

图2 后侧窗玻璃装配问题示意图

针对上述某车型后侧窗玻璃装车存在的问题，通过对玻璃定位结构和包边断面进行分析，并制定相应的整改对策，最后进行装车验证，上述装车问题得到有效改善，提高后侧窗装配的稳定性。

3 定位结构分析整改

3.1 整改前后侧窗定位结构分析

因基础车型后侧窗采用三点式安装定位结构，装车未有问题反馈，故某车型后侧窗在基础车型的基础上加长后仍借用基础车型的安装定位结构，其安装定位方案示意图如图3所示。

图3 某车型后侧窗定位方案示意图

定位方案说明：后侧窗采用三颗钉柱式卡扣安装定位，后侧窗玻璃三颗钉柱直径均为7.8 mm，钉柱下端的支撑台与钣金孔面平行，支撑台与钣金表面零贴起到Y向限位的作用。钣金孔1直径8 mm，为主定位孔，钣金孔与玻璃钉柱单边留有0.1 mm间隙；孔2为8×8.8 mm的长圆孔，为辅助定位孔，长圆孔轴线与主定位孔和长圆孔中心线连线重合，起到防止玻璃旋转作用，钣金孔与钉柱在旋转方向上单边留0.1 mm间隙；孔3为直径8.8 mm的大孔，为安装孔，起到安装固定的作用，钣金孔与玻璃钉柱单边留0.5 mm间隙。

由于玻璃相对于基础车型加长300 mm，玻璃重量由基础车型的1.45 kg变到2.5 kg，重量加大很多，加上玻璃重心后移，玻璃更容易产生旋转，若玻璃绕主定位孔旋转，辅助定位孔旋转到极限，则累积到后部安装孔的位移变大相对于基础车型变大了很多，玻璃后部孔3处在极限状态下的位移量为0.28 mm，计算公式如下：

S3=L3×S2/L2=787×0.1/280=0.28 （1）

上式中，S2为孔2处玻璃绕孔1旋转的距离；L2为孔1到孔2的距离；S3为孔3处玻璃绕孔1旋转的距离；L3为孔1到孔3的距离。

通过以上分析计算，在后侧窗后部，玻璃的旋转位移量最大。另外，由于后侧窗周圈都有包边与钣金贴合，加上装车时玻璃胶对后侧窗的反作用力，后侧窗周圈都收到Y向向车外的反力，因孔1到孔3的距离较大，中间段无固定支撑，所以孔1到孔3中间的转角处最容易浮起。

3.2 某车型后侧窗定位结构整改

根据定位分析结果，为减小后侧窗的最大位移量，将后侧窗安装结构和定位孔做如下调整，示意图如图4所示。

图4 后侧窗定位方案整改后示意图

整改后定位方案说明：后侧窗采用三颗钉柱式卡扣安装定位，在后上转角处增加单边卡扣与钣金止口配合，后侧窗玻璃三颗钉柱直径均为7.8 mm.钉柱下端的支撑台与钣金孔面平行，支撑台与钣金表面零贴起到Y向限位的作用。钣金孔1直径8 mm，为主定位孔；孔3为8×8.8 mm的长圆孔，长圆孔轴线与主定位孔和长圆孔中心线连线重合，起到防止玻璃旋转作用；孔2为直径8.8 mm的大孔，起到安装固定的作用。

整改后后侧窗的绕主定位孔旋转，在孔3处达到单边极限位移量0.1 mm，则孔2处的位移量为0.04 m，计算公式为：

式中，S2为孔2处玻璃绕孔1旋转的距离；L2为孔1到孔2的距离；S3为孔3处玻璃绕孔1旋转的距离；L3为孔1到孔3的距离。

通过以上分析，整改后后侧窗的最大位移仍然在孔3处，但最大位移量由0.28 mm改善到0.1mm，大大提高了后侧窗安装稳定性。且后上转角处增加单边卡扣与钣金配合，起到Y向限位作用，减少因长距离无固定导致转角处浮起的概率，提高后侧窗的安装稳定性。

3.3 包边断面分析整改

后侧窗后部除了浮起问题，还有局部玻璃包边与钣金贴合不牢问题。后侧窗包边与钣金贴合不牢主要出现在后侧窗的后端，如图5所示的A-B段。搭接断面见图5的C-C断面，包边材料为硬度较大的PVC，包边与钣金干涉后反作用力大，包边易将包边与钣金的干涉量仅0.5 mm，容易出现搭接不到的问题。而包边搭接的钣金与安装面基本程90°角，而故C-C这种搭接结构很容易出现一段接触，一段不接触的问题。

图5 后侧窗后部包边断面示意图

后侧窗包边与钣金搭接容易有贴合不牢问题，主要是由于包边结构对安装误差的包容量小，如图5所示包边结构，由于与包边搭接的钣金和后侧窗安装面为垂直角度，包边变形空间小，所以包边安装的误差包容量很小，一旦安装或制造出现偏差，则容易出现局部与钣金干涉量大，局部又无干涉或离空的问题。经对比分析参考结构，为加大包边安装的误差包容量，可与包边搭接的钣金与后侧窗安装面做一定的倾斜角，如图6所示的参考结构1[1]，该结构可以通过稍微调整玻璃与安装面的间距来调整包边与钣金的配合关系，保证包边与钣金贴合紧密。如图6所示的参考结构2，可以通过调整后侧窗包边结构改善后侧窗与钣金的配合关系，该结构由于与钣金接触的包边唇边有一定的倾斜角，且唇边较薄，干涉后变形空间大，则可吸收的安装误差更大，且包边唇边的反作用力小，更能保证包边与钣金的紧密配合。

图6 后侧窗后部包边断面整改示意图[1]

通过两种参考结构的分析，为保证外观面，采用参考结构2对后侧窗包边结构进行整改，整改后断面见图6所示的整改后C-C断面。整改后的C-C断面通过对与钣金搭接的小唇边进行调整，将包边唇边改薄，变形空间改大，包边安装的反作用力减小很多，且包边干涉后可变形量变大，大大加大包边对安装误差的包容量，改善后侧窗与钣金的安装配合关系。

通过以上安装定位结构和包边断面的整改，某车型对后侧窗后部浮起问题整改效果明显。

4 结束语

通过对某车型后侧窗安装定位结构和包边结构的分析整改，针对采用钉柱定位的后侧窗结构，可以得出后侧窗定位方案及包边结构设计要点：后侧窗安装定位的主定位和辅助定位一定要设计在玻璃最大距离的安装位置上，特别是长宽比例较大后侧窗玻璃，主定位和辅助定位要设计在长度方向向上，且定位孔应尽量靠近玻璃边缘。另外，要防止玻璃长距离无固定，合理布置安装卡扣。在设计包边结构时，与钣金搭接的地方钣金要尽量设计成与安装面程一定的斜切角，由于造型或钣金工艺钣金无法做斜切角的，与钣金搭接的玻璃包边唇边应做一定的倾斜角，应该有尽量大的可变形空间，唇边干涉后的反作用力要尽量小。

参考文献：

[1]莫记燕，赖 毅.某车型后侧窗玻璃总成常见问题解析[J].中国高新技术企业，2016（22）：98-99.