基于某轿车内藏滑动式天窗噪声问题的工艺改善

2021-05-07刘国权祁大可莹LiuGuoquanQiDakeLiYing

北京汽车 2021年2期

关键词：窗玻璃车顶天窗

刘国权，祁大可，李莹Liu Guoquan，Qi Dake，Li Ying

刘国权，祁大可，李莹
Liu Guoquan，Qi Dake，Li Ying

（北京奔驰汽车有限公司，北京 100176）

随着汽车工业的发展和人们生活水平的提高，高端汽车产销量逐年增长，其中天窗作为高端汽车的基本配置也在不断推陈出新，出现了各种型式，常见的是全景天窗和内藏滑动式天窗。以某款轿车内藏滑动式天窗为例，对其出现的噪声问题进行分析，优化其装配工艺。

内藏滑动式天窗；噪声问题；工艺改善

0 引言

某款轿车内藏滑动式天窗由单片滑动玻璃、导轨、遮阳板和机械运动机构等零部件组成，前期开发阶段天窗会在测试台架上进行各种功能性试验；通过各零部件试验验证后，天窗被装配到轿车上进行实车验证，检测其是否满足高性能品质要求；在噪声验证中，出现了噪声问题[1]，通过工艺优化和试验，对装配工艺进行改善。

1 车顶噪声问题

通常，完成天窗零部件各项试验并测试合格后，将天窗匹配到车顶，进行整车噪声测试，如果出现问题，则进行分析并采取优化措施。

将内藏滑动式天窗在测试台架上进行振动测试、循环耐久测试和高低温测试，均没有出现噪声问题。将天窗装配到某款轿车后，在德国进行整车风洞试验，玻璃完全关闭状态下，车顶区域出现噪声问题，如图1所示。

试验轿车车顶没有行李架等其他附属零部件，初步确定噪声由天窗区域产生。为了进一步验证车顶噪声是否来自天窗，将天窗与车身开口接触位置用胶带密封，再进行整车风洞测试，测试结果较好，没有产生很大噪声。密封前、后天窗周边测试结果对比如图2所示，可以看出在密封情况下，频率为2 000 Hz时噪声降低约10 dB(A)，因此可以确定胶带密封前的噪声来自于天窗与车顶配合的密封区域。

图1 某款轿车120 km/h车速风洞试验结果（1 800～3 500 Hz）

风洞试验在德国实验室进行，由于距离远，零部件运输花费时间长，不便多次进行；因此，采用普通高环跑道进行类比，为优化研究提供简易且可靠的测试噪声[2]评价标准。在高环测试跑道上，保持天窗现有状态，当车速为120 km/h时，能够听到强烈的嗡嗡噪声，与量产的其他车型对比分析，确定天窗高环道路测试的评价标准。

图2 天窗与车顶配合区域密封前、后风洞试验对比

2 天窗与车顶配合设计

对比天窗正常装配和采用胶带密封两种状态下的声音品质，后者状态比较正常。正常装配下天窗前部边缘向低于车顶，并且天窗前端密封条与车顶前边缘有小缝隙（向），如图3所示，这2处位置状态不正确，需要对天窗与车顶配合关系进行分析，检查天窗的装配情况。

图3 天窗在车顶X、Z向状态图

从设计角度分析，在汽车行驶方向，前部车顶应该平行或高于天窗玻璃前端，使车顶比天窗玻璃高出1 mm，满足汽车的流线型结构，天窗玻璃密封条应该紧贴车身开口，采用过盈配合，过盈量为1 mm，避免风噪，如图4所示。

图4 天窗与车顶匹配设计状态

3 噪声产生的原因

基于设计理论，对试验车现有状态进行分析。车顶匹配天窗开口的周边尺寸公差为±1 mm，均在合格范围内，但开口的前沿区域整体偏向上公差（+1 mm）；天窗自身的所有尺寸均在公差范围内，但天窗前边缘偏向下公差（-1 mm）。经过公差累积计算，天窗密封条和车顶开口区域几乎没有过盈量，天窗玻璃四周由天窗玻璃橡胶条密封，如果开口和天窗向相反的极端方向偏差，会导致密封不严的状况。目前设计的装配状态不能够满足实际装车要求，如果设置的公差要求太大，在极限偏差情况下，会出现车顶开口前边缘与天窗密封条过盈量小，这需要通过装配工艺来解决。

4 工艺优化调整

基于现有的设计状态，需要对内藏滑动式天窗的装配工艺进行调整，使天窗与车顶处于最优的匹配状态。

4.1 天窗玻璃装配工艺X、Y向的调整

车身开口与天窗前边缘缝隙问题需要从装配工艺上进行、、3个方向的优化调整。首先进行、方向调整，为了减少天窗玻璃和车身开口过盈量过大、过小或不均等问题，需要将天窗安装到车身后重新进行调整定位。具体步骤为：

（1）用设备将内藏滑动式天窗安装到车顶，拧紧天窗导轨上的安装螺栓，固定天窗总成，如图5所示；

（2）松开天窗玻璃左右各3颗螺栓，开始调整天窗；

图5 螺栓装配到天窗导轨上

（3）在自然状态下，在车内手动推天窗玻璃，将玻璃调整到与车顶平行，天窗玻璃会在车身开口各方向的反作用力下，居中找到天窗在、方向的位置；

（4）确认好天窗、向位置后，进行螺栓预紧。

4.2 天窗玻璃装配工艺Z向的调整

、向完成调整后，对向进行调整，最佳调整方案同样是手工调整。通常天窗玻璃比较宽大，需要以不同顺序进行调整，最后找到一个比较合适的调整顺序。如图6所示，有3组调整方案，第1组为1、2、3、4，第2组为1、3、2、4，第3组为1、4、3、2。对比发现，第3组调整的速度和精度很高，最终确定天窗调整顺序为1、4、3、2。