基于某轎車內(nèi)藏滑動(dòng)式天窗噪聲問題的工藝改善

劉國權(quán)，祁大可，李 瑩Liu Guoquan，Qi Dake，Li Ying

基于某轎車內(nèi)藏滑動(dòng)式天窗噪聲問題的工藝改善

劉國權(quán)，祁大可，李 瑩
Liu Guoquan，Qi Dake，Li Ying

（北京奔馳汽車有限公司，北京 100176）

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，高端汽車產(chǎn)銷量逐年增長，其中天窗作為高端汽車的基本配置也在不斷推陳出新，出現(xiàn)了各種型式，常見的是全景天窗和內(nèi)藏滑動(dòng)式天窗。以某款轎車內(nèi)藏滑動(dòng)式天窗為例，對(duì)其出現(xiàn)的噪聲問題進(jìn)行分析，優(yōu)化其裝配工藝。

內(nèi)藏滑動(dòng)式天窗；噪聲問題；工藝改善

0 引 言

某款轎車內(nèi)藏滑動(dòng)式天窗由單片滑動(dòng)玻璃、導(dǎo)軌、遮陽板和機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等零部件組成，前期開發(fā)階段天窗會(huì)在測試臺(tái)架上進(jìn)行各種功能性試驗(yàn)；通過各零部件試驗(yàn)驗(yàn)證后，天窗被裝配到轎車上進(jìn)行實(shí)車驗(yàn)證，檢測其是否滿足高性能品質(zhì)要求；在噪聲驗(yàn)證中，出現(xiàn)了噪聲問題[1]，通過工藝優(yōu)化和試驗(yàn)，對(duì)裝配工藝進(jìn)行改善。

1 車頂噪聲問題

通常，完成天窗零部件各項(xiàng)試驗(yàn)并測試合格后，將天窗匹配到車頂，進(jìn)行整車噪聲測試，如果出現(xiàn)問題，則進(jìn)行分析并采取優(yōu)化措施。

將內(nèi)藏滑動(dòng)式天窗在測試臺(tái)架上進(jìn)行振動(dòng)測試、循環(huán)耐久測試和高低溫測試，均沒有出現(xiàn)噪聲問題。將天窗裝配到某款轎車后，在德國進(jìn)行整車風(fēng)洞試驗(yàn)，玻璃完全關(guān)閉狀態(tài)下，車頂區(qū)域出現(xiàn)噪聲問題，如圖1所示。

試驗(yàn)轎車車頂沒有行李架等其他附屬零部件，初步確定噪聲由天窗區(qū)域產(chǎn)生。為了進(jìn)一步驗(yàn)證車頂噪聲是否來自天窗，將天窗與車身開口接觸位置用膠帶密封，再進(jìn)行整車風(fēng)洞測試，測試結(jié)果較好，沒有產(chǎn)生很大噪聲。密封前、后天窗周邊測試結(jié)果對(duì)比如圖2所示，可以看出在密封情況下，頻率為2 000 Hz時(shí)噪聲降低約10 dB(A)，因此可以確定膠帶密封前的噪聲來自于天窗與車頂配合的密封區(qū)域。

圖1 某款轎車120 km/h車速風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果（1 800～3 500 Hz）

風(fēng)洞試驗(yàn)在德國實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，由于距離遠(yuǎn)，零部件運(yùn)輸花費(fèi)時(shí)間長，不便多次進(jìn)行；因此，采用普通高環(huán)跑道進(jìn)行類比，為優(yōu)化研究提供簡易且可靠的測試噪聲[2]評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在高環(huán)測試跑道上，保持天窗現(xiàn)有狀態(tài)，當(dāng)車速為120 km/h時(shí)，能夠聽到強(qiáng)烈的嗡嗡噪聲，與量產(chǎn)的其他車型對(duì)比分析，確定天窗高環(huán)道路測試的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 天窗與車頂配合區(qū)域密封前、后風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)比

2 天窗與車頂配合設(shè)計(jì)

對(duì)比天窗正常裝配和采用膠帶密封兩種狀態(tài)下的聲音品質(zhì)，后者狀態(tài)比較正常。正常裝配下天窗前部邊緣向低于車頂，并且天窗前端密封條與車頂前邊緣有小縫隙（向），如圖3所示，這2處位置狀態(tài)不正確，需要對(duì)天窗與車頂配合關(guān)系進(jìn)行分析，檢查天窗的裝配情況。

圖3 天窗在車頂X、Z向狀態(tài)圖

從設(shè)計(jì)角度分析，在汽車行駛方向，前部車頂應(yīng)該平行或高于天窗玻璃前端，使車頂比天窗玻璃高出1 mm，滿足汽車的流線型結(jié)構(gòu)，天窗玻璃密封條應(yīng)該緊貼車身開口，采用過盈配合，過盈量為1 mm，避免風(fēng)噪，如圖4所示。

圖4 天窗與車頂匹配設(shè)計(jì)狀態(tài)

3 噪聲產(chǎn)生的原因

基于設(shè)計(jì)理論，對(duì)試驗(yàn)車現(xiàn)有狀態(tài)進(jìn)行分析。車頂匹配天窗開口的周邊尺寸公差為±1 mm，均在合格范圍內(nèi)，但開口的前沿區(qū)域整體偏向上公差（+1 mm）；天窗自身的所有尺寸均在公差范圍內(nèi)，但天窗前邊緣偏向下公差（-1 mm）。經(jīng)過公差累積計(jì)算，天窗密封條和車頂開口區(qū)域幾乎沒有過盈量，天窗玻璃四周由天窗玻璃橡膠條密封，如果開口和天窗向相反的極端方向偏差，會(huì)導(dǎo)致密封不嚴(yán)的狀況。目前設(shè)計(jì)的裝配狀態(tài)不能夠滿足實(shí)際裝車要求，如果設(shè)置的公差要求太大，在極限偏差情況下，會(huì)出現(xiàn)車頂開口前邊緣與天窗密封條過盈量小，這需要通過裝配工藝來解決。

4 工藝優(yōu)化調(diào)整

基于現(xiàn)有的設(shè)計(jì)狀態(tài)，需要對(duì)內(nèi)藏滑動(dòng)式天窗的裝配工藝進(jìn)行調(diào)整，使天窗與車頂處于最優(yōu)的匹配狀態(tài)。

4.1 天窗玻璃裝配工藝X、Y向的調(diào)整

車身開口與天窗前邊緣縫隙問題需要從裝配工藝上進(jìn)行、、3個(gè)方向的優(yōu)化調(diào)整。首先進(jìn)行、方向調(diào)整，為了減少天窗玻璃和車身開口過盈量過大、過小或不均等問題，需要將天窗安裝到車身后重新進(jìn)行調(diào)整定位。具體步驟為：

（1）用設(shè)備將內(nèi)藏滑動(dòng)式天窗安裝到車頂，擰緊天窗導(dǎo)軌上的安裝螺栓，固定天窗總成，如圖5所示；

（2）松開天窗玻璃左右各3顆螺栓，開始調(diào)整天窗；

圖5 螺栓裝配到天窗導(dǎo)軌上

（3）在自然狀態(tài)下，在車內(nèi)手動(dòng)推天窗玻璃， 將玻璃調(diào)整到與車頂平行，天窗玻璃會(huì)在車身開口各方向的反作用力下，居中找到天窗在、方向的位置；

（4）確認(rèn)好天窗、向位置后，進(jìn)行螺栓預(yù)緊。

4.2 天窗玻璃裝配工藝Z向的調(diào)整

、向完成調(diào)整后，對(duì)向進(jìn)行調(diào)整，最佳調(diào)整方案同樣是手工調(diào)整。通常天窗玻璃比較寬大，需要以不同順序進(jìn)行調(diào)整，最后找到一個(gè)比較合適的調(diào)整順序。如圖6所示，有3組調(diào)整方案，第1組為1、2、3、4，第2組為1、3、2、4，第3組為1、4、3、2。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，第3組調(diào)整的速度和精度很高，最終確定天窗調(diào)整順序?yàn)?、4、3、2。

圖6 內(nèi)藏滑動(dòng)天窗玻璃調(diào)整順序（俯視圖）

將經(jīng)過裝配工藝調(diào)整的試驗(yàn)樣車在高環(huán)跑道進(jìn)行測試驗(yàn)證，當(dāng)車速為120 km/h時(shí)，沒有出現(xiàn)噪聲問題。在整車廠對(duì)內(nèi)藏滑動(dòng)式天窗玻璃進(jìn)行、、向調(diào)整裝配，能夠使天窗和車頂更好地 配合，避免裝配不當(dāng)產(chǎn)生噪聲問題。此安裝調(diào)整工藝應(yīng)用到轎車實(shí)際裝配中，沒有出現(xiàn)噪聲問題。

5 結(jié)束語

在某款轎車前期噪聲分析中，發(fā)現(xiàn)噪聲來自車頂開口前邊緣與天窗玻璃密封條配合處，通過調(diào)整天窗玻璃裝配工藝，最終解決了噪聲問題。新的天窗玻璃裝配工藝為類似天窗安裝問題提供了解決經(jīng)驗(yàn)，并已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。

[1]劉巖. 車輛噪聲與振動(dòng)控制[M]. 北京：中國鐵道出版社，2014.

[2]龐劍. 汽車噪聲與振動(dòng)—理論與應(yīng)用[M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社，2005.

2020-11-20

U463.91+9

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2021.02.011

1002-4581（2021）02-0036-03