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[摘 要]汽车天窗即作为通风、采光的汽车功能部件，同时也是直接能被客户感知的部件，汽车天窗的运行时平稳、安静能提高乘员的舒适性。本文从机理上对天窗打开、关闭过程中的密封条摩擦振动进行了分析，并提出了部分影响、控制因素。设计、开发及验证阶段注意这些因素，即可避免出现这样的问题，稳定天窗总成的质量
[关键词]汽车天窗；玻璃密封条；异响；单自由度
中图分类号：U572.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）20-0013-01
Analysis and Countermeasures of opening and closing abnormal sound of automobile skylight glass sealing strip
Li Hua
（R&D Centerof Great Motor Company，Automotive Engineering Technical Centerof HeBei， baoding 071000）
[Abstract] automotive skylight namely as ventilation， lighting features， but also directly can be customer perception of parts， automobile skylight runs smoothly， quiet can improve occupant comfort.Based on the mechanism of the skylight in the process of opening， closing seal friction vibration are analyzed， and put forward the part， the control factors.Design， development， and pay attention to these factors， validation stages can avoid this problem， a stable skylight assembly quality
[Key words]automobile skylight；Glass sealing strip；Sound；Single degree of freedom
引言
随着经济的发展，人们生活水平的不断提高，轿车已经走进千家万户，带电动天窗的轿车也越来越普遍。本文主要介绍一些电动天窗常见的故障现象及原因，对天窗的维护和保养具有借鉴意义。
一、电动天窗密封条功能要求
电动天窗主要由天窗骨架总成及天窗玻璃总成组成。电动天窗的功能要求有：1）天窗运行时平稳，无异常噪音及卡滞现象；2）实车安装到位天窗处于完全关闭状态时，四周密封条与车顶配合应均匀一致，无翘起、鼓包，天窗不能出现漏水现象。从提高汽车天窗质量和客户满意度的角度来看，一个重要途径是解决消除异常的运行声音。
天窗密封條引起的关闭异响为了保证天窗玻璃和车顶窗框间的防雨、防尘、防漏气等功能，并保持一定的美观功效，通常会在天窗玻璃外包覆密封条，通过密封条和车顶窗框之间一定的弹性压缩，以尽可能阻隔车外环境的风雨和灰尘从接口处进入。由于天窗在开启和关闭的动态过程中，密封条与车顶窗框间会发生相对运动，这种运动产生密封条的挤压和摩擦，当出现问题时就会产生异响。开启关闭天窗时，摩擦异响会直接影响客户对于车辆的感知质量。
二、天窗玻璃异响形式
汽车天窗的异响形式据汽车天窗的售后服务统计，在零公里时（即交付到主机厂整车装配时），一般分为两大类，一类是天窗在运行中与车体的碰撞异响，表现为前框架上马达启停切换时抖动撞击车顶或车辆行驶在坏路时遮阳板抖动等方面。另一类是天窗本身运行时的异响，表现为马达内部涡轮蜗杆运转不平稳、链条在导轨内移动中与孔壁的摩擦、滑块与导轨移动中的摩擦、运动部件在运动过程中存在碰撞等等形式。
三、产生异响的原因分析
汽车天窗及密封条结构汽车天窗安装于车顶与顶棚之间，车顶开有长方形孔，天窗框架由四周的螺栓固定于车顶四周，而玻璃正好嵌入车顶孔。
普通粘胶玻璃为例，天窗玻璃的基本结构由蓝色所示的玻璃、黑色所示的玻璃框架天窗运动位置图为表达密封条与车顶窗框接触面的受力状态，将的密封条视图及接触面旋转90。基部用M表示，其作用是用来连接天窗玻璃以及玻璃包边结构，同时也用来支撑顶部区域。连接部，即工区和II区，其作用就是把基部和顶部连接起来，顶部为窗框和密封条接触摩擦的部分，用m表示。顶部区域（阴影区）是和车顶窗框间配合，其表面会喷涂一层耐磨涂层或者作植绒处理，以提高其使用的耐久性和其它性能。
当力增大，一旦弹簧力超过最大静摩擦力，物体开始向左滑动，由于这时的动摩擦力小于最大静摩擦力，物体向左加速滑动，即使在弹簧伸长为0时，物体由于惯性而继续向左运动，弹簧压缩一定程度后物体静止，随即又开始向右运动，且当物体达到与传动带同速时与传动带一起运动。该运动也称为Stick一Sl印运动，即由物体与传动带之间的附着和滑动的反复作用而发生的振动。引起振动的根本原因是最大静摩擦力与动摩擦力的不相等，当然只有在物体与带的相对速度较低的条件下才能发生这种振动。
四、消除密封条异响的方法
密封条的涂层，密封条与车顶的静摩擦力与动摩擦力差异较大是引起装车后天窗开启、关闭运动中产生异响的主要原因，与车顶板金翻边接触的部位是玻璃密封条外层的涂层部分，因此，选择合适的涂层型号，以及控制良好的涂层质量，是解决异响的关键。
以实际案例来说：2012年初，某款新车型，在北京试车场和安亭试车场发现天窗起翘时玻璃前端密封条与车顶翻边摩擦异响，在200倍放大图下观察密封条表面情况发现，失效件涂层与基体间存在空洞，造成空洞处涂层厚度过薄（小于12um）。
并且由于存在空洞，涂层与基体附着力下降，与车顶翻边摩擦后，涂层变薄或脱落，板金与内部EPDM直接接触。
密封条表面有、无空洞对比图根据实验发现导致空洞产生的主要过程因素有：1.涂层喷涂前基材温度过高。建议范围为80—120℃。2.涂层喷涂雾化压力过大。建议范围为卜2bar。3.喷涂量过大，形成湿喷现象。4.基体表面的等离子处理不充分。从这些方面着手调整，最终密封条等离子处理后基体表面能>52达因，并且在200倍放大图下，每lmm长度内空洞数量小于等于2个，空洞间不连续，单个空洞最大尺寸<25um，基本可消除最终装车后的异响。其他的影响因素天窗密封条的运动可以看作是单自由度干摩擦系统，从简化模型来看，由质量块、弹簧、阻尼构成，因此在密封条的设计及验证过程中，可以通过调整密封条的材料、密度、弧顶结构来提高密封条的刚度，减少运动中的变形。同时也可以通过在密封条外部追加涂抹适合的润滑油、油脂来改变接触面摩擦系数及阻尼，来消除响声。
结论
汽车天窗即作为通风、采光的汽车功能部件，同时也是直接能被客户感知的部件，汽车天窗的运行时平稳、安静能提高乘员的舒适性 ，本文从机理上对天窗打开、关闭过程中的密封条摩擦振动进行了分析，并提出了部分影响、控制因素。设计、开发及验证阶段注意这些因素 ，即可避免出现这样的问题 ，稳定天窗总成的质量。
参考文献
[1] 李祎鋆.汽车天窗玻璃密封条开启、关闭异响问题的研究[J].汽车实用技术，2012，07：64-68.
[2] 吴彩霞.天窗玻璃密封条结构优化与故障解决[J].机械工程师，2014，04：237.
[关键词]汽车天窗；玻璃密封条；异响；单自由度
中图分类号：U572.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）20-0013-01
Analysis and Countermeasures of opening and closing abnormal sound of automobile skylight glass sealing strip
Li Hua
（R&D Centerof Great Motor Company，Automotive Engineering Technical Centerof HeBei， baoding 071000）
[Abstract] automotive skylight namely as ventilation， lighting features， but also directly can be customer perception of parts， automobile skylight runs smoothly， quiet can improve occupant comfort.Based on the mechanism of the skylight in the process of opening， closing seal friction vibration are analyzed， and put forward the part， the control factors.Design， development， and pay attention to these factors， validation stages can avoid this problem， a stable skylight assembly quality
[Key words]automobile skylight；Glass sealing strip；Sound；Single degree of freedom
引言
随着经济的发展，人们生活水平的不断提高，轿车已经走进千家万户，带电动天窗的轿车也越来越普遍。本文主要介绍一些电动天窗常见的故障现象及原因，对天窗的维护和保养具有借鉴意义。
一、电动天窗密封条功能要求
电动天窗主要由天窗骨架总成及天窗玻璃总成组成。电动天窗的功能要求有：1）天窗运行时平稳，无异常噪音及卡滞现象；2）实车安装到位天窗处于完全关闭状态时，四周密封条与车顶配合应均匀一致，无翘起、鼓包，天窗不能出现漏水现象。从提高汽车天窗质量和客户满意度的角度来看，一个重要途径是解决消除异常的运行声音。
天窗密封條引起的关闭异响为了保证天窗玻璃和车顶窗框间的防雨、防尘、防漏气等功能，并保持一定的美观功效，通常会在天窗玻璃外包覆密封条，通过密封条和车顶窗框之间一定的弹性压缩，以尽可能阻隔车外环境的风雨和灰尘从接口处进入。由于天窗在开启和关闭的动态过程中，密封条与车顶窗框间会发生相对运动，这种运动产生密封条的挤压和摩擦，当出现问题时就会产生异响。开启关闭天窗时，摩擦异响会直接影响客户对于车辆的感知质量。
二、天窗玻璃异响形式
汽车天窗的异响形式据汽车天窗的售后服务统计，在零公里时（即交付到主机厂整车装配时），一般分为两大类，一类是天窗在运行中与车体的碰撞异响，表现为前框架上马达启停切换时抖动撞击车顶或车辆行驶在坏路时遮阳板抖动等方面。另一类是天窗本身运行时的异响，表现为马达内部涡轮蜗杆运转不平稳、链条在导轨内移动中与孔壁的摩擦、滑块与导轨移动中的摩擦、运动部件在运动过程中存在碰撞等等形式。
三、产生异响的原因分析
汽车天窗及密封条结构汽车天窗安装于车顶与顶棚之间，车顶开有长方形孔，天窗框架由四周的螺栓固定于车顶四周，而玻璃正好嵌入车顶孔。
普通粘胶玻璃为例，天窗玻璃的基本结构由蓝色所示的玻璃、黑色所示的玻璃框架天窗运动位置图为表达密封条与车顶窗框接触面的受力状态，将的密封条视图及接触面旋转90。基部用M表示，其作用是用来连接天窗玻璃以及玻璃包边结构，同时也用来支撑顶部区域。连接部，即工区和II区，其作用就是把基部和顶部连接起来，顶部为窗框和密封条接触摩擦的部分，用m表示。顶部区域（阴影区）是和车顶窗框间配合，其表面会喷涂一层耐磨涂层或者作植绒处理，以提高其使用的耐久性和其它性能。
当力增大，一旦弹簧力超过最大静摩擦力，物体开始向左滑动，由于这时的动摩擦力小于最大静摩擦力，物体向左加速滑动，即使在弹簧伸长为0时，物体由于惯性而继续向左运动，弹簧压缩一定程度后物体静止，随即又开始向右运动，且当物体达到与传动带同速时与传动带一起运动。该运动也称为Stick一Sl印运动，即由物体与传动带之间的附着和滑动的反复作用而发生的振动。引起振动的根本原因是最大静摩擦力与动摩擦力的不相等，当然只有在物体与带的相对速度较低的条件下才能发生这种振动。
四、消除密封条异响的方法
密封条的涂层，密封条与车顶的静摩擦力与动摩擦力差异较大是引起装车后天窗开启、关闭运动中产生异响的主要原因，与车顶板金翻边接触的部位是玻璃密封条外层的涂层部分，因此，选择合适的涂层型号，以及控制良好的涂层质量，是解决异响的关键。
以实际案例来说：2012年初，某款新车型，在北京试车场和安亭试车场发现天窗起翘时玻璃前端密封条与车顶翻边摩擦异响，在200倍放大图下观察密封条表面情况发现，失效件涂层与基体间存在空洞，造成空洞处涂层厚度过薄（小于12um）。
并且由于存在空洞，涂层与基体附着力下降，与车顶翻边摩擦后，涂层变薄或脱落，板金与内部EPDM直接接触。
密封条表面有、无空洞对比图根据实验发现导致空洞产生的主要过程因素有：1.涂层喷涂前基材温度过高。建议范围为80—120℃。2.涂层喷涂雾化压力过大。建议范围为卜2bar。3.喷涂量过大，形成湿喷现象。4.基体表面的等离子处理不充分。从这些方面着手调整，最终密封条等离子处理后基体表面能>52达因，并且在200倍放大图下，每lmm长度内空洞数量小于等于2个，空洞间不连续，单个空洞最大尺寸<25um，基本可消除最终装车后的异响。其他的影响因素天窗密封条的运动可以看作是单自由度干摩擦系统，从简化模型来看，由质量块、弹簧、阻尼构成，因此在密封条的设计及验证过程中，可以通过调整密封条的材料、密度、弧顶结构来提高密封条的刚度，减少运动中的变形。同时也可以通过在密封条外部追加涂抹适合的润滑油、油脂来改变接触面摩擦系数及阻尼，来消除响声。
结论
汽车天窗即作为通风、采光的汽车功能部件，同时也是直接能被客户感知的部件，汽车天窗的运行时平稳、安静能提高乘员的舒适性 ，本文从机理上对天窗打开、关闭过程中的密封条摩擦振动进行了分析，并提出了部分影响、控制因素。设计、开发及验证阶段注意这些因素 ，即可避免出现这样的问题 ，稳定天窗总成的质量。
参考文献
[1] 李祎鋆.汽车天窗玻璃密封条开启、关闭异响问题的研究[J].汽车实用技术，2012，07：64-68.
[2] 吴彩霞.天窗玻璃密封条结构优化与故障解决[J].机械工程师，2014，04：237.