汽車天窗的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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1、學(xué)士學(xué)位論文 第1章 緒 論 1.1 引言 汽車天窗在國(guó)外有100多年的歷史，已成為汽車文化的一部分。汽車在行駛特別是長(zhǎng)途行駛的過(guò)程中，人們經(jīng)常會(huì)有疲勞或者困倦的感覺(jué),這實(shí)際上是因?yàn)榇竽X缺氧,有時(shí)候通過(guò)側(cè)窗進(jìn)行換氣，但是側(cè)窗打開(kāi)之后，吹到入們身上的是漩渦狀氣流，會(huì)覺(jué)得風(fēng)吹的很大,而且噪音、灰很大，同時(shí)有時(shí)會(huì)感覺(jué)到風(fēng)吹的肩膀者疇。通過(guò)天窗通風(fēng)會(huì)克服上述缺點(diǎn)。 開(kāi)車的人都知道，一輛車?yán)飻D的人越多，車內(nèi)的空氣就越渾濁。如果在車內(nèi)吸煙，車?yán)锞透菬熿F繚繞，車?yán)锏臍馕陡请y聞。為消除這些讓人感覺(jué)不舒服的味道，許多人選擇購(gòu)買(mǎi)車用香水，但這只能起到一定的除味效果。當(dāng)然，打開(kāi)側(cè)窗也

2、可起到換氣的作用，可車輛在運(yùn)行中打開(kāi)窗戶會(huì)產(chǎn)生很大的噪音，而且風(fēng)直接沖撞到司機(jī)降低舒適感，坐在后排座位的人也會(huì)被側(cè)窗的風(fēng)吹得睜不開(kāi)眼。 汽車在行駛過(guò)程中若經(jīng)常打開(kāi)窗戶，不僅影響車內(nèi)溫度，會(huì)帶進(jìn)大量灰塵及傳入車外噪聲，而且由于高速行駛形成的風(fēng)會(huì)直接沖撞到車內(nèi)的乘員，降低乘坐舒適度，因此現(xiàn)代汽車一般都關(guān)窗駕駛。對(duì)于車身密封性不良的汽車，雖然也能帶進(jìn)部分新鮮空氣，但由于不能人為地控制進(jìn)風(fēng)，進(jìn)風(fēng)量難以符合要求，而且進(jìn)風(fēng)部位是隨機(jī)的，往往帶進(jìn)大量灰塵、煙氣（發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣），污染車內(nèi)空氣。但若車內(nèi)無(wú)新鮮空氣補(bǔ)充，會(huì)使車內(nèi)空氣中二氧化碳含量增大、氧氣含量下降；車內(nèi)還會(huì)因抽煙、人體呼吸、食物及物品等使空氣氣味

3、不好，影響乘員身體健康；為了防止汽車前窗結(jié)霜凝霧，也需要引入新風(fēng)，需要有通風(fēng)裝置。 另外，通過(guò)天窗的玻璃可以自然采光，車室內(nèi)明亮并可以營(yíng)造浪漫的氣氛，并給喜歡高檔車的顧客帶來(lái)了滿足感。因此，加裝天窗既為汽車改善通風(fēng)狀況的有效方法。 1.2 天窗定義 天窗：是指安裝于汽車頂部、主體材料為玻璃的車身部件，并且該部件有一部分能夠由電機(jī)驅(qū)動(dòng)并通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將天窗玻璃沿滑槽前后移動(dòng)、傾斜啟閉，且能按要求停留在任意位置。 天窗分為固定式天窗也叫全景式天窗和活動(dòng)式天窗?；顒?dòng)天窗又分為手動(dòng)式玻璃天窗及電動(dòng)式玻璃天窗。 1.3 汽車天窗的發(fā)展?fàn)顩r 汽車天窗起源于20世紀(jì)初，最

4、早的出行時(shí)敞篷式布頂汽車，德國(guó)偉巴斯特公司在1932年生產(chǎn)出第一個(gè)功豪華汽車和公共汽車使用的折疊式的天窗，第一次將后加裝天窗推向舞臺(tái)。汽車本身的空間相對(duì)狹小、密封性較強(qiáng)，隨意，車內(nèi)空氣容易變得渾濁，盡管汽車本身都配備通風(fēng)系統(tǒng)，而且需要的時(shí)候還可以打開(kāi)車窗讓空氣流通?？墒?，行車時(shí)尤其是快速行駛時(shí)，開(kāi)側(cè)窗通風(fēng)不禁噪音大，而且灰塵多，因此，天窗這個(gè)時(shí)候就能顯示出其右實(shí)行了，安裝有天窗的汽車在行進(jìn)過(guò)程中開(kāi)啟天窗后，由于氣流的流動(dòng)原理，能過(guò)快速有效地使車廂內(nèi)的空氣和車外的新鮮空氣進(jìn)行交換，從而使汽車內(nèi)的含氧量大幅度增提高，無(wú)論時(shí)間是這還是乘客都不容易疲勞。另外，跟打開(kāi)側(cè)窗相比，開(kāi)啟天窗時(shí)，行駛中的造影相

5、對(duì)比較小，也增加了行車的舒適性。 中國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)汽車天窗的廠家少之又少，而對(duì)天窗的研發(fā)設(shè)計(jì)對(duì)于我國(guó)汽車零部件市場(chǎng)的發(fā)展有開(kāi)圖和推動(dòng)作用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在發(fā)達(dá)國(guó)家汽車天窗的普及率達(dá)50%，而在我國(guó)普及率僅為1%，差距較大。 世界上汽車天窗的著名生產(chǎn)廠家有德國(guó)尾巴斯特、德國(guó)奔馳、美國(guó)的ASC和荷蘭皇家汽車天窗公司。 出于成本及消費(fèi)者習(xí)慣的考慮，80％的原裝車都沒(méi)有安裝天窗，大多數(shù)的消費(fèi)者都是購(gòu)買(mǎi)天窗后再加裝以滿足要求，在美國(guó)每年有數(shù)萬(wàn)輛的家用轎車進(jìn)行后安裝天窗，在韓國(guó)也有數(shù)萬(wàn)輛以上，而中國(guó)現(xiàn)有原裝天窗的汽車還不帶汽車生產(chǎn)總量的1％。現(xiàn)在各個(gè)城市的私家車擁有量每年還在快速遞增，但帶天窗的的轎車

6、卻少之又少，這個(gè)天窗市場(chǎng)提供了廣闊的空間。 天窗發(fā)展時(shí)至今日，其類型也愈來(lái)愈多，按照操作方式一般分為手動(dòng)旋轉(zhuǎn)式、手動(dòng)上推式、電子按鍵式；按照開(kāi)啟狀態(tài)又分為外掀式和內(nèi)藏式。外掀式的手動(dòng)天窗多用于經(jīng)濟(jì)型轎車，而內(nèi)藏式的電動(dòng)車窗則多用于商務(wù)車、高檔車。我設(shè)計(jì)的汽車天窗是內(nèi)藏式的天窗加上手動(dòng)的擋光板，結(jié)果相對(duì)簡(jiǎn)單低價(jià)，而且方便使用，可靠性穩(wěn)定。 1.4 汽車天窗的作用 (1) 汽車活動(dòng)天窗是汽車乘坐室與外界的空氣直接交換通道，是改善汽車內(nèi)部溫度和空氣質(zhì)量的一種方法，而汽車內(nèi)部溫度和空氣質(zhì)量對(duì)駕乘人員在長(zhǎng)時(shí)間駕駛車輛過(guò)程當(dāng)中的舒適感以及駕駛安全性有著較大的影響。打開(kāi)天窗，使車內(nèi)空氣

7、循環(huán)，使汽車內(nèi)部可以保持新鮮的空氣，可以排出煙味、酒味、霉味等，消除暖風(fēng)空調(diào)的不適感，減小駕乘人員因空氣混濁所引起的昏睡感，增加汽車乘坐舒適度，減少司機(jī)的疲勞感并可以預(yù)防交通事故。 (2) 在濕度高的天氣和寒冷的季節(jié)可以防止玻璃上的濕氣。 (3) 悶熱的夏天，長(zhǎng)時(shí)間停車再啟動(dòng)時(shí)，打開(kāi)天窗可盡快排出熱空氣，降低車內(nèi)溫度。 (4) 天窗本身配有的頂蓋支架增加了車內(nèi)的安全性，發(fā)生交通事故時(shí)天窗也可以用作緊急出口。在野外攝影、打獵時(shí)天窗起著同樣方便的作用。[6] 1.5 Inventor簡(jiǎn)介 Inventor美國(guó)Autodesk公司推出的一款三維可視化實(shí)體模擬

8、軟件Autodesk; Inventor Professional（AIP），目前已推出最新版本AIP2011。Autodesk Inventor Professional包括Autodesk Inventor;三維設(shè)計(jì)軟件；還加入了用于纜線和束線設(shè)計(jì)、管道設(shè)計(jì)及PCB IDF文件輸入的專業(yè)功能模塊，并加入了由業(yè)界領(lǐng)先的ANSYS ;技術(shù)支持的FEA功能，可以直接在Autodesk Inventor軟件中進(jìn)行應(yīng)力分析。在此基礎(chǔ)上，集成的數(shù)據(jù)管理軟件; Vault用于安全地管理進(jìn)展中的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。由于Autodesk Inventor Professional集所有這些產(chǎn)品于一體，因此提供了一個(gè)

9、無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的二維到三維轉(zhuǎn)換路徑?，F(xiàn)在，您能以自己的進(jìn)度轉(zhuǎn)換到三維，保護(hù)現(xiàn)在的二維圖形和知識(shí)投資，并且清楚地知道自己在使用目前市場(chǎng)上DWG兼容性最強(qiáng)的平臺(tái)。 Inventor 軟件是一套全面的設(shè)計(jì)工具，用于創(chuàng)建和驗(yàn)證完整的數(shù)字樣機(jī)；幫助制造商減少物理樣機(jī)投入，以更快的速度將更多的創(chuàng)新產(chǎn)品推向市場(chǎng)。 Autodesk Inventor 產(chǎn)品系列正在改變傳統(tǒng)的 CAD 工作流程：因?yàn)楹?jiǎn)化了復(fù)雜三維模型的創(chuàng)建，工程師即可專注于設(shè)計(jì)的功能實(shí)現(xiàn)。通過(guò)快速創(chuàng)建數(shù)字樣機(jī)，并利用數(shù)字樣機(jī)來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的功能，工程師即可在投產(chǎn)前更容易發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤。Inventor 能夠加速概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品制造的整個(gè)

10、流程，并憑借著這一創(chuàng)新方法，連續(xù) 7 年銷量居同類產(chǎn)品之首。 Inventor Professional 軟件支持設(shè)計(jì)人員在三維設(shè)計(jì)環(huán)境中重復(fù)使用其現(xiàn)有的 DWG 資源，體驗(yàn)數(shù)字樣機(jī)帶來(lái)的便利。Inventor 可以直接讀寫(xiě) DWG 文件，而無(wú)需轉(zhuǎn)換文件格式；利用寶貴的DWG資源來(lái)創(chuàng)建三維零件模型，這是一種前所未有的體驗(yàn)。Autodesk reg; Inventor Professional 軟件中不僅包含豐富的工具，可以輕松完成三維設(shè)計(jì)，還可以與其他廠商的制造業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)良好的數(shù)據(jù)交互，從而簡(jiǎn)化客戶與其他公司的協(xié)作。 Inventor Professional 提供了一套全面、集成

11、的設(shè)計(jì)工具，可用于創(chuàng)建完整的數(shù)字樣機(jī)，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的外型、結(jié)構(gòu)和功能。Inventor 創(chuàng)建的模型是一種精確的三維數(shù)字樣機(jī)，支持用戶在工作過(guò)程中驗(yàn)證設(shè)計(jì)和工程數(shù)據(jù)，盡量減少對(duì)于物理樣機(jī)的依賴，這將減少進(jìn)入制造環(huán)節(jié)后代價(jià)高昂的原型設(shè)計(jì)變更。 Inventor Professional 軟件融合了直觀的三維建模環(huán)境與功能設(shè)計(jì)工具。前者用于創(chuàng)建 零件和裝配模型，后者支持工程師專注于設(shè)計(jì)中的功能實(shí)現(xiàn)，并能創(chuàng)建智能零部件，如鋼結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、管路、電纜和線束等。 在投產(chǎn)前為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)的結(jié)果，往往需要花費(fèi)高昂代價(jià)。而Inventor則具有內(nèi)嵌的、易于使用的運(yùn)動(dòng)仿真和應(yīng)力分析功能，工程師可以在機(jī)器投產(chǎn)

12、前，利用這些功能和數(shù)字樣機(jī)來(lái)優(yōu)化、預(yù)測(cè)機(jī)器在未來(lái)的實(shí)際工作情況?！　? 　　利用已驗(yàn)證的三維數(shù)字樣機(jī)來(lái)生成制造文檔，有助于在加工前減少錯(cuò)誤和相關(guān)的 ECO（工程變更單）。Inventor 可快速、精確地從三維模型中生成工程圖。Inventor Professional 包含了Mechanical軟件，這是工程師從事高效二維機(jī)械繪圖的最佳選擇。 　　Inventor Professional與Autodesk 數(shù)據(jù)管理軟件的密切集成，有利于高效安全地交流設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，便于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)與制造團(tuán)隊(duì)及早開(kāi)展協(xié)作。各個(gè)團(tuán)隊(duì)都可以利用免費(fèi)的Design Review軟件（評(píng)審、測(cè)量、標(biāo)記和跟蹤設(shè)計(jì)）來(lái)管理和跟

13、蹤數(shù)字樣機(jī)中的所有零部件，從而更好地重復(fù)利用關(guān)鍵的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、管理物料清單（BOM表），加強(qiáng)與其他團(tuán)隊(duì)及合作伙伴之間的協(xié)作。 Autodesk推出了不同的產(chǎn)品配置，以滿足客戶具體的功能要求。沒(méi)有一家公司能夠比Autodesk更竭盡全力地幫助設(shè)計(jì)師們進(jìn)行創(chuàng)新，并以更低的成本將更好的產(chǎn)品更快地投入市場(chǎng) 　　Autodesk Inventor 中包含從數(shù)字樣機(jī)中生成工程設(shè)計(jì)和制造文檔的全套工具。這些工具可減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，縮短設(shè)計(jì)交付時(shí)間。 　　Inventor 中的自動(dòng)創(chuàng)建視圖功能和繪圖工具將工程圖的繪制效率提高到了新的水平。 此外，Inventor 還支持所有主流的繪圖標(biāo)準(zhǔn)，與三維模型的完全

14、關(guān)聯(lián)（在出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更時(shí)，工程圖將同步更新），以及 DWG 輸出格式，因此是創(chuàng)建和共享 DWG 工程圖的理想選擇。 與傳統(tǒng)的二維制圖方法相比，可大幅減少工程圖的創(chuàng)建時(shí)間。自動(dòng)制圖功能可以幫助用戶： 　　在工程圖中創(chuàng)建所需各種視圖，包括前視圖、側(cè)視圖、等軸測(cè)視圖、局部視圖、剖視圖和輔助視圖等，可以通過(guò)選項(xiàng)控制視圖中隱藏線的顯示方式。 　　通過(guò)從三維模型中檢索尺寸，放置到工程圖中（包括等軸測(cè)視圖尺寸），同時(shí)在三維模型發(fā)生變更時(shí)尺寸自動(dòng)更新。使用一套全面的尺寸、標(biāo)注和工程圖符號(hào)，快速靈活地完成工程圖的創(chuàng)建。創(chuàng)建位置視圖，以說(shuō)明裝配的不同工作狀態(tài)。支持的工程圖標(biāo)準(zhǔn)有：ANSI、BSI、DIN、ES

15、KD、GB、ISO 和 JIS 等。[12] 1.6 課題研究的目的和意義 作為機(jī)械、電子等多種科學(xué)發(fā)展的重要成果，汽車早已成為人類現(xiàn)代生活中 不可缺少的重要做成部分，多年來(lái)，汽車生產(chǎn)制造也一直在迅速的發(fā)展，當(dāng)全球范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)一體化的趨勢(shì)有加速了這一發(fā)展速度，而傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)和制造方式早已滿足不了生產(chǎn)發(fā)展的需要，Inventor技術(shù)的發(fā)展正是應(yīng)了這種客觀實(shí)際的要求Inventor技術(shù)可以顯著的提高汽車產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造效率，提高設(shè)計(jì)制造的質(zhì)量，減少產(chǎn)品修改時(shí)間，從而大大速度按了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品試制、試驗(yàn)到產(chǎn)品生產(chǎn)的整個(gè)周期。 在我國(guó)加入WTO后，國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)面臨著很大的沖擊，同時(shí)也給

16、汽車發(fā)展提供了很好的機(jī)遇。所以我國(guó)今后汽車工業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)將逐步轉(zhuǎn)向主要是獨(dú)立自主的汽車和汽車零部件隨著國(guó)內(nèi)汽車廠家越來(lái)越看重市場(chǎng)需求，許多中檔轎車甚至經(jīng)濟(jì)型家用轎車也紛紛將天窗總以為表追設(shè)備，在保證安全白的前提下，它成為越來(lái)越多車主的能過(guò)享受的便利設(shè)備。汽車天窗改變了傳統(tǒng)的換氣形式，風(fēng)吹進(jìn)變?yōu)榭諝獬槌鋈?。汽車高速行駛時(shí)，空氣分別從車的四周快速流過(guò)，再打開(kāi)的天窗的外面形成負(fù)壓區(qū)，將車內(nèi)污濁的空氣抽出，達(dá)到換氣的目的。使用天窗除霧更快捷。夏天雨季雨水勤、濕度大、車內(nèi)外溫差大。前擋風(fēng)玻璃容易形成霧氣。打開(kāi)車頂天窗至通風(fēng)位置，可以輕易消除前擋風(fēng)玻璃的霧氣，保證行車安全。使用天窗換氣，既不必?fù)?dān)心車外惡劣

17、臟污的環(huán)境，也不必?fù)?dān)心與雨水吹進(jìn)車內(nèi)。使用天窗還有節(jié)能的功效，在太陽(yáng)的暴曬下1小時(shí)，車內(nèi)的溫度就可以輕易的達(dá)到70℃。打開(kāi)天窗。利用負(fù)壓抽出燥熱的空氣換氣降溫，比使用汽車空調(diào)降溫的速度快2—3倍，還能節(jié)省下使用開(kāi)車內(nèi)空調(diào)帶來(lái)的能源消耗，在節(jié)能的同時(shí)還做到了減少二氧化碳以及有害氣體的排放。 八十年代中后期開(kāi)始，我國(guó)部分大型汽車企業(yè)研究中心為提高汽車設(shè)計(jì)水平，提高生產(chǎn)效率，縮短和西方發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，開(kāi)始從國(guó)外引進(jìn)早期的CAD軟件等。該軟件的使用是設(shè)計(jì)人員開(kāi)始擺脫了沿襲了幾十年的圖版繪圖的習(xí)慣，該軟件基于LINUX操作系統(tǒng)，運(yùn)行速度快，圖形處理能力強(qiáng)，但同時(shí)因?yàn)樵缙诘腃AD系統(tǒng)都是建立在大型工

18、作站基礎(chǔ)上，因此價(jià)格昂貴，數(shù)量不多，應(yīng)用的場(chǎng)合少，而且該軟件的使用復(fù)雜，對(duì)技術(shù)人員要求較高，所以不適合大量推廣。而就是年代初，隨著美國(guó)Autodesk公司的AutoCAD軟件的引進(jìn)，由于該軟件界面友好，簡(jiǎn)單易學(xué)，功能強(qiáng)大，逐漸成為現(xiàn)今汽車行業(yè)設(shè)計(jì)軟件的主流。Inventor軟件是美國(guó)Autodesk公司推出的一款三維可視化實(shí)體模擬軟件。它的引進(jìn)給汽車設(shè)計(jì)帶來(lái)了新鮮血液，和現(xiàn)有的大多數(shù)三維繪圖軟件先比Inventor軟件功能更加的強(qiáng)大、使用更加的方便。設(shè)計(jì)者可根據(jù)設(shè)計(jì)構(gòu)思和設(shè)計(jì)要求直接進(jìn)行產(chǎn)品的三維幾何造型。及概念設(shè)計(jì)，并可以對(duì)模型進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)、縮放以及從不同的視角觀察三維設(shè)計(jì)效果，這完全可以

19、避免因空間想象錯(cuò)誤而造成產(chǎn)品設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。 國(guó)外的天窗生產(chǎn)已形成一定的規(guī)模，而國(guó)內(nèi)專門(mén)生產(chǎn)天窗的廠家少之又少，據(jù)統(tǒng)計(jì)，按照每個(gè)天窗投資成本3000—5000計(jì)算，一年會(huì)生產(chǎn)3000—5000萬(wàn)元的市場(chǎng)份額，因此利用Inventor對(duì)天窗進(jìn)行設(shè)計(jì)對(duì)于開(kāi)拓我國(guó)汽車零部件生產(chǎn)市場(chǎng)有著重要意義。 在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上，選擇有力的運(yùn)行機(jī)制，標(biāo)準(zhǔn)化的汽車零部件，對(duì)我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展有著重要的借鑒意義。[12] 第2章 天窗結(jié)構(gòu)及性能要求 2.1 天窗工作原理 天窗裝置是利用流體力學(xué)的原理，將車內(nèi)的混濁氣體“抽”出，使空氣得到充分的交換。 在流體力學(xué)研究領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)證明在流速高的情況下流

20、體對(duì)管壁的壓力小，在流速低的情況下流體對(duì)管壁的壓力大。汽車在高速行駛情況下，由于汽車頂蓋都具有一定的弧度，因此，外部氣流在流經(jīng)汽車頂蓋時(shí)速度會(huì)很高，外部空氣對(duì)汽車頂蓋的壓力小于車內(nèi)空氣對(duì)汽車頂蓋的壓力，車內(nèi)空氣向車外流動(dòng)，壓力變小，外部新鮮空氣補(bǔ)充進(jìn)車內(nèi)，這樣，車內(nèi)空氣得到循環(huán)，汽車內(nèi)部就可以保持新鮮的空氣。[1] 2.2 天窗的種類及特點(diǎn) 2.2.1 汽車天窗種類 表2.1 汽車天窗種類 天窗 固定式玻璃天窗 活動(dòng)式玻璃天窗 滑簾式天窗 手動(dòng)式玻璃天窗 電動(dòng)式玻璃天窗 上推式天窗 推拉式天窗 外滑式天窗 內(nèi)滑式天窗 注：1. 固定式玻璃天窗也就是玻璃頂棚，不可活動(dòng)

21、，不減弱甚至?xí)訌?qiáng)整車強(qiáng)度及剛度。 2. 滑簾式天窗主體材料為可折疊的軟簾，軟簾沿滑槽前后移動(dòng)、啟閉，且能按要求停留在任意位置。 2.2.2 汽車天窗特點(diǎn) 表2.2 天窗類型 種類 特點(diǎn) 上推式天窗 天窗不能移動(dòng)，可繞前端轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)翹起一定角度，安裝方便，操作簡(jiǎn)單，天窗玻璃可拆卸，車內(nèi)頭頂空間損失小 推拉式天窗 天窗能向后移動(dòng)，操作簡(jiǎn)單方便，開(kāi)度大，車內(nèi)頭頂空間損失小 表2.3 天窗特點(diǎn) 型式 外滑式 內(nèi)滑式 特點(diǎn) 1.天窗玻璃受到空氣阻力幫助開(kāi)啟更為便捷。 2.天窗安裝更為容易。 1.車輛在高速行駛中不會(huì)受到外界風(fēng)流沖擊的影響。 2.天窗在關(guān)閉狀態(tài)下，其

22、后側(cè)仍然能夠抬起一定間隙，同樣自然循環(huán)車內(nèi)空氣。 3.在天窗玻璃關(guān)閉時(shí)仍然可以通過(guò)遮陽(yáng)板來(lái)遮避太陽(yáng)光的照射。 運(yùn)動(dòng)及位置 天窗玻璃從關(guān)閉位置傾斜開(kāi)啟一個(gè)角度，然后在頂蓋上部（外側(cè)）保持傾斜狀態(tài)向后滑動(dòng)打開(kāi)。 天窗玻璃從關(guān)閉位置傾斜開(kāi)啟一個(gè)角度，然后回到關(guān)閉位置，并在頂蓋下部（內(nèi)側(cè)）向后滑動(dòng)打開(kāi)。 開(kāi)度 a. 傾斜高度 b. 向后滑 ≈40～60mm ≈60﹪的玻璃寬度 ≈40～50mm ≈100﹪的玻璃寬度 電機(jī)位置 前置 前置或后置 車體結(jié)構(gòu) 頂蓋外板開(kāi)孔 頂蓋外板開(kāi)孔、折邊焊加強(qiáng)框 結(jié)構(gòu)與安裝 天窗上的螺釘應(yīng)緊固，無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象；滑槽內(nèi)的運(yùn)

23、動(dòng)件應(yīng)移動(dòng)順暢，無(wú)卡滯現(xiàn)象和異常噪聲；遮陽(yáng)簾在天窗上應(yīng)安裝到位，且操作靈活，便于拆卸。 車內(nèi)頭頂空間損失 ≈35～45mm ≈50～60mm 安裝布置空間要求 安裝布置范圍小，用于車身頂蓋長(zhǎng)度尺寸 安裝布置要求空間較大，用于車身尺寸相對(duì)較大的車型 設(shè)計(jì)制造 投資少，開(kāi)發(fā)制造周期短（1年左右），產(chǎn)品有一定的通用性（在后加裝中可用于多種相近的車型） 為某一種車型單獨(dú)設(shè)計(jì)和制造，高投入，需2～3年的開(kāi)發(fā)制造周期 費(fèi)用情況 投入少，產(chǎn)量小，單價(jià)相對(duì)高 投入大，產(chǎn)量高，單價(jià)相對(duì)低 應(yīng)用范圍 1.在后加裝天窗時(shí)使用，可用于車身頂蓋曲面及結(jié)構(gòu)相接近的多種車型上； 2.經(jīng)過(guò)適

24、當(dāng)?shù)墓に嚫倪M(jìn)，也可以在車身尺寸較小的原廠車型上使用 應(yīng)用于原廠生產(chǎn)的車型，單獨(dú)為該原廠車型設(shè)計(jì)和制造，不能與其他車型匹配 2.2.3 汽車天窗各組成零部件執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) GB/T 2828 逐批檢查技術(shù)抽樣程序及抽樣表 QC/T 625 汽車用涂鍍層和化學(xué)處理層 GB/T 17340 汽車安全玻璃的尺寸、形狀、外觀 GB 9656 汽車用安全玻璃 GB/T 12421 客車門(mén)窗用橡膠密封條 QC/T 413 汽車電器設(shè) 備基本技術(shù)條件[6] 2.3 天窗的結(jié)構(gòu)型式 2.3.1 天窗的結(jié)構(gòu)

25、 （1）夾緊式結(jié)構(gòu) 天窗分為天窗總成單元及安裝固定框兩部分，分別位于車身頂蓋的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，通過(guò)緊固件使這兩部分閉合并同時(shí)夾住車身頂蓋的安裝固定方式為夾緊式結(jié)構(gòu)。 （2）懸掛式結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)的天窗需要為其專門(mén)設(shè)計(jì)車身頂蓋，頂蓋要有一個(gè)翻邊孔；同時(shí)另需設(shè)計(jì)一個(gè)頂蓋加強(qiáng)件（沖壓件），并與車身頂蓋的翻邊孔焊接在一起。天窗總成作為一個(gè)整體，通過(guò)緊固件懸掛固定在加強(qiáng)件上。 表2.4 天窗夾緊式與懸掛式結(jié)構(gòu)的比較 型式 夾緊式 懸掛式 外觀 天窗玻璃高于車身頂蓋 與車身頂蓋保持平整 安裝方式 1.天窗總成在上部； 2.安裝固定框在下部； 3.車身頂蓋在中間。 從頂蓋下部（車內(nèi)）

26、向上安裝；緊固件螺母焊接在頂蓋加強(qiáng)件上，通過(guò)螺栓從下部將天窗與加強(qiáng)件固定在一起 密封 天窗與車頂間由密封條強(qiáng)制密封，天窗玻璃與開(kāi)口框架處由密封條強(qiáng)制密封 玻璃周邊密封條與車頂翻邊配合，密封條有一定的壓縮量，起到密封作用。 排水系統(tǒng) 不需要，天窗與車身強(qiáng)制密封，雨水無(wú)法進(jìn)入車身 需要。天窗及車身結(jié)構(gòu)中需要一套排水系統(tǒng)將滲入天窗內(nèi)部的雨水排到車身外部 車身頂蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在車身頂蓋上設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的沖切孔，不需要加強(qiáng)件 需要在車身頂蓋上設(shè)計(jì)一個(gè)翻邊孔，另外需要設(shè)計(jì)一個(gè)加強(qiáng)件，并與頂蓋孔的翻邊焊接在一起 車身的制造 僅需另外制造一副頂蓋沖孔模；制造精度要求相對(duì)低

27、 1.在頂蓋制造上另外需要多副模具，如頂蓋沖孔落料、翻邊、整形等； 2.需要一套模具制造加強(qiáng)框； 3.需要定位及焊接工裝將加強(qiáng)框與頂蓋焊接。制造過(guò)程復(fù)雜，精度要求較高（天窗的密封性能以及與頂蓋的外觀配合受尺寸精度的影響較大）；輔助工裝要求高（如定位夾具、檢具等） 車身制造周期及費(fèi)用 車身制造周期較短，費(fèi)用相對(duì)較低 車身制造周期較長(zhǎng)，費(fèi)用相對(duì)較高 2.3.2 天窗的密封（排水）方式 （1)主動(dòng)式密封方式 通過(guò)天窗與頂蓋之間的密封，以及天窗玻璃與天窗開(kāi)口處密封條的密封，阻止灰塵及雨水等進(jìn)入天窗及車身內(nèi)部。 （2)被動(dòng)式密封（排水）方式 通過(guò)天窗玻

28、璃周邊的密封條與車頂翻邊的密封結(jié)合，阻止灰塵及大部分雨水；同時(shí)，天窗總成內(nèi)部需要設(shè)計(jì)有流水槽及排水導(dǎo)管接頭，將少量從玻璃密封條與車頂接合處滲入的雨水排到車身外部。 在天窗總成內(nèi)部框架的4個(gè)拐角處各設(shè)計(jì)一個(gè)排水導(dǎo)管接頭，排水導(dǎo)管接頭連通流水槽并外接排水導(dǎo)管，前部的排水導(dǎo)管通過(guò)車身A柱，后部的排水導(dǎo)管通過(guò)車身C柱或D柱，將雨水導(dǎo)出車身。[6] 2.4 天窗的性能要求 作為整車的一個(gè)功能性部件，天窗除應(yīng)滿足整車常規(guī)要求，如安全性、可靠性、耐久性以及舒適性等，還要有自身的一些特點(diǎn)，因此，天窗應(yīng)滿足以下方面要求： 2.4.1 安全性 表2.5 天窗系統(tǒng)應(yīng)滿足下表所列的各項(xiàng)要求

29、 要求 型式 外滑式 內(nèi)滑式 系統(tǒng)的強(qiáng)度（關(guān)閉位置） 500N向上沖擊力 天窗保持正常的功能 1800N向上沖擊力 天窗玻璃不能破碎，并與天窗總成框架連接牢固 >1800N向上沖擊力 天窗玻璃在與窗總成框架連接失效前，首先粉碎 在開(kāi)啟位置玻璃受垂直載荷的位移 在玻璃后端中點(diǎn)施加220N的垂直載荷（上或下） <10mm <25mm 系統(tǒng)可靠性 關(guān)閉位置承受890N向下均勻載荷 保持原有各項(xiàng)性能 電機(jī)被堵轉(zhuǎn)運(yùn)行1h后 電機(jī)保持原有各項(xiàng)性能，并且不能有過(guò)熱、冒煙或產(chǎn)生異味的現(xiàn)象 在玻璃角度完全開(kāi)啟位置，承受450N的側(cè)向力 系統(tǒng)不能有物理?yè)p壞及功能失效 在玻

30、璃角度完全開(kāi)啟位置，承受450N垂直載荷（上或下） 系統(tǒng)不能有物理?yè)p壞及功能失效 玻璃開(kāi)度為25mm時(shí)，在前部承受680N的向后推力 系統(tǒng)不能損壞，玻璃后移量<10mm 2.4.2 性能要求 表2.6 性能要求 外觀要求 1天窗的金屬件必須經(jīng)過(guò)防腐蝕處理，或使用具有防腐蝕性的材料制造。 2天窗的塑料件表面應(yīng)光滑平整、無(wú)氣泡，無(wú)影響使用的變形。 3 天窗金屬零件的涂鍍層和化學(xué)處理層應(yīng)符合QC/T 625中相關(guān)條款的有關(guān)規(guī)定。 4 天窗的玻璃表面應(yīng)符合GB/T 17340中6有關(guān)前風(fēng)窗以外玻璃規(guī)定，其余性能符合《GB 9656 汽車用安全玻璃》的規(guī)定。 5 天窗密封條的表面質(zhì)

31、量和性能要求應(yīng)符合GB/T 12421規(guī)定。 性能要求 1基本性能 （1）工作電壓 天窗在11V～15V電壓下應(yīng)運(yùn)行平穩(wěn)，不允許有異常噪聲和卡滯現(xiàn)象。 （2）電流特性 天窗的工作電流不大于3.2 A，堵轉(zhuǎn)電流小于15A，防夾電流不大于5A。 2 密封性 在一定的實(shí)驗(yàn)條件下，天窗的玻璃與框架之間的防水密封性好，不允許有滲漏現(xiàn)象。 3 耐振性 天窗經(jīng)QC/T413規(guī)定的掃頻振動(dòng)試驗(yàn)后符合第1條的規(guī)定。 4 耐久性 天窗應(yīng)能經(jīng)受15000次的工作循環(huán)，試驗(yàn)后的基本性能應(yīng)符合第1條的規(guī)定。 5 耐溫性 天窗應(yīng)能在-30℃～85℃的環(huán)境溫度范圍內(nèi)工作，經(jīng)高低溫試驗(yàn)后應(yīng)符合第1

32、條的規(guī)定。 6 耐濕熱性 天窗應(yīng)能經(jīng)受耐濕熱試驗(yàn)，試驗(yàn)后應(yīng)符合第1條的規(guī)定。 7 安全性 天窗應(yīng)具有防夾保護(hù)功能，當(dāng)關(guān)閉天窗時(shí)，如遇到障礙物，天窗能自動(dòng)運(yùn)行開(kāi)啟至極限位置。 8 防盜性 天窗應(yīng)具有自動(dòng)關(guān)閉功能。當(dāng)車鑰匙打到OFF位時(shí)，如果此時(shí)天窗不在關(guān)閉的位置，10秒后會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。 實(shí)驗(yàn)方法 1試驗(yàn)條件及設(shè)備 （1）試驗(yàn)電源采用足夠容量的直流穩(wěn)壓電源。 （2）試驗(yàn)電壓為（120.3）V，接線電阻為（0.250.02）Ω。 （3）環(huán)境溫度為（5～40）℃。 （4）天窗的各項(xiàng)試驗(yàn)可在模擬狀態(tài)下進(jìn)行。 （5）耐久性試驗(yàn)的一個(gè)工作循環(huán)為30秒。天窗玻璃開(kāi)啟至極限位置，斷電10

33、秒，然后再通電使玻璃關(guān)閉至最終位置，斷電10秒。 2外觀檢查 3基本性能試驗(yàn) a) 工作電壓的試驗(yàn) 將天窗分別接入11V～15V的兩個(gè)電壓，各運(yùn)行兩個(gè)工作循環(huán)。運(yùn)行效果應(yīng)符合基本性能要求中的規(guī)定。 b) 電流測(cè)量 當(dāng)天窗在試驗(yàn)電壓下，用電流表測(cè)量天窗運(yùn)行的工作電流，然后將玻璃開(kāi)啟到極限位置時(shí)，使電機(jī)堵轉(zhuǎn)，測(cè)量其堵轉(zhuǎn)電流；用同樣的方法測(cè)量天窗玻璃關(guān)閉時(shí)的工作電流及堵轉(zhuǎn)電流。檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合基本性能要求中相應(yīng)的規(guī)定。 4密封性試驗(yàn) 將天窗安裝在噴淋試驗(yàn)裝置（保證天窗上淋到的水均勻，不得有死區(qū)存在），噴頭出水口離天窗距離約為700mm，噴嘴的噴射壓力為69~147kpa，降雨強(qiáng)度為4～

34、6mm/min試驗(yàn)條件下，噴嘴的軸線與車輛基準(zhǔn)Z平面垂直，噴嘴朝向車體，使天窗淋雨15min。觀察試驗(yàn)效果，不允許有滲漏現(xiàn)象。 5耐振性試驗(yàn) 在QC/T413規(guī)定的掃頻振動(dòng)試驗(yàn)條件下進(jìn)行掃頻振動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)后符合基本性能要求中的規(guī)定。 6耐久性試驗(yàn) 天窗在試驗(yàn)電壓下，按如下規(guī)定的試驗(yàn)溫度在試驗(yàn)裝置上進(jìn)行耐久性試驗(yàn)，試驗(yàn)后按基本性能要求檢驗(yàn)天窗的基本性能，按密封性要求檢查天窗的密封性。 環(huán)境溫度 ：5000個(gè)工作循環(huán)；–20℃：2000個(gè)工作循環(huán)； +70℃：3000個(gè)工作循環(huán)； 環(huán)境溫度： 5000個(gè)工作循環(huán)； 7耐溫試驗(yàn) 7.1天窗放入室溫開(kāi)始的低溫箱中，達(dá)到（–303）℃的

35、低溫并保持2h后，自低溫箱中取出10min內(nèi)完成產(chǎn)品性能測(cè)試，試驗(yàn)后應(yīng)符合基本性能要求中的規(guī)定。 7.2天窗放入室溫開(kāi)始的高溫箱中，達(dá)到（851）℃溫度后再保持2h，自高溫箱中取出2min內(nèi)完成產(chǎn)品性能測(cè)試，試驗(yàn)后應(yīng)符合基本性能要求中的規(guī)定。 8恒定濕熱試驗(yàn) 天窗放入恒定濕熱試驗(yàn)箱。調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱，使溫度為（402）℃，相對(duì)濕度90%～95%（先調(diào)節(jié)溫度，當(dāng)達(dá)到溫度后再加濕），連續(xù)保持24h，取出在正常大氣下放置1～2h，應(yīng)符合基本性能要求中規(guī)定。 9安全性試驗(yàn) 將天窗按實(shí)際使用狀態(tài)安裝，并使天窗按自動(dòng)工作方式開(kāi)啟至極限位置，然后在其關(guān)閉的過(guò)程中，設(shè)置一障礙物，以阻止玻璃繼續(xù)運(yùn)行。此時(shí)測(cè)

36、得最大電流值不得大于基本性能要求中的相關(guān)項(xiàng)目所規(guī)定的值。（此項(xiàng)僅適用于防夾方式）防盜性 將天窗按實(shí)際使用狀態(tài)安裝，并使天窗按自動(dòng)工作方式開(kāi)啟一定位置，然后將車鑰匙打倒OFF位，等待10秒后，天窗自動(dòng)運(yùn)行至關(guān)閉位置。 11噪聲檢驗(yàn) 將天窗放在噪聲測(cè)試房?jī)?nèi)，噪音測(cè)試房?jī)?nèi)本底噪聲應(yīng)小于20dB，測(cè)試天窗運(yùn)行一個(gè)周期的噪聲應(yīng)≤ 70 dB。 2.4.3 天窗玻璃的光學(xué)性能 天窗玻璃光學(xué)性能的考核主要有以下幾個(gè)指標(biāo)： （1）透光率 （2）光反射率 （3）總能量傳導(dǎo)率 （4）總能量反射率 （5）紫外線傳導(dǎo)率 2.4.4 密封性 對(duì)于安裝天窗系統(tǒng)的汽車而言，不但要保證天窗與車身之間

37、密封，而且要保證天窗系統(tǒng)自身密封，或是能完全阻止灰塵及雨水等進(jìn)入車身內(nèi)部，或是在密封的同時(shí)還能利用天窗的排水系統(tǒng)將少量從玻璃密封條與車頂接合處滲入的雨水排到車身外部，絕對(duì)不允許在汽車內(nèi)部有水跡。[7] 2.4.5 天窗系統(tǒng)對(duì)風(fēng)噪的影響 （1）一定車速下，打開(kāi)的天窗玻璃會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意控制這一噪聲源。通常在車速為25～110km/h時(shí)，由此產(chǎn)生的風(fēng)噪不能超過(guò)9db。 （2）天窗玻璃密封條與車身結(jié)合的部位也可能產(chǎn)生噪音，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮結(jié)合部位的間隙以及平整度，將其噪聲對(duì)車內(nèi)的影響控制在2db以內(nèi)。 （3）天窗系統(tǒng)中的空氣導(dǎo)流板也可能產(chǎn)生風(fēng)噪，應(yīng)注意其形狀、角度和高度

38、，將其產(chǎn)生的風(fēng)噪控制在3db以內(nèi)。[7] 2.5 本章小結(jié) 本章是對(duì)天窗結(jié)構(gòu)和性能的研究，現(xiàn)有天窗的類型很多，天窗的樣式繁多，在研究過(guò)后選定電動(dòng)汽車天窗做為設(shè)計(jì)方向，天窗樣式多種化體現(xiàn)了世界汽車天窗生產(chǎn)工業(yè)的成熟，我國(guó)的天窗生產(chǎn)量有很大的市場(chǎng)。 第3章 汽車天窗設(shè)計(jì) 3.1天窗結(jié)構(gòu)和工作原理設(shè)計(jì) 3.1.1 滑動(dòng)機(jī)構(gòu) 天窗滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要有驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)齒輪、滑動(dòng)螺桿、（前）枕座等構(gòu)成。工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩由驅(qū)動(dòng)齒輪傳送給滑動(dòng)螺桿，直至后枕座。根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，來(lái)決定向前滑動(dòng)還是向后滑動(dòng)，也就決定了車頂玻璃打開(kāi)還是關(guān)閉。 3.1.2 連接機(jī)構(gòu)

39、 如圖3.2所示，主要由（前）后枕座、軟軸、連桿、導(dǎo)向柱、托架等組成。兩導(dǎo)向柱向槽內(nèi)前后移動(dòng)并配合電機(jī)傳動(dòng)軟軸帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)天窗的實(shí)現(xiàn)閉合和開(kāi)啟。 汽車天窗連接機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)（如圖3.3a），驅(qū)動(dòng)齒輪選裝帶動(dòng)渦輪式軟軸轉(zhuǎn)動(dòng)，軟軸再穿過(guò)后枕座時(shí)和后枕座的蝸桿槽（如圖3.3b）通過(guò)推拉作用帶動(dòng)汽車天窗，電動(dòng)機(jī)的正（反）向轉(zhuǎn)動(dòng)后枕座向前或向后運(yùn)動(dòng)。 如圖3.5天窗支架抬起，之前一直推動(dòng)汽車天窗支架閉合運(yùn)動(dòng)的后枕座上的推動(dòng)柱也和天窗支架之間脫離，當(dāng)兩個(gè)部件之間脫離時(shí)，汽車天窗后枕座也脫離了整體天窗繼續(xù)在滑軌上獨(dú)立向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，固定在汽車天窗后枕座上的后導(dǎo)向

40、柱脫離了推動(dòng)部件的束縛，開(kāi)始在天窗后枕座的帶動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng)，和前導(dǎo)向柱的作用相似后導(dǎo)向柱向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)后導(dǎo)向柱在后導(dǎo)向軌道里向前運(yùn)動(dòng)，從而再次向上推動(dòng)汽車天窗支架使天窗向上，后導(dǎo)向柱的推動(dòng)作用是汽車天窗向上彌補(bǔ)35mm的高度差，使天窗玻璃上的密封膠條和車頂相接，從而實(shí)現(xiàn)天窗的完全關(guān)閉。 （a） （b） 圖 3.2 汽車天窗連接機(jī)構(gòu) （2）汽車天窗向后運(yùn)動(dòng)開(kāi)啟 如圖3.6，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)蝸桿式軟軸反轉(zhuǎn)，蝸桿式軟軸反轉(zhuǎn)使得后枕座通過(guò)蝸桿槽的作用力在滑軌上向后運(yùn)動(dòng)，在天窗后枕座運(yùn)動(dòng)過(guò)程，后枕座上的后導(dǎo)向柱也在天窗支架

41、上的后導(dǎo)向滑軌上向后運(yùn)動(dòng)，在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中后枕座上的推動(dòng)柱再次和天窗支架結(jié)合，后枕座向后運(yùn)動(dòng)。在閉合過(guò)程中回位部件上的回位磁鐵的磁力作用使得前導(dǎo)向柱回位。天窗支架向下使天窗再次回到開(kāi)啟前的狀態(tài)，得到一個(gè)到多落差使天窗能過(guò)行進(jìn)到車頂內(nèi)部。實(shí)現(xiàn)天窗的打開(kāi)。打開(kāi)過(guò)程中斜降形成高度差為天窗順利內(nèi)藏提供先決條件。 (a) （b） 圖3.3 基本驅(qū)動(dòng)部分 3.2 汽車天窗動(dòng)力機(jī)構(gòu) 3.2.1 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 車頂?shù)尿?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)齒輪、凸輪、限位開(kāi)關(guān)等組成。電動(dòng)機(jī)通過(guò)蝸輪、中間齒輪1和中間齒輪2進(jìn)行減速, 將動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)齒輪后移動(dòng)滑動(dòng)螺桿。由驅(qū)動(dòng)齒輪再作一次減速,將動(dòng)力傳送給

42、凸輪。 限位開(kāi)關(guān)1和限位開(kāi)關(guān)2二個(gè)限位開(kāi)關(guān), 它們的閉合與斷開(kāi)靠凸輪來(lái)檢測(cè)車頂玻璃所處的位置,然后將此檢測(cè)信號(hào)送給電子控制器( ECU)。限位開(kāi)關(guān)1檢測(cè)車頂玻璃停止的位置,即在全關(guān)閉位置前約200mm處和在斜降過(guò)程中的全關(guān)閉位置;限位開(kāi)關(guān)檢測(cè)車頂玻璃在滑動(dòng)過(guò)程中的全關(guān)閉位置。 3.2.2 車頂開(kāi)關(guān) 車頂開(kāi)關(guān)包括滑動(dòng)開(kāi)關(guān)和傾斜開(kāi)關(guān),見(jiàn)圖3.7,工作中它們將開(kāi)關(guān)信號(hào)送至電子控制( ECU) 。 滑動(dòng)開(kāi)關(guān)推向打開(kāi)一側(cè),車頂玻璃便滑動(dòng)打開(kāi);推向關(guān)閉一側(cè)時(shí)它就作滑動(dòng)關(guān)閉。在滑動(dòng)關(guān)閉，即使滑動(dòng)開(kāi)關(guān)處于關(guān)閉一側(cè),但一旦運(yùn)行至全。關(guān)閉位置前約200 mm時(shí), 車頂玻璃的滑動(dòng)便會(huì)立即停止(限位開(kāi)

43、關(guān)作用)。一旦放松或再次推動(dòng)滑動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí),車頂玻璃便會(huì)完全關(guān)閉。當(dāng)傾斜開(kāi)關(guān)推向斜升(UP)一側(cè)時(shí),車頂玻璃便會(huì)斜升;推向斜降(DOWN)一側(cè)時(shí),車頂玻璃就會(huì)斜降。車頂玻璃是不會(huì)在同時(shí)既作傾斜又作滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)的。 (a) （b） （c） 圖3.4 閉合天窗前段 (a) （b） 圖3.5天窗閉合后段 3.2.3 電子控制系統(tǒng)及其工作過(guò)程 汽車電動(dòng)車頂天窗的電子控制系統(tǒng)主要由電源及電源繼電器、車頂開(kāi)關(guān)(滑動(dòng)和傾斜),限位開(kāi)關(guān)(限位開(kāi)關(guān)1和限位開(kāi)關(guān)2)、電子控制器( ECU)、執(zhí)行器(驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī))等組成。該系統(tǒng)的工作共有9種狀態(tài)(或過(guò)程),即: 滑動(dòng)打開(kāi)、滑動(dòng)關(guān)閉、全

44、關(guān)閉前200 mm處停止、從停止到全關(guān)閉、全關(guān)閉時(shí)的停止、斜升、斜升提醒、斜降、斜降至全關(guān)閉位置時(shí)的停止。 （1）滑動(dòng)打開(kāi) 此時(shí)限位開(kāi)關(guān)1和限位開(kāi)關(guān)2均保持閉合。另外只要玻璃處于全開(kāi)與全閉之間,限位開(kāi)關(guān)2就保持閉合。 當(dāng)滑動(dòng)開(kāi)關(guān)推至打開(kāi)位置時(shí),0信號(hào)就由與門(mén)A的a、b兩端輸入,其輸出為0,與非門(mén)A的輸出則為1。 由于滑動(dòng)開(kāi)關(guān)置于打開(kāi)位置,故有0信號(hào)輸入到與非門(mén)B的b端, 從而使該門(mén)輸出1 信號(hào);或門(mén)B的輸出為1,使三極管T2有基極電流,T2導(dǎo)通。 當(dāng)T2導(dǎo)通時(shí),繼電器2線圈通電,其觸點(diǎn)閉合,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)電路接通,電流方向由下至上,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn),使車頂玻璃滑動(dòng)打開(kāi)。 （a）

45、 （b） （c） （d） 圖3.6 天窗開(kāi)啟運(yùn)動(dòng) 圖3.7 車頂開(kāi)關(guān) 圖3.8 電子控制系統(tǒng)的工作原理圖 （2）滑動(dòng)關(guān)閉 由于限位開(kāi)關(guān)1和限位開(kāi)關(guān)2閉合,或門(mén)C的兩端輸入均為0信號(hào),其輸出為0 ,當(dāng)此信號(hào)輸送給觸發(fā)器時(shí),觸發(fā)器的輸出亦為0,與此同時(shí),0信號(hào)也送至與非門(mén)C的a端。 當(dāng)滑動(dòng)開(kāi)關(guān)推至關(guān)閉時(shí),由1到0的信號(hào)輸送至雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的S端,觸發(fā)器輸出的0 信號(hào)送至其R端, 故使雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出為1。 與非門(mén)D的輸入端a端為0,b端為1,其輸出為1;與此相類似,與非門(mén)C 的輸入端a為 0 ,b 為1,其輸出亦為1。 此時(shí), 與門(mén)B的兩輸入端a、b均為1,其輸

46、出為1。 由于或門(mén)A輸入1信號(hào),其輸出亦為1,三極管T1有基極電流,T1導(dǎo)通。1當(dāng)T1導(dǎo)通時(shí),繼電器1線圈通電,其觸點(diǎn)閉合,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)電路接通,電流方向由上至下,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn),使車頂玻璃滑動(dòng)關(guān)閉。 （3） 全關(guān)閉(位置)前200mm處停止 當(dāng)車頂玻璃滑動(dòng)到全關(guān)閉位置前200mm處時(shí),限位開(kāi)關(guān)1斷開(kāi),或門(mén)C的輸出由0變到1,并將1信號(hào)送至觸發(fā)器;觸發(fā)器的輸出立刻變?yōu)?,然后又回到0。 由于滑動(dòng)開(kāi)關(guān)一直置于關(guān)閉位置,0信號(hào)送至雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的S端,因此雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端Q由1到0,與非門(mén)D、與非門(mén)C、與門(mén)B和或門(mén)A的輸出均由1到0,這便使三極管T1的基極電流中斷,T1截止。

47、當(dāng)T1 截止時(shí),繼電器1線圈斷電,其觸點(diǎn)斷開(kāi)(直接搭鐵),驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)電路被切斷而停止轉(zhuǎn)動(dòng),從而使車頂玻璃的滑動(dòng)停止。 （4）從停止到全關(guān)閉 由上所述,車頂玻璃在關(guān)閉過(guò)程中自動(dòng)停止之后,滑動(dòng)開(kāi)關(guān)應(yīng)被斷開(kāi)(OFF),見(jiàn)圖3.9a,此時(shí),1信號(hào)既送至雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的S端,又送給與非門(mén)D的輸入端a;觸發(fā)器輸出的0信號(hào)送至雙穩(wěn)態(tài)觸 發(fā)器的R端,因而使其Q端輸出信號(hào)為1,故使與非門(mén)D輸出0信號(hào)。當(dāng)滑動(dòng)開(kāi)關(guān)再次推至關(guān)閉位置時(shí),即滑動(dòng)開(kāi)關(guān)接通,見(jiàn)圖3.9b,0信號(hào)送至雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的S端和與非門(mén)D的輸入端a;觸發(fā)器的0輸出送至雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的R端,使其Q端輸出信號(hào)為1,故使與非門(mén)D輸出1信號(hào)。 由于上述結(jié)果

48、,與非門(mén)C的a端由限位開(kāi)關(guān)2輸入0信號(hào),b端由與非門(mén)D輸入1信號(hào), 因而其輸出則為1;這樣與門(mén)B的輸出信號(hào)亦為1,此信號(hào)送給或門(mén)A。 由于或門(mén)A的輸出為1,使得三極管T1有基極電流通過(guò),T1導(dǎo)通,繼電器1線圈通電, 其觸點(diǎn)閉合,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)電路接通而恢復(fù)反轉(zhuǎn),使車頂玻璃全關(guān)閉。 圖3.9 天窗從停止到全關(guān)閉過(guò)程中滑動(dòng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)圖 （5）全關(guān)閉位置是的停止 如果車頂玻璃滑動(dòng)到全關(guān)閉之后,滑動(dòng)開(kāi)關(guān)仍保持在關(guān)閉位置,限位開(kāi)關(guān)2就會(huì)自動(dòng)斷開(kāi),此時(shí)或門(mén)C的輸入由0到1,輸出也為0到1。 觸發(fā)器的輸入同樣由0到1,而其輸出立刻由0到1,然后又變?yōu)?;由于滑動(dòng)開(kāi)關(guān)保持在關(guān)閉位置,雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器S端為0,故使其輸出端Q則由1到0 ,與非門(mén)D、與非門(mén)C、與門(mén)B、或門(mén)A的輸出均為1到0 ,引起三極管T1的基極電流從有到無(wú),最后使T1截止。 T1截止,繼電器1線圈斷電,其觸點(diǎn)斷開(kāi)(直接搭鐵),使驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)電路切斷而停轉(zhuǎn), 車頂玻璃便在全關(guān)閉位置完全停止。 （6） 斜升 車頂玻璃在斜升和全關(guān)閉位置之間,限位開(kāi)關(guān)2處于斷開(kāi)狀態(tài),此結(jié)果引起與門(mén)C的輸入端b獲得1信號(hào),其a端也為1(來(lái)自與非門(mén)E的輸出),因而與門(mén)C的輸出也為1;而其中與非門(mén)E的輸入是傾斜開(kāi)關(guān)置于斜升(UP)后送 23