天窗設計開發過程中注意事項解析

採光井天窗一般都怎麼做

本文作者：賀良勇，版權歸作者所有。

01

從安全維度層面考慮

天窗玻璃的安全性

天窗玻璃應滿足法規GB9656相應要求，比如透射率、抗落球衝擊性等等，這是法規對我們的要求。行業內都知道鋼化玻璃存在一定的自爆率，因為鋼化玻璃強度較高，但其自爆現象無法100%規避，但是使用者是很難接受這個解釋的。

玻璃自爆會給駕駛員在行駛過程中帶來很大安全風險，其玻璃碎片可能對乘客造成傷害，遇到下雨天會給使用者造成大麻煩。

如何降低自爆率就成了我們必須改善的事情，總的來說可以從 減少雜質，控制玻璃原片的質量，控制鋼化工藝，最佳化PU包邊結構（全包優於半包）， 物流過程中對玻璃進行保護保護入手。

防夾功能

為提高使用者的使用方便性，現在的天窗一般都具備一鍵開啟/關閉功能。按照GB11552要 求，需要有防夾功能，且防夾力＜100N。但是不是＜100N就安全了？

其實並不是，新聞也曾報道過經有小孩被天窗夾住窒息而死。所以，安全合理的防夾策略很重要。

那麼我們可以從哪些方面提高安全係數？

首先，一定要採用成熟的防夾力演算法，儘量減小防夾力閥值。其次，重視標定的作用，可以透過多次、多工況標定選擇較小閥值，同時防止誤防夾出現。針對前橫樑又硬又薄，易增加傷害，可以多采用內飾條。

用電安全性

1、電機的熱保護。

一般來說，電機熱保護失效的話，會引起電機的燒蝕，嚴重的可能會引起車輛的自燃。天窗電機一般採用軟體保護的方法，透過一定的演算法對天窗電機進行熱保護。因此，一套成熟的熱保護演算法很重要。

2、控制器的用電安全性。

控制器的電路出現虛焊，或者其防潮效能差。使用過程中可能出現短路，從而引起控制器被燒蝕，帶來安全隱患。因此，必須選擇質量可靠的電器元件，控制器表面三防很重要，過程電檢很重要。

02

從可靠性維度層面考慮

零部件的結構強度

1、機械組結構強度。機械組零部件應滿足相應的強度要求，各種工況下不應出現斷裂、變形等。會導致天窗執行不正常，甚至是損壞

2、橫樑、導風板等部件的強度。如果橫樑設計強度不夠，天窗執行中可能出現鏈條擠出的現象。從而導致天窗無法執行， 使用者需要更換整個天窗。

密封及排水可靠性

天窗系統漏水，是投訴比較多的質量問題。天窗出現漏水問題，一般是密封性不好或者排水路徑被堵塞。因此，密封及排水的可靠性十分重要。

03

從感知質量層面考慮

視覺感知

1、天窗的尺寸

我們都知道使用者更喜歡尺寸大的全景天窗：良好的採光，開闊的視野，有的使用者更喜歡天窗是因為可開啟，可以透氣。天窗尺寸的大小影響車內的透光面積，從而對使用者的視覺感受帶來影響。

2、外觀整潔性：機械組、導軌附加零件外漏，會給人一種凌亂、低品質的既視感。

密封條遮擋：

方案：滑軌上卡接密封條，用於遮擋機械組及鈑金結構優點：可遮擋機械組及側面鈑金結構， 提升感知質量；與玻璃過盈配合，NVH 效果更好；整體遮擋效果更好 缺點：成本比塑膠擋塊高；前玻璃關閉 過程中有擠壓異響風險；

塑膠擋塊：

結構：滑軌上卡接塑膠擋塊，用於遮擋機 械組及鈑金結構 優點：可遮擋機械組及側面鈑金結構，結 構及裝配工藝簡單，成本相對較低；缺點：前後玻璃位置需開凹槽，效果欠佳 ；與玻璃之間有間隙，無密封效果氣味性差。

3、全景天窗的遮陽簾，半遮光的遮陽簾給人一種隔熱差、低品質的既視感。

100%遮光：

結構：雙層簾布，背面簾布為黑色

優點：遮光效果好，對空調製冷效果影響較小 （具體影響度後續在X37空除錯驗中進行驗證）

缺點：簾布成本較高

非100%遮光：

結構：單層簾布，網狀結構

優點：成本較低

缺點：遮光效果差，對空調製冷效果影響 較大（相同時間內頭部溫度降溫速度低 2~3℃）

聽覺感知：低噪音，無異響

噪音&異響：電機和天窗執行噪音大，會使使用者產生煩躁感；異響會給使用者帶來產品質量差、 不牢固的直觀感受。

IQS分8大類，233個評價子項，與車身相關的雜音＆異響有17項，可見使用者對雜音&異響 問題很關注。因此，在天窗的設計開發中，雜音&異響問題應得到充分考慮。

天窗異響的定義：

區別於天窗正常執行過程中產生的功能噪音及天窗開啟時的風噪，在外界激勵作用下，天窗自身部件之間或與環境件之間產生的異常噪音，具有偶發性、多樣性 和無規律性特徵。產生天窗異響的條件：

外界激勵透過車身、空氣等介質傳遞給天窗系統 的作用力，如路面激勵、風壓等產生的作用力。外界環境因素，如溫度、灰塵等 比如灰塵會引起密封條摩擦異響等。天窗系統自身激勵所產生的振動和作用力， 如驅動電機的作用力。

天窗異響的分類：

天窗異響的分類可以參考噪音的分類方法，按照其產生機理的不同， 分為三類：嗡嗡聲（Buzz）、嘎吱聲（Squeak）、喀噠聲（rattle）。

嗡嗡聲（Buzz）定義：在外部激勵下，物體本身 的共振產生的噪音，一般頻率較高。天窗開口位置產生的風振噪音屬於Buzz。

嘎吱聲（Squeak） 定義：兩個物體在接觸面上有相 對運動的時候，產生的摩擦噪音。密封條與鈑金翻邊相對摩擦產生 的摩擦噪音屬於Squeak。

喀噠聲（rattle）定義：運動的物體在執行過程中， 由於干涉和碰撞而產生的衝擊噪 音。機械組滑塊與導軌上限位支 架產生的撞擊音屬於rattle。

嗅覺感知：低氣味

揮發性氣味，不僅給使用者帶來不舒適感，還可能給使用者帶來身體上的傷害。氣味性與選材及 加工工藝有關。天窗部件中塑膠、EPDM、油脂等的使用佔比較大，因此對氣味性的要求也較高。

04

從環境友好性層面考慮

環境友好：低VOC、低禁限用物質、可回收利用。

VOC是對人體有害的揮發性有 機物。即將納入法規強制性要求。

禁限用物質是指鉛、隔、汞等 對環境或身體有影響的物質。是法規強制性要求

天窗部件本身或用材應可回收 利用。屬於法規強制性要求。

05

從經濟性和輕量化層面考慮

經濟性：高性價比（滿足效能要求的前提下價格越低越好）

隨著汽車行業的競爭日趨激烈，成本的競爭越來越重要。零部件供應商對產品的成本控制也 越來越重要！因此，以成本驅動的產品開發是趨勢。

1。系列化、平臺化：大批次生產及採購，降低單件成本

2。 國產化、本地化：採用國內材料、國內生產商，降低成本

3。輕量化、簡單化：採用簡單的結構、輕量化設計，降低成本

輕量化：高效能比（滿足效能要求的前提下重量越輕越好）

新能源車是未來汽車的發展趨勢。因此，零部件的輕量化也將是未來零部件重點應對方向。

輕量化策略：• 新材料、新工藝運用：碳纖維材料、PC材料等 • 減少結構件。

隨著國內經濟的快速發展，人民生活水平的提高。汽車消費市場目前還處於上升階段，因此市場對天窗的需求應該是穩步上升的。尤其是國內消費者普遍喜歡天窗配置，個人認為天窗的市場前景還是不錯的。但是競爭會越來越激烈：

1。天窗作為運動機構件，且相互配合的零件多，異響是永恆的話題 2。高質量、低成本需求，對天窗供應商的質量管控和成本管控能力發起挑戰 3。不斷提升的材料效能要求，對產品成本提出挑戰。

汽車天窗未來趨勢 1。輕量化 2。智慧化 3。功能多樣化。