汽车侧门玻璃刮水方案探究
韦思意成淑仪余辉
摘要：下雨后侧门玻璃视线受到较大影响一直以来都是被市场诟病的问题。在汽车技术高速发展的今天，各主机厂针对此问题仍然是没有形成针对性的设计方案，因此开发一个比较优异的侧门玻璃刮水系统至关重要。本文从某车型开发过程中的几种设计方案之间的对比分析入手，从同一维度展示侧门玻璃刮水系统设计过程中需要考虑的几大因素，为后续的侧门玻璃刮水系统设计提供借鉴与帮助。需要说明的是，侧门玻璃刮水系统设计需要考虑的因素远不止文中涉及的这些，鉴于篇幅所限，本文仅就几个方面展开，供大家参考。
关键词：玻璃刮水水切刮水车窗视野刮水设计
随着社会的发展，汽车的普及，人们对汽车玻璃刮水的质量要求也逐步增加。在满足刮水质量的情况下，市场对玻璃的正常升降功能，外观感知等要求也不断提高。然而以往的开发因技术水平低以及经验积累不足等原因，在车窗刮水方面没有系统性地考虑，甚至毫无着手之处，导致侧门玻璃刮水质量参差不齐。在汽车业高速发展的今天，车窗刮水质量已明显不能满足客户迅速增长的要求。因此，公司去年的某款主打车型，该车在产品开发之初就定义了很高的标准，希望能开发一款满足市场需求的、深受用户喜爱的成功车型。本文就玻璃密封设计开发以及造车过程中遇到的一些问题及解决方案，为大家展示车窗刮水设计的一些探讨。由于能力所限，文中难免有不确之处，敬请斧正。
2刮水质量评价标准
由于车窗刮水干净与否是用户的主观感受，为了更好地衡量干净标准以助于后续的改进优化，特制定了如表1所示的评价标准，目前车型刮水等级一般为3-5分，为及格线附近水平。
3原设计方案
侧门玻璃、侧门外水切及侧门钣金是侧门玻璃刮水系统的重要组成部分，如图1所示。刮水动作是由外水切和侧门玻璃间的相互运动完成，所以侧门玻璃和侧门外水切在刮水质量上起到决定性作用，侧门钣金则起到一定的影响作用。
鉴于光学性能考虑，对侧门玻璃的结构和材质难以做进一步研究，尝试的锡面玻璃和空气面玻璃对刮水质量影响甚微，因此前期的刮水研究基本集中在侧门外水切上。侧门外水切在刮水上起到刮走玻璃表面水量并使水在玻璃表面重新排布的作用，刮水量大则驾驶视线较好，但刮水后水重新在玻璃排布后质量表现不一。以下几大方面设计评估可能是刮水质量的影响因子，如图2所示：
1.侧门外水切绒毛材料
不同型号的绒带及植绒，材料为尼龙或者PE
2.侧门外水切基材材料
主流为PVC，TPV和EPDM
3.侧门外水切结构
目前在用主要有单骨架，双骨架，单主唇边和双主唇边
4.侧门外水切性能
压缩负荷较大有利于水切对玻璃的刮水量，但由于压荷过程容易带来异响，同时也会一定程度影响玻璃升降稳定性，因此只能在一定范围内尝试和验证，推荐3N/100mm-6N/100mm之间。
在该车型设计之初，基于时间及技术条件等方面的考虑，外水切的设计主要借鉴上一代产品的结构形式，同时结合侧门玻璃刮水需求做了设计提升，上一代产品的水切截面见图1。
工艺上车门钣金一般通过焊接包边提供外水切卡装紧固，外水切通过唇边和玻璃过盈配合，由唇边实现对玻璃外表面刮水。采用这种结构的优点体现在以下几个方面：
①大量借用成熟零件可以减少设计风险，缩短设计时间，尽快将产品投放市场。
②对车型的共线生产也十分有益。
③结构相对简单，零件使用过程中会比较稳定。
但是这种设计也存在比较大的风险，主要体现在以下几个方面：
①刮水量较低；单唇边，而且为面接触。
②刮水质量较差；没有考虑对水的引导或是分布。
③夹持力靠上，对玻璃的保持效果较差，玻璃关门时会产生较大抖动。
基于以上缺点以及产定位需求，需对结构进行优化
4首次设计优化
在最大的保持原结构优势的基础上，对外水切进行了局部优化，主要修改成了双唇边结构以及采用TPV材料。
改进后的截面如图3所示：
将优化好的结构应用于实际造车中并验证刮水效果是否有所提升，虽然在造车验证中发现刮水量得到了一定的提升，但刮水质量并没有得到改善，甚至还出现了新的问题，问题总结如下：
1.刮水质量没有得到提升，外水切刮水后水重新在玻璃排布，导致刮水量提升但刮水质量和原设计仍处于同水平。
2.玻璃关门抖动得到优化，但是出现新的异响问题。
3.外观问题；车内观察外水切看到两道唇部。
以上问题得不到解决，仍然无法满足项目的开发目标，产品也无法满足公司和客户要求，因此提出一套能完整解决以上问题的新方案显得十分必要。
5第二次设计优化
基于以上考虑，为完整解决目前存在的问题，实现项目定位目标。在原方案基础上，
针对出现的问题都找出原因并且一一制定了解决对策，理论上可以解决第一次改进后的不足。
1、针对刮水质量没有得到提升的问题，进行对水切绒毛材料，基材材料，水切结构及水切性能进行全因子的摸底試验，同等条件下进行效果对比，结果对比如下表