車門玻璃大面作為工程設(shè)計(jì)對(duì)車身造型的最重要輸入之一，較大程度上決定了車身的側(cè)面造型趨勢(shì)。通過考慮車身/車門結(jié)構(gòu)、乘員艙的人機(jī)空間、玻璃升降運(yùn)動(dòng)等需求，介紹了一種玻璃大面的設(shè)計(jì)方法。0引言隨著車身設(shè)計(jì)方法和制造工藝的不斷進(jìn)步，新上市轎車的外觀越來越有特點(diǎn)，但是作為工業(yè)產(chǎn)品，其造型設(shè)計(jì)必然受到一些結(jié)構(gòu)上的約束，比如車門玻璃大面對(duì)轎車的側(cè)面造型就非常重要，較大程度上決定了轎車側(cè)面造型的趨勢(shì)。1影響玻璃大面的因素人機(jī)空間對(duì)玻璃大面的影響作為交通工具，轎車需要提供給顧客合適的駕乘環(huán)境。一輛設(shè)計(jì)合理的轎車，應(yīng)該能在設(shè)定的整車尺寸下為其面向的顧客提供合理的側(cè)面空間，包括頭部、肩肘部、臀部各區(qū)域。頭部空間：如圖1，在顧客頭部區(qū)域，轎車車身包括車門窗框、車門密封系統(tǒng)、車頂邊梁、安全氣簾、線束、天窗、頂棚內(nèi)飾等各種功能結(jié)構(gòu)，為了達(dá)到整車的性能目標(biāo)，這些功能結(jié)構(gòu)都必須保證足夠的尺寸空間；同時(shí)，必須保證顧客頭部在正常的擺動(dòng)過程中不會(huì)與車身發(fā)生碰撞。肩肘部空間：在顧客的肩部、肘部區(qū)域，轎車車身包括車門鈑金、玻璃升降器、車門飾板、水切膠條等，這些功能結(jié)構(gòu)也需要足夠的尺寸空間。顧客在正常的駕乘活動(dòng)中，其肩部、肘部應(yīng)不受到阻礙。臀部空間：在顧客的臀部區(qū)域，轎車車身包括門檻、車門鈑金、防撞桿、車門內(nèi)飾等；應(yīng)保證顧客乘坐舒適，預(yù)留足夠的臀部空間。同時(shí)電動(dòng)座椅的調(diào)整和門飾板上地圖袋的使用等也應(yīng)該方便。圖1人機(jī)側(cè)面空間玻璃升降運(yùn)動(dòng)對(duì)玻璃大面的影響大部分車門玻璃的升降運(yùn)動(dòng)都需要在有一定傾角的玻璃導(dǎo)軌中進(jìn)行，以保證車門玻璃按合適的軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，不會(huì)與車門內(nèi)部構(gòu)件發(fā)生沖擊而影響使用性能。目前轎車車門玻璃基本上都是雙曲率玻璃（或稱桶面玻璃，相對(duì)應(yīng)的為單曲率玻璃或稱圓柱玻璃，見圖2），由于雙曲率玻璃曲率沿軸向的不斷變化，車門玻璃在沿傾斜的導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)過程中，必然會(huì)在整車的內(nèi)外方向和前后方向均偏離玻璃大面上的軌跡。必須調(diào)整玻璃曲率（長軸曲率和短軸曲率）保證這些偏離值在車門系統(tǒng)可容忍范圍內(nèi)。雙曲率玻璃單曲率玻璃雙曲率玻璃單曲率玻璃圖2雙曲率玻璃/單曲率玻璃（3）整車配置對(duì)玻璃大面的影響需要說明的是，整車配置也會(huì)對(duì)玻璃大面的設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。正常的四門轎車，其前/后車門玻璃均可以升降，故必須保證其前/后車門玻璃均能按合適的軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；而對(duì)于兩門跑車或后門玻璃無需升降的轎車，就只需要考慮前門玻璃的升降運(yùn)動(dòng)，這將大大減少對(duì)造型的約束，這也是為什么跑車的造型一般都更有特點(diǎn)的緣由。2玻璃大面的設(shè)計(jì)方法前面提到，目前轎車車門玻璃基本上都是雙曲率玻璃，這里就以雙曲率玻璃為例進(jìn)行玻璃大面設(shè)計(jì)方法的說明，圓柱玻璃大面的設(shè)計(jì)也可以參考。（1）H點(diǎn)主截面設(shè)計(jì)過前排座椅H點(diǎn)分別作車身的x向主截面，在主截面上繪制一個(gè)半徑合適的圓?。ㄒ话惆霃酱笥?300mm），該圓弧由3點(diǎn)控制，這3點(diǎn)分別用來控制圓弧與人機(jī)空間的頭部、肩肘部、臀部位置的Y向距離。分別在人機(jī)空間的頭部、肩肘部、臀部位置按功能和結(jié)構(gòu)需求完成3個(gè)單獨(dú)的截面，然后將這些截面按與車門玻璃面的相對(duì)關(guān)系約束到圓弧上。調(diào)整圓弧的3個(gè)控制點(diǎn)，以在保證結(jié)構(gòu)空間的前提下提供前排顧客足夠的人機(jī)空間。在后排座椅H點(diǎn)位置用同樣方法完成主截面。前/后排座椅H點(diǎn)主截面完成情況如圖3。

前排座椅H點(diǎn)主截面 后排座椅H點(diǎn)主截面圖3前/后排座椅H點(diǎn)主截面完成情況（2）玻璃大面的構(gòu)建連接前/后排座椅H點(diǎn)主截面圓弧的圓心，完成構(gòu)建玻璃大面的軸線L。取車身造型面水切線上一點(diǎn)，可以采用玻璃大面軸線的法向中平面與水切線相交得到。過此點(diǎn)和玻璃大面的軸線構(gòu)建平面，平面與前/后排H點(diǎn)主截面的圓弧分別相交在點(diǎn)Pl和P2,過點(diǎn)P1和P2在平面上構(gòu)建圓弧c,并設(shè)定圓弧半徑（一般在30000mm或以上）。以軸線L為軸，圓弧c為輪廓，掃掠得到初步的車門玻璃大面，如圖4。圖4初步的車門玻璃大面3玻璃大面的調(diào)整和校核在初步的玻璃大面完成后，需要分別對(duì)前/后排H點(diǎn)主截面的圓弧通過其3個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，并分別進(jìn)行前/后門玻璃運(yùn)動(dòng)校核，以保證車門玻璃能夠可靠地進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)；同時(shí)需要考慮玻璃大面對(duì)車門玻璃周邊零件（門鎖、限位器）布置空間的影響。⑴玻璃運(yùn)動(dòng)校核（以前面為例）玻璃運(yùn)動(dòng)校核首先要繪制玻璃運(yùn)動(dòng)的軌跡線，一般會(huì)參考車身造型給出的玻璃邊界。以Y向?qū)⒃煨虰柱位置的前門玻璃邊界投影到玻璃大面上，取其上端點(diǎn)為起點(diǎn)，軸線L為軸，繪制螺旋線，并調(diào)整螺旋線的節(jié)距使其與投影線的下端點(diǎn)盡量接近，得到前門玻璃運(yùn)動(dòng)的B柱側(cè)螺旋線，然后將螺旋線法向投影到玻璃大面上得到對(duì)應(yīng)的玻璃軌跡線T1；同樣的方法繪制出前門A柱側(cè)螺旋線和對(duì)應(yīng)的玻璃軌跡線T2,其螺旋線節(jié)距需與B柱側(cè)一致。投影車身造型面玻璃的上/下邊界到玻璃大面，然后將上邊界的投影線偏置到與前排H點(diǎn)主截面中頭部區(qū)域截面中玻璃上邊界一致得到上邊界線B1，將下邊界的投影線偏置到與肩肘部區(qū)域截面中玻璃面下邊界一致得到下邊界線B2。用玻璃軌跡線T1和T2，以及邊界線B1和B2切割玻璃大面得到前門玻璃。約束前門玻璃B柱側(cè)玻璃邊界的2個(gè)端點(diǎn)到玻璃軌跡線Tl，約束前門玻璃A柱側(cè)玻璃邊界中點(diǎn)到玻璃大面，按前門玻璃設(shè)定行程進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核，檢查前門玻璃在運(yùn)動(dòng)過程中偏離玻璃大面和軌跡線T2的程度，如圖5。后門玻璃的運(yùn)動(dòng)校核與前門一致。圖5玻璃運(yùn)動(dòng)校核為了加快車門玻璃大面的調(diào)整，可以采用玻璃曲率分析方法進(jìn)行輔助，玻璃大面短軸曲率分布半徑最大值附近玻璃運(yùn)動(dòng)偏離軌跡的程度低，對(duì)于四門轎車，該最大值應(yīng)靠近車門B柱。(2)周邊零件布置空間校核在保證前/后門玻璃運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，需