车玻璃

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汽车门玻璃设计规范

汽车门玻璃设计规范

1范围

本标准规定了车门玻璃的设计要点及其判定标准等。

本标准适用于新开发的M1类和N1类汽车侧门玻璃设计。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是不注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB9656汽车安全玻璃

GB/T17340汽车安全玻璃的尺寸、形状及外观

GB/T5137汽车安全玻璃试验方法

3汽车安全玻璃的分类

汽车安全玻璃是由玻璃原片经过二次加工而成的，按照工艺可分为夹层玻璃、全钢化玻璃、区域

钢化玻璃、中空安全玻璃、塑玻复合材料等。

3.1夹层玻璃

由两层或两层以上的玻璃用一层或数层透明的粘结材料粘合而成的玻璃制品。它一般分为平夹层

玻璃和弯夹层玻璃两种。目前，广泛应用于汽车上的一般是弯夹层玻璃，少部分车窗玻璃是平夹层玻璃。

3.2全钢化玻璃

玻璃在加热炉内加热到接近软化温度，保温一段时间，然后将此玻璃迅速送入冷却装置，用低温

高速气流对玻璃进行均匀淬冷，使玻璃内层产生张应力，外表面产生压应力，经过这样处理的玻璃就称

为全钢化玻璃。该产品改变了玻璃原有的物理性能，克服了玻璃原有的使用性能，增大了使用范围。由

于钢化玻璃的表面压应力与内部张应力达到一致或基本平衡，所以钢化玻璃具有较强的抗冲击性和较好

的热稳定性。

3.3区域钢化玻璃

玻璃在加热炉内加热到接近软化温度，然后将此片玻璃迅速送入不同冷却强度的风栅中，对玻璃

进行不均匀冷却，使玻璃主视区与周边区产生不同的应力：周边区处于风栅的强冷位置，进行全钢化，

此位置碎片好钢化强度高，主视区处于风栅弱冷位置，碎片大钢化强度低，用这种方法生产的玻璃就是

区域钢化玻璃。它适用于普通轿车、大客、面包车、载重车的前风挡，它的强度高，但破碎后呈粉碎状。

3.4中空玻璃

中空玻璃是由两片或多片浮法玻璃（平板玻璃的一种，因生产过程是“漂浮”在锡液面上而得名）

组合而成，玻璃片之间夹有充填了干燥剂的铝合金隔框，之间用丁基胶粘结密封后，再用聚硫胶或结构

胶密封。它是一种隔热、隔音的新产品，如果用镀膜玻璃中空，则可获得冬暖夏凉的最佳效果。它可用

于汽车的边窗、各类建筑、食品橱、冷柜以及需创建空调和隔音的地方。

3.5塑玻复合材料

采用四层夹层玻璃，即在夹层玻璃的内表面附加上一层厚的聚氨基甲酸酯膜。附加层是一种透明、

柔软、高强度、高弹性，并且能自动修复的特殊塑料，当驾驶员头部撞击到玻璃内表面时，附加层具有

良好的缓冲作用，能大大提高安全性。

3.6不同工艺的玻璃优缺点对比

表3-1常用汽车安全玻璃的优缺点

玻璃的型式优点缺点常用的位置

夹层玻璃

隔音隔热性能好，安全性能

好

成本高，玻璃较重

常用作乘用车前风挡玻璃，乘

用车前风挡以外的玻璃也可

以用夹层玻璃

全钢化玻璃

机械性能好，强度高，成本

低

隔音，隔热效果差，抗穿

透性能差

多用于乘用车前风挡以外的

玻璃

中空安全玻璃隔音隔热效果好玻璃太厚，重量大

可以用作乘用车前风挡以外

的玻璃，但是目前很少用

区域钢化玻璃

机械性能好，强度高，成本

低

隔音，隔热效果差，抗穿

透性能差

用于不以载人为目的货车或

者乘用车前风挡玻璃

塑玻复合材料

可见光透过率高，隔热隔音

效果好，抗穿透能力非常强，

在几种玻璃中最安全

塑料板的抗老化要求高，

易变形，成本非常高

目前只有比较高档的汽车用

作前风挡，也可以用作前风挡

以外的玻璃。

2

总结：车门玻璃一般采用全钢化玻璃，且制造难度较低，开发周期通常在2个月

4车门玻璃设计原则

4.1车门玻璃的选择

车门玻璃的选择，要考虑法规的要求。车门玻璃的可见光透射比要求不小于70％。以方便前排乘

客看外后视镜

4.2玻璃面的种类

常见的玻璃面形式有单曲率玻璃和双曲率玻璃。单曲率玻璃也就是常说的柱形玻璃面；双曲率玻

璃是常见的玻璃面形式，也就是存在X、Z两个方向上的曲率。双曲率玻璃面通常又有圆环面、腰鼓面

等形式。目前众泰车型主要采用圆环面。具体可见下表4-1

4.3车门玻璃造型主要由整车CAS确定，在不影响整车造型的情况下，一般尽量使其形状简单，结构

尽量规则为佳，这样有利于玻璃生产加工，降低玻璃的加工难度及成本。

4.4当整车CAS初版数据确定后，即可进行车门玻璃数据审核。主要审核以下几个方面：

4.4.1玻璃面分缝

在对车门玻璃分缝时，保证前后两条边平行。否则后续易出现升降困难、脱槽等问题。

图1。

提取玻璃的两条边线，在Freestyle环境下，可用距离分析命令进行测量。在数据状态下，

要保证玻璃的前后两条边为绝对平行

4.4.2曲面曲率评审

3

可采用曲面曲率分析或斑马线判断CAS面，可初步得到玻璃的最大最小曲率以及判断曲率过度是

否平缓，是否存在光畸变的部位，避免为后续工作埋下隐患。

图2

4.4.3玻璃面与外板间距

门把手以下的车门区域，建议玻璃面与外板间距≥45mm，间隙过小，则车门内腔空间小，影响

玻璃升降器、限位器、车门锁等件的布置

4.4.4CAS评审阶段建议供应商开始介入，对玻璃面提出其意见与建议，有利于后续的设计与开发

4.5数据设计与评审

CAS审核无问题后，即可进行数据设计。数据设计与评审过程中，需对以下几个方面进行审核

4.5.1玻璃前后两条边平行度

上述已经指出玻璃两边平行的重要性。在做数据或者进行审核时，仍需检查玻璃前后两边是否平行，

避免在制作数据过程中产生变形

4.5.2玻璃运动轨迹的确定

玻璃的运动是沿着B柱倾角平动和绕轴线转动两种运动的合成，玻璃上某点的运动轨迹是一条螺旋

线。根据两条螺旋线及玻璃大面，校核出玻璃分别沿前、后导轨运动过程中在X和Y向的偏差：要求X

向最大偏差不大于0.5mm，Y向最大偏差不大于0.25mm。校核方法如下：

（1）校核所用的几何元素需获得或自行生产，如下图3

a）玻璃面（输入项）b）玻璃升降引导线（输入项，应先确定该线在玻璃面上）

c）引导点（在玻璃引导线上取尽可能远的两个点作为引导点a、b，另取玻璃前缘中点作为引导点c）

d）检查点组（在玻璃上均布一组点，点的分布必须包含前后边缘，这组点用于检查玻璃升降过程中

的Y向及X向间隙）

e）玻璃导轨底面（取前后玻璃导轨与玻璃边缘的对应面）

图3

4

（2）设定约束

a）引导点a与引导线（点线约束）b）引导点b与引导线（点线约束）

c）引导点c与玻璃面（点面约束）

（3）设定固定与驱动

固定车门组件，仅玻璃可动，驱动设置为引导点a在引导线上移动的长度值，该值得范围应可使玻

璃从上止点运动到下止点

（4）运动及偏差测量，如下图4

考察以下测值，记录初始值：a）玻璃上各测点与玻璃曲面的距离（Y向）；b）玻璃前后边缘到玻

璃导轨底面的距离（X向）

分10步下降玻璃直到下止位，记录每个位置以上各点的测值，计算各测值与初始值的偏差，找出

最大偏差值

图4玻璃运动及偏差测量

在提交运动侧门的玻璃曲面时，玻璃大面，玻璃螺旋线均要提供给玻璃升降设计用。以保证玻璃升降器

导轨设计时，理论数据准确。

4.5.3玻璃与升降器的匹配

4.5.3.1玻璃升降下滑角对升降器选型的影响：玻璃升降下滑角（玻璃升降方向与竖直线在X-Z平

面内投影线的夹角）对玻璃升降的平顺性有较大影响，尤其对于应用了齿臂式升降器的系统。应用了齿

臂式升降器的系统，随着下滑角的增大，玻璃后下角与呢槽底部接触发生卡滞的概率也随之增高，此现

象可通过增大玻璃后下角圆角半径得到改善。因为玻璃前上角的圆角半径很大，下滑角对玻璃上升的影

响较小。根据经验值，当玻璃升降下滑角θ超过12°时，不宜采用齿臂式玻璃升降器。下滑角对绳轮

式玻璃升降器也有一些影响，但是程度不如对齿臂式升降器显著。

4.5.3.2玻璃与升降器连接一般有两种方式：（1）玻璃通过塑料托架与升降器连接，此连接方式需要

检查塑料托架上开孔与升降器上安装孔是否匹配合理，且是否方便工具操作。（2）玻璃上开孔与升降

器连接，此时需要求孔中心到玻璃下边缘的距离一般不小于15mm。

4.5.4为了保证运动玻璃顺利升降，运动玻璃与呢槽配合有一定的要求

5

图5

（1）玻璃底部到呢槽根部距离a：2mm-2.5mm

（2）呢槽外侧披风与玻璃干涉量b：1mm-2mm

（3）呢槽内侧披风与玻璃干涉量c：2mm-3mm

4.5.5玻璃升降过程中与周边件的运动间隙

（1）玻璃运动过程中与周边固定件间隙≥10mm。比如：防撞杆、拉线、线束等

（2）玻璃运动过程中与周边运动件间隙≥15mm。比如：限位器

4.5.6因运动玻璃要上下运动，磨边质量直接影响玻璃的运动，故对运动玻璃磨边质量要求较高，通

常采用1号边。

4.5.7玻璃标识

产品需印刷永久性标识；标识必须印制清晰、整洁，颜色为黑色，且包含以下内容：主机厂标识、供应

商标识、3C标识及编号、ECE标识及编号、生产批次号。

5技术要求

5.1相关尺寸公差要求

项目

厚度

（mm）

线轮廓度

（mm）

球面度

（mm）

周边吻合度

（mm）

玻璃开孔位置度

（mm）

托架插拔力

（N）

公差标准±0.2

四边：±1.0

R部：±1.5

±1.5±1.0±0.5≥700N

5.2可见光透射比

按GB9656要求，风窗以后玻璃用于驾驶员视区部位的可见光透射比应大于70%，其余风窗以外

玻璃的可见光透射比可由供需双方商定

5.3抗冲击性

取6块钢化玻璃试样按GB/T5137.1规定的方法进行试验，5块或5块以上试样符合规定时为合格，

3块及3块以下试样符合时为不合格。当4块试样符合时，再追加6块新试样，如果6块全部符合规定

则为合格。适用时，可用制品代替试验片进行试验。

5.4碎片状态

取4块试样按GB/T5137规定的方法进行试验，如果4块试样全部符合GB9656中5.13.2规定则为

合格，1块符合时为不合格。

当一组试样中有一块不符合规定，但其碎片状态不超过下述范围：60mm～75mm长的长条形碎

片不多于5块；75mm～100mm长的长条形碎片不多于4块。此时，再追加试验1块新试样，进行相同

冲击点的重复试验，如符合规定，或在上述范围内时则为合格。

当一组试样中有2块不符合规定，但其碎片状态没有超过上述规定的范围时，对一组新试样重复进

行所有冲击点试验，如符合规定，或此组新试样不多于2块在上述规定范围内时则为合格。

6汽车安全玻璃认证

汽车玻璃需要通过强制性认证，是以厚度为基准进行认证，夹层与钢化需分开认证。不同国家与地

6

区均有自己的认证要求。在我国，广泛要求的认证有三种：

（1）CCC认证：此为我国强制认证。凡在国内生产、销售，或者进口的车辆，必须通过此认证。

（2）ECE认证：欧盟认证，出口欧盟及认可欧盟要求的国家和地区。

（3）DOT认证：美国认证，出口美国及认可美国要求的国家和地区。

7常见失效模式分析

7.1钢化玻璃自爆原因及诱发安装好的钢化玻璃自爆因素

钢化玻璃自爆是指在无外力的作用下发生的自动性炸裂。钢化玻璃产生自爆的主要因素有以下

几点：

（1）璃中含有硫化镍结晶物，Nis（硫化镍）在397℃时有一相变过程，从高温状态的α-Nis

六方晶系转变为低温状态β-Nis三方晶系时，体积膨胀2.38%。如果这些杂质是在钢化玻璃张应

力区内，则体积膨胀即引起自发炸裂。

（2）玻璃中有结石杂质。

（3）玻璃表面存在缺角、磕伤。

（4）自爆的概率与钢化程度有关。钢化应力大，强化程度越高，自爆率也增加。

对于已经安装好的钢化玻璃还有下列因素诱发钢化玻璃的自爆：

（1）安装间隙：安装过程中，如果间隙过小，易产生爆裂。

（2）热应力：玻璃安装完毕后，在阳光的照射下，吸收阳光中的红外线，温度必然升高。在玻

璃内部产生的热应力不均匀，容易诱发爆裂。

（3）抗风压强度：设计的抗风压强度满足了大风的要求，但是由于安装过程中造成爆边、爆角、

划伤，使玻璃的抗风压强度降低，容易产生爆裂。