汽車玻璃升降系統(tǒng)失效故障探究及設(shè)計(jì)規(guī)避

孫婷

摘 要：汽車玻璃升降系統(tǒng)是車門重要的系統(tǒng)，其性能的可靠性會(huì)直接影響到汽車的安全性和使用舒適性，一旦出現(xiàn)失效故障問題，就會(huì)給駕駛?cè)藛T帶來嚴(yán)重的困擾。本文主要是從電動(dòng)玻璃升降器基本結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行出發(fā)，對(duì)汽車玻璃升降系統(tǒng)的失效故障進(jìn)行一定的分析，并且對(duì)其設(shè)計(jì)規(guī)避進(jìn)行一定的探究，希望能夠減少失效故障的發(fā)生，提升汽車的使用質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：汽車玻璃 升降系統(tǒng) 失效故障 設(shè)計(jì)規(guī)避

Investigation and Design Avoidance of Failure of Automobile Glass Lifting System

Sun Ting

Abstract：The car window lift system is an important system for the door. The reliability of its performance will directly affect the safety and comfort of the car. Once the failure problem occurs， it will cause serious troubles to the driver. This article mainly starts from the basic structure and working principle of the electric window lifter， carries out a certain analysis of the failure of the automobile glass lift system， and conducts certain explorations on its design avoidance， hoping to reduce the occurrence of failure failures and improve the cars performance quality.

Key words：automotive glass， lifting system， failure， design avoidance

1 引言

隨著汽車市場(chǎng)的壯大，我國(guó)正式成為世界上最大的汽車生產(chǎn)和銷售大國(guó)。在智能化、機(jī)械化生產(chǎn)的影響下，各種新的技術(shù)都在被積極的應(yīng)用，帶動(dòng)了汽車制造行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。玻璃升降器作為重要的功能件，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)失效的現(xiàn)象，就會(huì)給車身的密封性和客戶的駕駛環(huán)境造成不利的影響。玻璃升降系統(tǒng)是除了駕駛功能之外使用頻率較高的系統(tǒng)，容易出現(xiàn)玻璃升不到頂、升降阻滯以及升降異響的問題，需要建立起一套科學(xué)的方法從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到參數(shù)選型以及整車升降試驗(yàn)等環(huán)節(jié)進(jìn)行分析和驗(yàn)證，對(duì)玻璃升降系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行保證。

2 汽車玻璃升降系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

繩輪式電動(dòng)玻璃升降系統(tǒng)主要是由直流電動(dòng)機(jī)、機(jī)械升降機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成，具體來說就是電機(jī)、絲筒、拉絲、玻璃托架、滑軌等內(nèi)容。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)主要是直流電動(dòng)機(jī)，其中渦輪渦桿減速裝置具有很多良好的特性，比如說正反旋轉(zhuǎn)、噪聲小和體積緊湊、便于布置以及安裝方便和密封性強(qiáng)。在升降結(jié)構(gòu)當(dāng)中，電動(dòng)機(jī)的輸出花鍵與絲筒進(jìn)行連接，繞在絲筒上的鋼絲與玻璃托架相連接，同時(shí)也配備著一降升降功能和防夾功能。對(duì)于玻璃升降系統(tǒng)來說，它的主要原理就是對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，讓其從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為升降器結(jié)構(gòu)帶玻璃上升或是下降到所需的位置，通過這樣的方式來完成汽車玻璃升降系統(tǒng)的應(yīng)用。汽車玻璃升降系統(tǒng)作為整車的重要組成部分，對(duì)開閉件系和整個(gè)車輛的質(zhì)量來說有著非常重要的影響，因此必須要強(qiáng)化對(duì)玻璃升降系統(tǒng)功能的重視度。要對(duì)保證能夠靈活平順的提升或者是降低車床玻璃，好要對(duì)側(cè)門車床玻璃的位置進(jìn)行保證。另外，還要通過玻璃運(yùn)行來對(duì)車窗進(jìn)行關(guān)閉處理，做好車內(nèi)空間與車外環(huán)境的隔離。車窗玻璃的掛壁還要發(fā)揮出阻止水、灰塵和車外空氣的作用。

3 汽車玻璃升降系統(tǒng)失效故障分析

汽車玻璃升降器是針對(duì)乘客乘坐舒適性，并且對(duì)車窗玻璃的密封性、安全性和便利性進(jìn)行保證的重要系統(tǒng)，它主要由多種零部件組成，每個(gè)零部件都有著自身制定的功能和作用，其壽命和質(zhì)量狀態(tài)都會(huì)影響整車的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于汽車升降器系統(tǒng)來說，在使用的過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生各種各樣的問題，有些問題是因?yàn)檫B接松動(dòng)造成的，因此可以對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，而有些問題是因?yàn)榱悴考Y(jié)構(gòu)受損造成的，沒辦法進(jìn)行修復(fù)。汽車玻璃升降系統(tǒng)在進(jìn)行運(yùn)行的過程中會(huì)出現(xiàn)各種故障問題，需要對(duì)其進(jìn)行關(guān)注。

3.1 異響故障

汽車玻璃升降器出現(xiàn)異響的原因有很多，下面主要將繩輪式升降器作為主要的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行噪音故障的分析。首先是可能會(huì)因?yàn)榛覊m而導(dǎo)致出現(xiàn)異響，因?yàn)榛瑝K如果與玻璃的連接方式出現(xiàn)不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象，或者是二的連接處存在著積灰的現(xiàn)象，一旦升降器在運(yùn)行之后停止，就會(huì)導(dǎo)致升降系統(tǒng)的內(nèi)部出現(xiàn)應(yīng)力釋放的現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致滑塊與玻璃出現(xiàn)摩擦，進(jìn)而產(chǎn)生一定的異響。對(duì)于這種現(xiàn)象來說，它的具體處理措施就是對(duì)連接處進(jìn)行除塵處理，如果想要從根本上對(duì)該問題進(jìn)行根除，繼續(xù)要從設(shè)計(jì)上出發(fā)對(duì)兩者的連接方式進(jìn)行有效的改進(jìn);升降器內(nèi)部出現(xiàn)的異響所產(chǎn)生的原因是不同的，因此需要考慮的改進(jìn)策略也會(huì)有所不同。對(duì)于鋼絲繩與套管之間的摩擦異響來說，主要的處理措施就是在護(hù)套管的兩端套入防磨頭，通過這樣的方式避免鋼絲繩與金屬管管出現(xiàn)摩擦異響。對(duì)于鋼絲繩和導(dǎo)輪之間的滑動(dòng)摩擦來說，這種情況下出現(xiàn)的噪聲多半會(huì)發(fā)生在玻璃升降器運(yùn)行的過程中，想要對(duì)這樣的問題進(jìn)行合理的解決，就需要將鋼絲繩和導(dǎo)輪之間的滑動(dòng)摩擦進(jìn)行優(yōu)化，改為滾動(dòng)摩擦的方式;對(duì)于鋼絲繩降噪管和玻璃摩擦之間的異響來說，主要是因?yàn)椴馁|(zhì)的原因?qū)е?，因此在進(jìn)行改進(jìn)的時(shí)候需要對(duì)降噪管材料進(jìn)行更改，使用不同材質(zhì)的材料進(jìn)行驗(yàn)證;在開關(guān)車門的時(shí)候，因?yàn)槔K輪式升降器的鋼絲繩會(huì)具有嬰的柔性，因此會(huì)隨著動(dòng)作出現(xiàn)鋼絲繩套管敲打玻璃出現(xiàn)異響的現(xiàn)象，想要對(duì)對(duì)其進(jìn)行解決，也是需要從材質(zhì)的更換進(jìn)行出發(fā)，同時(shí)對(duì)升降器和車門系統(tǒng)以及玻璃之間的間隙進(jìn)行關(guān)注，合理做好控制;在玻璃上升的時(shí)候如果出現(xiàn)抖動(dòng)異常的現(xiàn)象，多半都與車門的密封件有著重要的關(guān)系，膠條在經(jīng)過一段時(shí)間的使用之后會(huì)出現(xiàn)摩擦阻力增大的現(xiàn)象，因此容易造成上升時(shí)的抖動(dòng)異響。

3.2 升降故障

玻璃升降故障出現(xiàn)的原因有自身系統(tǒng)和車門系統(tǒng)兩種，對(duì)于車門系統(tǒng)的原因來說，主要包括著汽車玻璃呢槽發(fā)生變形或者是開裂損傷，或者是升降器螺栓出現(xiàn)松動(dòng)，或者是升降器內(nèi)部存在損壞和故障。

3.2.1 電機(jī)性能正常，機(jī)構(gòu)故障

對(duì)于繩輪式升降器來說，常見的機(jī)構(gòu)故障有幾種形式的內(nèi)容：一是鋼絲繩失效。出現(xiàn)這種現(xiàn)象主要是因?yàn)殇摻z繩受到了異常的磨損導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，另外，如果鋼絲繩和線輪之間的角度不合適也導(dǎo)致失效問題的出現(xiàn)。這種失效問題需要在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候就做好充分的設(shè)計(jì)驗(yàn)證;滑動(dòng)支架斷裂問題的出現(xiàn)大都是發(fā)生在金屬骨架外加注塑組成的滑動(dòng)支架上，除了要在設(shè)計(jì)的過程中對(duì)滑動(dòng)支架傳動(dòng)過程的受力情況進(jìn)行注意之外，還要對(duì)塑料部分的厚度和選材進(jìn)行綜合的考慮，盡可能的做到壁厚均勻，同時(shí)對(duì)注塑工藝進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

3.2.2 電機(jī)故障引起的問題

對(duì)于國(guó)產(chǎn)電機(jī)來說，在性能方面要與國(guó)外或者合資品牌具有一定的差距，使用國(guó)產(chǎn)電機(jī)的玻璃升降器在售后故障中主要集中在質(zhì)量問題上，具體的表現(xiàn)有電機(jī)內(nèi)部的燒蝕、虛焊脫焊、線路接觸不良等多個(gè)方面的問題，這些都是比較常見的問題。想要對(duì)地啊你售后故障問題的出現(xiàn)概率進(jìn)行降低，需要對(duì)電機(jī)的選擇進(jìn)行重視，在進(jìn)行投放之前需要做好充分的驗(yàn)證，同時(shí)強(qiáng)化對(duì)電機(jī)生產(chǎn)全過程的加工工藝監(jiān)督和管理，進(jìn)一步的保證好電機(jī)品質(zhì)一致性。

3.2.3 車門系統(tǒng)的原因

車門系統(tǒng)導(dǎo)致的升降故障主要有汽車玻璃呢槽發(fā)生變形或者是損壞，升降器的固定螺栓發(fā)生松動(dòng)等等，這些都有可能會(huì)造成玻璃升降器出現(xiàn)卡滯的故障。對(duì)于這種類型的故障來說，需要做好對(duì)汽車玻璃導(dǎo)槽的檢查，看其是否存在開裂的問題，如果存在開裂的問題，需要及時(shí)的更換部件。如果沒有出現(xiàn)開裂的問題，需要對(duì)玻璃導(dǎo)槽進(jìn)行徹底的清洗，然后對(duì)升降器進(jìn)行還原。如果在進(jìn)行清理之后依舊無法恢復(fù)升降器的功能，還需要進(jìn)一步的松開玻璃安裝螺釘，對(duì)玻璃位置進(jìn)行合理的調(diào)整，同時(shí)要做好內(nèi)部電路的檢查。最好故障的排除故障之后，還要對(duì)玻璃運(yùn)行的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試。

4 汽車玻璃升降系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)避方法

車門玻璃升降系統(tǒng)完成裝配之后，要通過外接直流電流電源和示波器的方式對(duì)玻璃上升和下降過程中的電流波動(dòng)范圍進(jìn)行測(cè)試，通過采用這樣的方式來對(duì)升降過程中的穩(wěn)定性進(jìn)行判定。首先要對(duì)玻璃升降臺(tái)架進(jìn)行搭建，通過在線診斷的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃升降系統(tǒng)的判斷和處理，還要對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄，將其上傳到本地的云端，然后通過建立專家數(shù)據(jù)庫(kù)的方式來對(duì)玻璃升降過程的可靠與否進(jìn)行判定。玻璃在上升的過程中，需要對(duì)其進(jìn)行一定的受力分析，要在玻璃還沒有接觸到車門上框密封條的瞬間，其上升阻力右前后端會(huì)存在一定的摩擦力，當(dāng)玻璃上升到上框，進(jìn)行入槽的一瞬間，就會(huì)受到上框的入槽反力。同時(shí)，在玻璃上升的過程中，還要對(duì)玻璃上升過程中的電動(dòng)機(jī)輸出力進(jìn)行詳細(xì)的分析，對(duì)其中所涉及到的各種力進(jìn)行力進(jìn)行詳細(xì)的分析。等到玻璃上升的時(shí)間達(dá)到5秒之后，對(duì)示波器進(jìn)行利用來對(duì)電流數(shù)據(jù)的變化進(jìn)行詳細(xì)的記錄，還要將相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地的云端數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，通過建立專家模型等方式來對(duì)玻璃升降系統(tǒng)的合格與否進(jìn)行判定。如果需要持續(xù)的按動(dòng)升降器的開關(guān)，需要對(duì)升降器運(yùn)行限制電流的設(shè)定進(jìn)行注意，要小于電動(dòng)機(jī)固有堵轉(zhuǎn)電流。此外，對(duì)于帶有一鍵升降功能的玻璃升降器控制來說，觸發(fā)其一鍵升降的命令之后，堵轉(zhuǎn)電流會(huì)出現(xiàn)大于運(yùn)行限制電流的現(xiàn)象，因此會(huì)出現(xiàn)開關(guān)斷電的現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于汽車玻璃升降系統(tǒng)的失效故障現(xiàn)象來說，很大的原因就是產(chǎn)品的質(zhì)量不過關(guān)，在生產(chǎn)的時(shí)候只看見眼前的利益卻沒有意識(shí)到長(zhǎng)遠(yuǎn)的利益。對(duì)于汽車玻璃升降系統(tǒng)來說，比較常見的失效故障就是異響故障和升降故障，這些故障會(huì)直接影響汽車玻璃升降系統(tǒng)的正常應(yīng)用，會(huì)給駕駛者帶來嚴(yán)重的困擾。想要對(duì)整車質(zhì)量進(jìn)行全面的保障，汽車玻璃升降系統(tǒng)的故障處理設(shè)計(jì)規(guī)避，也是必須要重點(diǎn)關(guān)注的問題，只有這樣才能避免售后問題的出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張慧.汽車電動(dòng)玻璃升降器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真[D].長(zhǎng)沙理工大學(xué)，2017.

[2]張州林.汽車叉臂式升降器系統(tǒng)設(shè)計(jì)及研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2018.

[3]唐超群，王偉.某車型玻璃升降器失效原因分析及解決措施[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2014（11）：64-67.

[4]潘耀三.關(guān)于汽車玻璃升降器常見故障問題的分析與研究[J].科技與企業(yè)，2016（05）：197.

[5]韓鐵石，曾令勇，范炳偉.汽車交叉臂式玻璃升降系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2013（19）：10-14.