胡喜軍 沈縉華

摘 要：汽車玻璃升降器是關(guān)系到乘員乘坐舒適性并滿足汽車安全防盜的重要部件，也是車門系統(tǒng)中使用最頻繁的零部件，其性能是否可靠直接影響汽車安全及客戶的舒適性。本文主要從繩輪式玻璃升降系統(tǒng)入手，解析汽車車窗玻璃下降時(shí)遇水抖動(dòng)異響問(wèn)題，并結(jié)合眾泰某項(xiàng)目玻璃升降器下降抖動(dòng)現(xiàn)象，總結(jié)出玻璃升降器下降時(shí)遇水抖動(dòng)異響問(wèn)題原因。

關(guān)鍵詞：玻璃升降器;遇水抖動(dòng);張緊力;失效模式

1 前言

近年來(lái)，隨著人們對(duì)汽車要求的提高，客戶越來(lái)越關(guān)注汽車使用過(guò)程中的細(xì)節(jié)。針對(duì)玻璃升降系統(tǒng)，車窗操作的舒適性是目前各大主機(jī)廠重點(diǎn)提升的對(duì)象之一。對(duì)于呢槽不帶植絨的玻璃升降系統(tǒng)，雨天對(duì)車窗玻璃進(jìn)行升降操作時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)明顯的玻璃抖動(dòng)、異響現(xiàn)象，這將直接影響客戶的使用舒適性，導(dǎo)致用戶的抱怨。

2 汽車車窗玻璃升降器工作原理及故障模式

2.1 工作原理

繩輪式電動(dòng)玻璃升降器工作原理：由電機(jī)帶動(dòng)繞線輪旋轉(zhuǎn)，拉動(dòng)鋼絲繩移動(dòng)，帶動(dòng)玻璃安裝托架沿導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)，從而使車門玻璃上升或下降運(yùn)動(dòng)。

2.2 功能

電動(dòng)玻璃升降器的功能主要有：①調(diào)整汽車門玻璃開(kāi)度的大小;②保證車門玻璃升降平穩(wěn)，且能隨時(shí)順利開(kāi)啟和關(guān)閉;③當(dāng)升降器不工作時(shí)，玻璃能停留在任意位置上。

2.3 故障模式

正常情況，玻璃升降器上升、下降運(yùn)行平穩(wěn)，下雨時(shí)（呢槽、水切上有水時(shí)）玻璃下降時(shí)會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，上升運(yùn)行正常，水干后又能正常上升、下降運(yùn)行。

3 汽車車窗玻璃下降抖動(dòng)異響問(wèn)題解析

升降器在上升或下降過(guò)程，實(shí)際是鋼絲繩拉動(dòng)滑塊上升或下降運(yùn)動(dòng)，彈簧在此過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生壓縮和伸長(zhǎng)現(xiàn)象。

彈簧在升降器上主要有以下幾種狀態(tài)：自由狀態(tài)、裝配狀態(tài)及壓并狀態(tài)。升降器在堵轉(zhuǎn)時(shí)一端彈簧會(huì)壓并，另一端會(huì)伸長(zhǎng)，伸長(zhǎng)的彈簧長(zhǎng)度應(yīng)小于彈簧自由狀態(tài)長(zhǎng)度L1，且留有一定的安全余量，避免鋼絲繩張緊力為0導(dǎo)致的鋼絲繩脫出、錯(cuò)槽等售后質(zhì)量問(wèn)題。彈簧剩余壓縮量L3（裝配狀態(tài)長(zhǎng)度-壓并狀態(tài)長(zhǎng)度）一般在0.25-2mm之間為宜。此值過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致總成難以裝配，升降器機(jī)構(gòu)阻力大大增加，機(jī)構(gòu)效率會(huì)相應(yīng)降低;此值過(guò)大，升降器在堵轉(zhuǎn)時(shí)，一端彈簧壓并，另一端伸長(zhǎng)量會(huì)較大，安全余量相應(yīng)減小。

L1——彈簧總長(zhǎng)度;

L2——彈簧壓并長(zhǎng)度;

L3——彈簧剩余壓縮量。

眾泰某項(xiàng)目玻璃升降器下降抖動(dòng)現(xiàn)象，具體分析如下：

①該項(xiàng)目車窗玻璃重量為33N，遇水后呢槽及水切的動(dòng)摩擦系數(shù)降低，此時(shí)滑動(dòng)阻力約30N，即玻璃上升時(shí)系統(tǒng)阻力為30+33=63N，玻璃下降時(shí)的系統(tǒng)阻力為30-33=-3N;

②彈簧彈性系數(shù)K=5，上下兩彈簧的總剩余壓縮量為0.5～4mm，一端壓并時(shí)所需力值為F=KL=2.5～20N，故當(dāng)阻力始終大于20N時(shí)能保證—彈簧運(yùn)行過(guò)程中被壓并，即玻璃上升時(shí)，一側(cè)彈簧是始終被壓并狀態(tài)，另一側(cè)彈簧伸長(zhǎng);

③由①②可知，下降時(shí)玻璃阻力小于彈簧壓并所需要的力，故玻璃在下降時(shí)，彈簧不會(huì)被壓并;而遇水后玻璃與呢槽及水切的靜摩擦力增大，下降時(shí)玻璃阻力較大，彈簧在啟動(dòng)瞬間被壓縮，正常運(yùn)行時(shí)阻力減小，彈簧伸長(zhǎng)，如此反復(fù)，從而導(dǎo)致下降啟動(dòng)瞬間出現(xiàn)抖動(dòng)異響現(xiàn)象。另外，運(yùn)行過(guò)程中阻力不均也可能出現(xiàn)彈簧反復(fù)伸縮現(xiàn)象，從而導(dǎo)致玻璃抖動(dòng)。

4 避免玻璃下降抖動(dòng)異響失效模式措施

基于對(duì)以上下降抖動(dòng)異響問(wèn)題的失效模式進(jìn)行排查，最終排查為彈簧剛度與系統(tǒng)阻力匹配問(wèn)題導(dǎo)致，解決方案主要有以下兩方面：

①增大系統(tǒng)阻力，保證彈簧在下降瞬間及運(yùn)行過(guò)程中時(shí)刻被壓并，不會(huì)往復(fù)伸縮。但系統(tǒng)阻力增大后，車窗關(guān)閉力及玻璃升降速度需重新計(jì)算，選定合適的電機(jī);

②減小彈簧壓并時(shí)所需的力值。即減小彈簧K值或減小剩余壓縮量L。減小剩余壓縮量L需考慮可裝配性，太小會(huì)導(dǎo)致總成裝配困難;減小彈簧K值要考慮增加彈簧總長(zhǎng)，保證升降系統(tǒng)張緊力。

考慮到增加系統(tǒng)阻力會(huì)加劇密封件的磨損，同時(shí)玻璃升降器電機(jī)需重新選型計(jì)算，驗(yàn)證周期較長(zhǎng)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該項(xiàng)目最終整改措施為減小彈簧K值，同時(shí)增加彈簧總長(zhǎng)度，保證升降器系統(tǒng)張緊力。

另外，基于理論分析及實(shí)車改制驗(yàn)證，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用如下方案也能減輕甚至根除玻璃下降抖動(dòng)現(xiàn)象：

①使用帶植絨的玻璃呢槽。植絨呢槽的絨毛能夠消除呢槽與玻璃接觸的水膜，降低濕態(tài)時(shí)呢槽與玻璃的靜摩擦力，從而減少靜摩擦力與動(dòng)摩擦力的差值;

②玻璃升降器彈簧布置在電機(jī)座板上。當(dāng)玻璃升降器彈簧布置在滑塊上時(shí)，彈簧受到的力即為玻璃升降時(shí)的阻力;當(dāng)玻璃升降器彈簧布置在電機(jī)座板時(shí)，彈簧受到的力為玻璃升降的阻力+升降器內(nèi)阻，此種情況下玻璃升降時(shí)彈簧受力較大，易處于壓并狀態(tài)，不易發(fā)生抖動(dòng)。

5 結(jié)論

本文主要根據(jù)眾泰某項(xiàng)目玻璃升降下降抖動(dòng)異響現(xiàn)象，最終排查原因?yàn)椋涸诓Ａ灯飨陆颠\(yùn)行過(guò)程中，彈簧會(huì)反復(fù)伸縮，玻璃運(yùn)行出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，并產(chǎn)生異響。本文最后總結(jié)改善措施為以下四項(xiàng)：（1）彈簧K值與系統(tǒng)阻力匹配;（2）彈簧長(zhǎng)度優(yōu)化保證系統(tǒng)張緊力;（3）使用帶植絨的玻璃呢槽;（4）升降器彈簧布置在電機(jī)座板上。以上結(jié)論可為眾泰后續(xù)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)提供參考。

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