代啟文 楊新帥 劉道鑫

摘要：汽車玻璃升降系統(tǒng)在使用過程中有可能因為電機故障、機械結(jié)構(gòu)變形和卡頓、鋼絲繩斷裂等原因而停止工作，而這些問題的出現(xiàn)也反映出其在設(shè)計過程中存在較大的優(yōu)化提升空間。首先介紹了汽車玻璃升降系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點和工作原理，然后介紹了其在運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)的故障類型和原因，最后在此基礎(chǔ)上提出優(yōu)化相關(guān)設(shè)計的基本思路。

關(guān)鍵詞：汽車玻璃升降系統(tǒng);失效故障;設(shè)計優(yōu)化

引言：

汽車玻璃升降系統(tǒng)中包括電力控制線路、直流電機、連桿結(jié)構(gòu)以及鋼絲繩等，任何一個組件出現(xiàn)故障，都會導(dǎo)致玻璃升降系統(tǒng)無法正常運行。玻璃升降系統(tǒng)使用非常頻繁，容易產(chǎn)生故障。在汽車設(shè)計和制造中要加強對玻璃升降系統(tǒng)的優(yōu)化，使其達(dá)到良好的可靠性，重點是提高電機、鋼絲繩、連桿裝置的性能。

一、汽車玻璃升降系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點

第一，結(jié)構(gòu)組成。1）動力裝置。汽車玻璃升降系統(tǒng)分為手動和電動兩種，目前主要是電動。其核心的動力裝置是玻璃升降電機，這種電機采用直流電，整個升降裝置依靠電機產(chǎn)生的電力動力完成玻璃的控制;2）控制系統(tǒng)。這一部分具有多個組件，典型的包括絲桶、鋼絲繩、玻璃升降器總成、車門玻璃托槽等。3）蝸輪蝸桿。這裝置的作用是控制玻璃在升降過程中的速度，尤其是在玻璃接近車門頂部位置上限時。該裝置可作用于兩個升、降兩個方向，因而能夠旋轉(zhuǎn)，在工作條件下產(chǎn)生的噪聲也非常小。

第二，工作原理。每一個車門內(nèi)安裝有專門的直流電動機，該電機設(shè)計有兩個工作方向，分別控制升、降，電動機根據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)來判斷具體的轉(zhuǎn)動方向。電動機運行速度較快，在其主軸上安裝有專門的渦輪減速裝置，控制玻璃的升降速度。電動機作用于安裝在絲桶中的鋼絲繩，使其驅(qū)動連桿裝置，將玻璃整體推舉起來。連桿為X型，上部設(shè)置有托架，底部在軌道上運行，調(diào)節(jié)連桿托架的高度。

二、汽車玻璃升降系統(tǒng)常見故障

（一）機械結(jié)構(gòu)故障

從汽車玻璃系統(tǒng)的工作原理可知，鋼絲繩、連桿裝置（可滑動支架）發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用，電動機產(chǎn)生的作用力要借助這些機械結(jié)構(gòu)才能傳導(dǎo)到車門玻璃上。但是這些機械結(jié)構(gòu)在長期工作中也會產(chǎn)生一定的磨損、變形或者卡頓，進(jìn)而導(dǎo)致玻璃的升降功能受到嚴(yán)重的干擾。例如，當(dāng)鋼絲繩打折、交錯或者斷裂時，無法在連桿裝置上產(chǎn)生足夠的作用力。另外，連桿的滑動結(jié)構(gòu)也可能受損[1]。因此，在設(shè)計車門的機械結(jié)構(gòu)時要充分研究鋼絲繩和連桿機構(gòu)的運行方式，通過大量的可靠性實驗不斷加以優(yōu)化。

（二）電機故障

電機產(chǎn)生了動力，一旦電機出現(xiàn)故障，玻璃升降系統(tǒng)會立即停止工作。由于車門升降系統(tǒng)使用非常頻繁，這就要求電機達(dá)到良好的可靠性和足夠的使用壽命。國內(nèi)電機產(chǎn)品的質(zhì)量和性能已經(jīng)取得了長足的發(fā)展和提高。但是電機畢竟是消耗品，長期使用必然存在損毀的風(fēng)險，主要的問題包括線路燒蝕、接觸不良等。電機在制造過程中還會產(chǎn)生一些焊點，而這些焊點有可能存在未焊透、虛焊之類的問題。車輛在行駛的過程中經(jīng)常受到顛簸和振動，也可能對電機產(chǎn)生損壞，造成脫焊。

（三）控制系統(tǒng)故障

汽車車門玻璃升降系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換按鈕、電機電源線路等起到非常重要的控制作用，這些線路在使用過程中可能出現(xiàn)斷路的問題，導(dǎo)致電源通路中斷。連桿裝置要和滑槽配合運行，滑槽在長期的使用中存在變形、開裂、螺栓松動以及灰塵阻塞等風(fēng)險。當(dāng)玻璃升降系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，要檢查這些控制結(jié)構(gòu)是否運行正常，必要時可拆開車門，對其進(jìn)行清理、緊固、調(diào)整或者更換。

（四）異響

汽車玻璃升降系統(tǒng)內(nèi)部的機械結(jié)構(gòu)眾多，絲桶和鋼絲繩、連桿機構(gòu)和滑槽、玻璃和車門之間都存在相互摩擦的情況，如果車門內(nèi)部安裝不規(guī)范，如螺絲未充分緊固、機械結(jié)構(gòu)變形等。這些情況會增加其在運行過程中的摩擦力，進(jìn)而導(dǎo)致異響。

三、汽車玻璃升降系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

要有效地優(yōu)化汽車玻璃升降系統(tǒng)，就要充分研究其內(nèi)部的運行方式，尤其要關(guān)注電機和各類機械結(jié)構(gòu)。因此，在車門安裝完成之后，可利用示波器對電機運行過程中的電流變化規(guī)律進(jìn)行研究，主要是觀察其是否存在較為明顯的波動。正常情況下，如果機械結(jié)構(gòu)受力均勻，電機的電流也會呈現(xiàn)出明顯的線性規(guī)律，如果運行時出現(xiàn)卡頓，受力不均勻，電流在示波器中具有產(chǎn)生較大的波動[2]。優(yōu)化內(nèi)容涵蓋以下幾個方面。第一，電機選型。這類產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，在選型中要突出電機的可靠性。汽車企業(yè)在設(shè)計和制造的過程中都會進(jìn)行大量的可靠性實驗，電機應(yīng)該作為重點內(nèi)容。第二，加強機械裝置耐磨損性和結(jié)構(gòu)強度。提高機械強度可使其在后續(xù)的使用中降低變形和磨損的風(fēng)險，這樣也能減少噪音，例如，強化滑槽、連桿裝置的強度。第三，優(yōu)化玻璃升降的實現(xiàn)方式?，F(xiàn)有的汽車玻璃升降系統(tǒng)主要依靠機械結(jié)構(gòu)的相互作用來實現(xiàn)，在具體運用中可根據(jù)實踐效果來優(yōu)化其運行方式，如簡化現(xiàn)有結(jié)構(gòu)、減少摩擦作用等。這一點有賴于材料、電機、工業(yè)控制技術(shù)的全面提升。

四、結(jié)束語

汽車玻璃升降系統(tǒng)受到電機、電力控制線路、轉(zhuǎn)換按鈕、連桿裝置以及鋼絲繩等多種結(jié)構(gòu)的限制，而這些組件在運行過程中可能出現(xiàn)故障。電機存在線路燒蝕、焊點脫落等故障風(fēng)險，鋼絲繩存在打折、斷裂、卡頓之類的問題。汽車制造企業(yè)可利用示波器觀察電機在運行時的電流波動情況，同時強化易變性和磨損的機械組件，并且盡可能改進(jìn)其運行原理。

參考文獻(xiàn)：

[1]茅衛(wèi)東，周俊鋒，王成文，等.汽車玻璃升降系統(tǒng)失效故障探究及設(shè)計規(guī)避[J].汽車工藝師， 2019（9）：4.

[2]周菲菲，多帥，王艷.汽車玻璃升降器常見故障問題的分析與研究[J].汽車世界， 2019（18）：1.

作者簡介：代啟文（1997.05-），男，漢族，河南信陽人，本科。研究方向：車輛工程專業(yè)