摘要：介紹了刮水器電子馬達(dá)的應(yīng)用及基本結(jié)構(gòu)，同時(shí)分析了智能刮水系統(tǒng)的裝調(diào)工藝，總結(jié)了整車廠安裝過程中的工藝方案研究。刮水系統(tǒng)的革新也是行業(yè)內(nèi)研究的重要對(duì)象，其形式的研究備受行業(yè)關(guān)注，而更安全更智能的刮水系統(tǒng)也逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械刮水系統(tǒng)。

關(guān)鍵字：刮水器電子馬達(dá)；裝調(diào)工藝；工藝方案

隨著汽車電動(dòng)化、智能化的推進(jìn)，汽車刮水系統(tǒng)也朝著更加智能化及人性化發(fā)展，在滿足基本刮刷功能和實(shí)用性的前提下，向著汽車性能多樣化、駕駛更安全的方向發(fā)展，刮水系統(tǒng)與汽車整體安全性也成為行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。

汽車刮水系統(tǒng)是駕駛安全的重要保證，它的作用是刮刷前后風(fēng)擋玻璃的雨雪等雜質(zhì)，使得駕駛員能在多變的天氣以及外界污染情況下，獲得清晰的視野。因此，刮水系統(tǒng)在行車中能得到清晰的視野尤為重要。

汽車刮水系統(tǒng)發(fā)展至今已有100多年的歷史，如今，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，刮水器技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但這個(gè)在行車時(shí)必不可少的裝置卻并非與生俱來。從最初的無刮水器模式到手動(dòng)刮水器指導(dǎo)當(dāng)前的現(xiàn)代式刮水器，其結(jié)構(gòu)及形式發(fā)生了翻天覆地的變化。

汽車刮水器電動(dòng)機(jī)常見類型和結(jié)構(gòu)

1.常見類型

刮水器電動(dòng)機(jī)按照設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可分為有連桿刮水器電動(dòng)機(jī)及無連桿刮水器電動(dòng)機(jī)。

有連桿刮水器電動(dòng)機(jī)顧名思義就是刮水器電動(dòng)機(jī)上存在四連桿機(jī)構(gòu)，如圖1所示，刮水器電動(dòng)機(jī)通常與蝸輪蝸桿的機(jī)械部分集成在一起。蝸輪蝸桿提供減速增扭的作用。刮水器連桿通過傳動(dòng)裝置將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給刮水器臂，使其能夠有效地清潔風(fēng)擋玻璃。

而無連桿刮水器電動(dòng)機(jī)其本體無連動(dòng)桿機(jī)構(gòu)，刮水器電動(dòng)機(jī)直接將電動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞給刮水器臂，如圖2所示，其優(yōu)點(diǎn)是更利于汽車前艙空間小的設(shè)計(jì)，更好地布置刮水系統(tǒng)。

2.刮水器電子馬達(dá)和刮水器機(jī)械馬達(dá)對(duì)比

刮水器電子馬達(dá)相比機(jī)械馬達(dá)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化。

常見的刮水器馬達(dá)由電動(dòng)機(jī)部件、減速機(jī)、減速箱、傳動(dòng)渦輪及傳動(dòng)蝸桿等構(gòu)成，那么刮水器機(jī)械馬達(dá)和刮水器電子馬達(dá)最大的區(qū)別就在于機(jī)械馬達(dá)沒有控制模塊。機(jī)械馬達(dá)一旦起動(dòng)，就會(huì)360°的旋轉(zhuǎn)下去，而電子馬達(dá)中有電子控制模塊，可以控制馬達(dá)來回旋轉(zhuǎn)。

相比傳統(tǒng)的機(jī)械刮水器，智能的電子刮水器馬達(dá)可以將刮水器臂達(dá)到更低的?？课恢?，使汽車布置更加美觀，同時(shí)低的?？课恢檬沟蔑L(fēng)噪變小，提供駕駛員更加舒適的體驗(yàn)感；與此同時(shí)還可以使刮水器臂達(dá)到更多的刮刷區(qū)域，使得前風(fēng)擋玻璃更加干凈視野更加清晰。

智能的電子刮水器可以刮刷到A柱及通風(fēng)蓋板更靠近的位置，如圖3所示箭頭區(qū)域即是比機(jī)械刮水器所能多刮刷的部分。因?yàn)闄C(jī)械馬達(dá)沒有電子模塊控制，所有的誤差均有機(jī)械系統(tǒng)及其力學(xué)性能累計(jì)，為保證刮水器臂在刮刷過程不打到A柱及通風(fēng)蓋板，必須在設(shè)計(jì)時(shí)留有一定距離作為刮刷余量。然而智能刮水器電動(dòng)機(jī)有電子模塊，可以通過參數(shù)補(bǔ)償來控制電動(dòng)機(jī)上下刮刷時(shí)的加速度及角度，更大的增加刮刷面積。

智能刮水系統(tǒng)裝調(diào)工藝研究

1.智能刮水系統(tǒng)與機(jī)械刮水系統(tǒng)的安裝方式對(duì)比

汽車中常見的機(jī)械刮水系統(tǒng)定位方式大致分為兩種，一種是通過三個(gè)螺栓緊固至車身固定支架上，另一種則是通過兩個(gè)螺栓外加一個(gè)定位結(jié)構(gòu)固定至車身支架上，其安裝過程無特殊注意事項(xiàng)，但在安裝刮水器臂時(shí)需使用定位工裝將其固定于前風(fēng)擋玻璃白點(diǎn)位置。

對(duì)于智能刮水系統(tǒng)，其安裝方式與機(jī)械刮水器安裝方式相同，但由于智能刮水器使用電子馬達(dá)，其馬達(dá)內(nèi)部無機(jī)械結(jié)構(gòu)鎖止，這樣在安裝刮水器臂的過程，對(duì)電子馬達(dá)的控制就尤為重要，需要一些工藝手段來達(dá)到所需要求。

2.智能刮水系統(tǒng)安裝控制必要性及方案

機(jī)械刮水系統(tǒng)，在刮水器臂安裝過程中，因刮水器馬達(dá)的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)，可以很好地鎖止電動(dòng)機(jī)軸，安裝過程僅需定位工裝固定即可，如圖4所示。

智能刮水器馬達(dá)由于內(nèi)部集成電子模塊，如圖5所示，其刮水器臂安裝過程，若整車未保持通電狀態(tài)，電子模塊無命令信號(hào)，此時(shí)智能刮水器無鎖止功能，因此整車廠在安裝刮水器臂時(shí)工藝控制尤為重要。

主機(jī)廠對(duì)智能刮水系統(tǒng)安裝工藝控制主要有兩類：刮水器電子馬達(dá)原位控制及刮水器臂安裝過程控制。刮水器電子馬達(dá)原位控制，即電子馬達(dá)零件在進(jìn)入主機(jī)廠及刮水器臂安裝前，保證電動(dòng)機(jī)軸在原位置。刮水器臂安裝過程控制，即刮水器臂安裝并濕刮后可保持與風(fēng)擋玻璃白點(diǎn)對(duì)齊，誤差在±5mm以內(nèi)。

為了保證刮水器臂在安裝過程中電動(dòng)機(jī)軸不偏轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)者也將刮水器電動(dòng)機(jī)增加連動(dòng)桿機(jī)構(gòu)，更好地控制刮水器電動(dòng)機(jī)軸偏轉(zhuǎn)。除了在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面上進(jìn)行控制外，依據(jù)整車安裝情況，也可能有在安裝過程中進(jìn)行調(diào)整操作的需要，下文將分別對(duì)刮水器電子馬達(dá)原位控制及刮臂安裝定位等裝調(diào)方案進(jìn)行闡述。

智能刮水器電子馬達(dá)原位控制方案

1.產(chǎn)品特征控制方案

刮水器為了傳導(dǎo)動(dòng)力并改變動(dòng)力方向，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)常常采用四連桿機(jī)構(gòu)，如圖6所示，曲柄、連桿和搖桿等桿件將刮水器電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為搖臂的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；然而四連桿機(jī)構(gòu)不僅可以提供刮水器臂所需傳導(dǎo)動(dòng)力，同時(shí)對(duì)智能刮水器電動(dòng)機(jī)軸保持原位提供鎖止功能，這樣在刮水器電動(dòng)機(jī)運(yùn)輸過程，對(duì)原位控制起到較好的控制作用。

2.工藝控制方案

（1）復(fù)位設(shè)備" "對(duì)于無四連桿機(jī)構(gòu)的智能刮水器電動(dòng)機(jī)，大部分整車廠在安裝刮水器臂時(shí)采用整車通電，但是整車通電緊固刮水器臂會(huì)存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，刮水器臂緊固過程可能會(huì)移動(dòng)，打傷操作人員，同時(shí)潛在對(duì)蓄電池存在耗電現(xiàn)象，所以對(duì)于無四連桿機(jī)構(gòu)的智能刮水器電動(dòng)機(jī)，在安裝刮水器臂時(shí)需考慮使用外接設(shè)備模擬整車供電給刮水器電動(dòng)機(jī)鎖止信號(hào)，完成刮水器臂安裝。設(shè)備概念如圖7所示。常見智能刮水器電動(dòng)機(jī)Bosch和Valeo，其刮水器電動(dòng)機(jī)在整車廠安裝刮水器臂時(shí)，使用外接設(shè)備進(jìn)行帶電復(fù)位，為了對(duì)刮水器臂具有鎖止功能，需讓刮水器電動(dòng)機(jī)供應(yīng)商提供電動(dòng)機(jī)插頭陣腳定義及電子架構(gòu)。該方案會(huì)增加一定的操作時(shí)間及設(shè)備成本。

復(fù)位設(shè)備基本操作流程為：刮水器電動(dòng)機(jī)安裝至整車固定位置，將復(fù)位設(shè)備插頭插接至電動(dòng)機(jī)插頭并設(shè)備上電，完成刮水器電動(dòng)機(jī)復(fù)位控制。

刮水器臂安裝控制：由于刮水器臂在工藝過程中為較后安裝，因進(jìn)氣格柵等零件遮擋刮水器電動(dòng)機(jī)，導(dǎo)致不能直接連接刮水器電動(dòng)機(jī)，這時(shí)可通過UEC模塊取電，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)供電鎖止，控制刮水器臂安裝并緊固，安裝完畢后設(shè)備移除。

（2）定位工裝" "在保證智能刮水器電動(dòng)機(jī)鎖止的前提下，刮水器臂的安裝位置尤為重要，刮水器臂合適的安裝位置將決定整車起動(dòng)刮水系統(tǒng)濕刮的質(zhì)量，刮水器臂安裝的位置過高或者過低都將影響掛刷位置精度，所以整車廠安裝刮水器臂定位顯得尤為重要。

常見刮水器臂安裝定位為前風(fēng)擋玻璃的白點(diǎn)，它作為刮水器臂定位基準(zhǔn)，定位工裝設(shè)計(jì)在進(jìn)氣隔柵板及刮水器臂之間，定位后工裝不能活動(dòng)，如有必要可使用吸盤吸附在前風(fēng)窗玻璃上，定位及固定建議參照表1。工裝與前刮水器臂配合處上下可調(diào)，且能鎖緊，如圖8所示。

綜合以上分析，當(dāng)整車廠引入智能刮水器電動(dòng)機(jī)時(shí)，使用復(fù)位鎖止設(shè)備及定位工裝的方案可以使整車質(zhì)量更高，安全風(fēng)險(xiǎn)越低，對(duì)總體生產(chǎn)線的影響較小。

結(jié)語

智能刮水器不僅在設(shè)計(jì)上滿足人們對(duì)汽車的個(gè)性化需求，更是給汽車智能化帶來了更多可能。隨著汽車設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝水平的不斷提升，智能刮水器的應(yīng)用將越來越具備普適性，逐漸成為外飾設(shè)計(jì)中的主流，其相關(guān)工藝未來也將向著高精度、更安全的方向發(fā)展。