周大華

江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心試驗(yàn)部，安徽合肥 230601

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)玻璃升降器越來越多的應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，而這其中繩輪式電動(dòng)升降器占據(jù)著非常重要的市場(chǎng)。與傳統(tǒng)玻璃升降器相比，繩輪式電動(dòng)升降器具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)、調(diào)節(jié)方便、遙控自如、噪音小等優(yōu)異性能。鑒于繩輪式玻璃升降器的優(yōu)異性能，它已被越來越多的高檔車所應(yīng)用。

1 繩輪式電動(dòng)升降器原理及結(jié)構(gòu)

常見的電動(dòng)玻璃升降器主要由電機(jī)、機(jī)械升降機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。

繩輪式電動(dòng)玻璃升降器是指由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過卷絲筒、繩索等轉(zhuǎn)動(dòng)，使車窗玻璃上升或下降到需要位置的一種裝置，通常分為單導(dǎo)軌式和雙導(dǎo)軌式。以某車型位列，其結(jié)構(gòu)如圖1：

圖1

升降器的導(dǎo)軌總成1通過上下部分的安裝支架分別固定在門內(nèi)鈑金上，卷絲機(jī)構(gòu)4 連同電機(jī)5 也固定在車門內(nèi)鈑金上，車窗玻璃通過螺釘固定在滑塊2 上，電機(jī)接受控制系統(tǒng)傳遞的信號(hào)做正反轉(zhuǎn)，使卷絲機(jī)構(gòu)中絲筒旋轉(zhuǎn)，收縮或放長(zhǎng)拉絲3，促使滑塊沿升降器導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)車窗玻璃沿門框?qū)к壣舷逻\(yùn)動(dòng)。

2 幾種常見的故障模式

1）玻璃卡滯；

2）玻璃運(yùn)行過程中伴隨各種情況的異響；

3）玻璃上升速度或下降速度過快，過慢或抖動(dòng)現(xiàn)象；

4）玻璃運(yùn)行過程中造成門框膠條、內(nèi)外劈水條、呢槽磨損及變形。

3 故障因素及分析

3.1 玻璃固定滑塊的影響

開發(fā)時(shí)由于要考慮到升降器系統(tǒng)各個(gè)部件的匹配性，滑塊與升降器導(dǎo)軌之間通常會(huì)留有很小的活動(dòng)間隙，這樣滑塊在運(yùn)動(dòng)時(shí)可以通過微調(diào)自身與導(dǎo)軌間間隙來減小車窗玻璃運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力?；瑝K自身有一定的自由度，但其與導(dǎo)軌之間的活動(dòng)間隙也不能過大，否則在升降器啟動(dòng)的瞬間或堵轉(zhuǎn)時(shí)滑塊會(huì)發(fā)生左右晃動(dòng)，造成固定在滑塊上的車窗玻璃跟著晃動(dòng)。在抽取了市場(chǎng)上某車型輪廓后，作圖2，圖中，a-b的間接一般為0.2mm。當(dāng)a-b值偏大會(huì)時(shí)，升降器啟動(dòng)瞬間和堵轉(zhuǎn)時(shí)往往伴有沖擊異響。

圖2

3.2 玻璃弧面的因素

玻璃X 軸方向的球面和外劈水條的配合間隙過緊，使車窗玻璃在上升和下降時(shí)，外劈水條對(duì)它的作用阻力過大，造成玻璃升降速度緩慢，嚴(yán)重時(shí)玻璃會(huì)卡滯停在某個(gè)位置。

X 軸方向的球面和外劈水條的配合間隙如果過大，外劈水條無法起防水、防塵作用，同時(shí)玻璃在升降過程中會(huì)出現(xiàn)晃動(dòng)現(xiàn)象。

3.3 玻璃導(dǎo)向槽的影響

3.3.1 導(dǎo)向槽與升降器導(dǎo)軌弧度的匹配一致性

試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際生產(chǎn)中，由于工裝、焊裝等因素的影響，導(dǎo)向槽往往會(huì)出現(xiàn)的偏面的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的發(fā)生對(duì)于整個(gè)車門系統(tǒng)來說是致命的。因車窗玻璃的運(yùn)動(dòng)方向還是它的設(shè)計(jì)方向，但導(dǎo)向槽發(fā)生偏面后，會(huì)和車窗玻璃發(fā)生擠壓，在Y軸方向上給予車窗玻璃一個(gè)壓力F，并最終會(huì)形成Z 軸方向磨擦力，從而影響玻璃在導(dǎo)軌中的順利地升降。

3.3.2 前后導(dǎo)向槽安裝支架的影響

在研究該問題時(shí)，我們作了大量的分析對(duì)比試驗(yàn)，由于過程比較復(fù)雜，我們借助了三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，對(duì)車門焊接尺寸做了全面系統(tǒng)的測(cè)量。

下面以市場(chǎng)上某款車型為列，該款車型前導(dǎo)向槽在與車門系統(tǒng)匹配的過程中，出現(xiàn)了前導(dǎo)向槽的空間位置在焊裝后無法穩(wěn)定的情況，最終顯現(xiàn)的故障模式為玻璃在上下端升降速度不一致，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)了卡滯現(xiàn)象。在分析問題癥結(jié)所在之后，我們作圖c，并取其B-B截面得圖d，車窗玻璃在導(dǎo)向槽的上段和下段與導(dǎo)軌面的距離Z值不一致且很小，一度出現(xiàn)Z≤2mm 的情況。這時(shí)玻璃在X方向就會(huì)給了導(dǎo)向槽壓力F1，這種情況是絕對(duì)不允許出現(xiàn)的。這就要求在車門沖焊過程中，各焊接位置尺寸得到精確控制，否則會(huì)造成升降系統(tǒng)的故障，且很難發(fā)現(xiàn)造成故障的原因。

圖3

圖4 導(dǎo)軌及相關(guān)部分截面

3.3.3 導(dǎo)向槽自身截面的一致性

在導(dǎo)向槽和呢槽的截面圖圖d中，A的尺寸需要嚴(yán)格控制。汽車車窗玻璃的厚度在一般的情況下都3.2mm（也有3.5mm的），呢槽安裝在導(dǎo)向槽中。玻璃在沿著升降器導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)過程中，它與呢槽的間隙應(yīng)是均勻的，且有一定的活動(dòng)量（圖d中X 值），一般設(shè)計(jì)值為2±0.5mm。如果導(dǎo)向槽截面在由于不確定因素，減小1mm～2mm，整個(gè)環(huán)境體現(xiàn)出來的就是在橫向方向上呢槽對(duì)玻璃的壓力F2 增大，玻璃摩擦的呢槽，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致玻璃卡滯。故導(dǎo)向槽的自身的截面尺寸必須嚴(yán)格控制，否則極易出現(xiàn)部分區(qū)域阻力大，部分區(qū)域阻力小，玻璃在升降過程中出現(xiàn)抖動(dòng)或卡滯現(xiàn)象。

由于導(dǎo)向槽截面一致性差造成的玻璃升降抖動(dòng)問題，在維修時(shí)一般很難判定，肉眼上很難觀察出導(dǎo)向槽尺寸的細(xì)微變化，它需要對(duì)照?qǐng)D紙對(duì)導(dǎo)向槽尺寸進(jìn)行很細(xì)致精確的測(cè)量。

3.4 呢槽和內(nèi)外劈水條的影響

呢槽安裝在車門玻璃和門框上的支撐金屬件之間，其斷面為U型，車門玻璃插于U型呢槽內(nèi)，支撐金屬件半包于U型呢槽外。呢槽和內(nèi)外劈水條的主要作用是在玻璃和車門之間密封，起防雨、防塵、隔音等作用，同時(shí)使玻璃和車門鈑金件之間由硬接觸變?yōu)檐浗佑|，有效減緩玻璃和導(dǎo)向槽的作用力。呢槽的主要材質(zhì)為EPDM，硬度通常在70A～80A，而劈水條一般多為軟質(zhì)PVC（聚氯乙烯）和鋼帶擠出成型，表面為植絨處理。呢槽和玻璃接觸面部分的表面處理結(jié)果直接影響到玻璃升降的阻力，即圖d中的F2，故一定要嚴(yán)格要求。

其次呢槽的截面尺寸也會(huì)造成升降器系統(tǒng)故障，最常見的問題就是玻璃升降緩慢，主要原因呢槽截面尺寸偏小，導(dǎo)致圖d中的F2增大。其實(shí)呢槽的截面尺寸與圖d中的尺寸A 關(guān)系是一致的：A 值小，截面尺寸小；A 值大，截面尺寸可以大。

3.5 車門的影響

玻璃升降器的導(dǎo)軌安裝孔通常要求在X 軸方向應(yīng)是腰形孔，使導(dǎo)軌在內(nèi)板上可以調(diào)節(jié)，以彌補(bǔ)前后導(dǎo)向槽在焊接或總裝時(shí)造成的位置偏差。如果玻璃在升降器起動(dòng)時(shí)向前傾斜，則下方導(dǎo)軌安裝支架向-X 軸方向調(diào)整；如果玻璃上升時(shí)上端部分前傾，則上方導(dǎo)軌安裝支架后調(diào)。

內(nèi)板的孔位同時(shí)也決定了后導(dǎo)向槽的安裝位置，如果在車門內(nèi)板已穩(wěn)定、定型的情況下，而后導(dǎo)向槽的空間位置不理想，可以通過調(diào)整導(dǎo)向槽的安裝支架來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的和諧匹配。其實(shí)，車門對(duì)升降器系統(tǒng)的影響主要是導(dǎo)致升降系統(tǒng)的弧度匹配不一致，車窗玻璃偏離了設(shè)計(jì)的軌道。

3.6 升降器電機(jī)自身因素

在以往的開發(fā)試驗(yàn)過程中，我們發(fā)現(xiàn)升降器自身的因素也有很多。如滑塊自身的強(qiáng)度，在發(fā)現(xiàn)的很多類市場(chǎng)問題中，造成升降器玻璃無法升起的一個(gè)重要原因就是滑塊與玻璃固定連接處破碎，玻璃脫離了升降器系統(tǒng)，失去動(dòng)力。

其次，電機(jī)因素也是影響升降器正常工作的一個(gè)重要?dú)⑹?，而電機(jī)故障中大概有40%是由于電機(jī)的密封性差造成的，其中也有電機(jī)內(nèi)部燒蝕，定子掃堂，虛焊脫焊，線路接觸不良等因素。大部分此類故障在跟換了升降器電機(jī)之后問題就會(huì)得到解決。

最后一類故障就是升降器滑繩斷裂，由于現(xiàn)代科技的發(fā)展，滑繩的可靠性得到了很大的提高，故此類市場(chǎng)故障極少發(fā)生，但也存在，這個(gè)時(shí)候只能跟換升降器總成本身了。

4 結(jié)論

本文對(duì)開發(fā)過程中和市場(chǎng)反饋回來的繩輪式玻璃升降器各種故障模式進(jìn)行了深入的理論分析，通過總結(jié)歸納，為解決各類故障提供了分析問題的依據(jù)，同時(shí)部分理論也能應(yīng)用到其它類型的玻璃升降器故障分析上。

[1]朱志林，周增華.電動(dòng)玻璃升降器失效原因分析及改進(jìn)措施[J].中國(guó)科技信息，2005(12).

[2]趙紅杰.汽車玻璃升降器失效控制技術(shù)[J].北京汽車，2000(1).