王愛(ài)國(guó)

摘 要：雙叉臂式玻璃升降器因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)關(guān)聯(lián)部件精度要求高，容易出現(xiàn)玻璃升降異響的問(wèn)題。文章以某車(chē)型玻璃升降系統(tǒng)異響為案例，從雙叉臂式玻璃升降器工作原理入手，闡述了問(wèn)題的發(fā)生原因及影響因素，探討了問(wèn)題解決方法，制定了解決措施并進(jìn)行了驗(yàn)證，解決了玻璃升降異響的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：雙叉臂式玻璃升降器;玻璃升降系統(tǒng)異響;解決方法;驗(yàn)證中圖分類(lèi)號(hào)：U463.8 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2019）01-73-04

Influencing factors and solutions of glass lift and lift noise of a vehicle

Wang Aiguo

（ Hozon New Energy Automobile Co.， LTD.， Zhejiang Jiaxing 314000 ）

Abstract：?Due to the complex structure of the double-fork arm glass hoist， the accuracy of the associated parts is required to be high， and the problem of glass lifting is likely to occur. This paper takes the case of a glass lifting system of a vehicle as a case， starts with the working principle of the double-armed glass lifting device， expounds the cause of the problem and the influencing factors， discusses the problem of solve methods， formulates the solution measures and verifies. Solved the problem of glass lift and noise.Keywords： the double-fork arm glass hoist; the problem of glass lifting;?the problem of solve methods; verifyCLC NO.： U463.8 ?Document Code：?A ?Article ID：?1671-7988（2019）01-73-04

引言

某車(chē)型四門(mén)采用雙叉臂式電動(dòng)玻璃升降器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，小批量生產(chǎn)期間，檢測(cè)到四門(mén)車(chē)窗玻璃升降過(guò)程中均存在不同程度的升降異響問(wèn)題，影響顧客使用和感受，容易引起顧客抱怨，必須解決。下面針對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行分析，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝優(yōu)化等方面提出整改措施。

1 雙叉臂式電動(dòng)玻璃升降器的介紹及工作原理

1.1 雙叉臂式玻璃升降器的結(jié)構(gòu)介紹

汽車(chē)用電動(dòng)玻璃升降器主要分為分叉臂式、繩輪式兩大類(lèi)。叉臂式又分為單叉臂和雙叉臂兩種類(lèi)型。雙叉臂式玻璃升降器主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)，齒板，平衡臂，固定導(dǎo)軌，升降臂，升降導(dǎo)軌六部分組成，如圖1所示。

1.2 雙叉臂式玻璃升降器工作原理

如圖1，在使用時(shí)，玻璃升降器的電機(jī)1固定在支架上，支架固定在門(mén)內(nèi)鈑金上，固定導(dǎo)軌5水平固定在門(mén)鈑金上，玻璃通過(guò)兩個(gè)螺釘固定在升降的長(zhǎng)導(dǎo)軌總成7上。通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)齒板2旋轉(zhuǎn)，使升降臂6圍繞軸銷(xiāo)4做正向，反向旋轉(zhuǎn)一定角度;同時(shí)平衡臂以中軸為轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)，滑塊8在固定臂和升降導(dǎo)軌7中作往返運(yùn)動(dòng)，使升降導(dǎo)軌作上下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)玻璃沿前后端的導(dǎo)向槽上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)窗玻璃升降功能。

2 雙叉臂式玻璃升降異響的種類(lèi)及異響要因

2.1 玻璃升降異響種類(lèi)

不同車(chē)型玻璃升降異響種類(lèi)繁多，本文以某車(chē)型為例，根據(jù)升降異響聲音類(lèi)別及影響因素，分為5種異響。

第一種為為玻璃升降過(guò)程與內(nèi)擋水摩擦異響，多為“咕?！?，“唧唧”，“吱吱”三種聲音;

第二種為玻璃在升降過(guò)程中玻璃升降器的滑塊在導(dǎo)軌內(nèi)竄動(dòng)異響的聲音，表現(xiàn)為“咯噔”的聲音;

第三種為玻璃上升下降到底時(shí)的撞擊聲，表現(xiàn)為“哐當(dāng)”聲;

第四種為電機(jī)異響的聲音，表現(xiàn)為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)負(fù)載超載的“嗡嗡”聲;

第五種為玻璃升降過(guò)程中與門(mén)內(nèi)線束、拉線等附件摩擦異響，表現(xiàn)為“斯斯”，“沙沙”的聲音。

本文主要介紹介紹前四種異響聲音的影響因素及解決方案。

2.2 玻璃升降異響要因分析

按照人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)的排查分析方法，玻璃升降異響主要原因有擋水條卡接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不明確等10余項(xiàng)影響因素，如圖2的魚(yú)刺分析圖。

3 雙叉臂式玻璃升降異響的影響因素及解決辦法

雙叉臂式玻璃升降器采用沖壓工藝成型，剛度較好，玻璃升降過(guò)程中y向晃動(dòng)量較大，對(duì)尼槽、內(nèi)外擋水Y向擠壓受力均存在差異變化，容易產(chǎn)生異響問(wèn)題，在初期分析階段就需要從玻璃升降器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及布置上仔細(xì)校核，認(rèn)真考量每一個(gè)可能產(chǎn)生異響的細(xì)節(jié)。

3.1 內(nèi)擋水的影響因素及解決辦法

內(nèi)擋水影響玻璃升降異響的主要因素有內(nèi)擋水的材料組成，裝配方式，內(nèi)擋水的穩(wěn)定性，披風(fēng)形狀，壓載力，摩擦系數(shù)，唇邊與玻璃的干涉量，唇邊與玻璃的夾角，玻璃升降過(guò)重披風(fēng)的變形空間等。經(jīng)過(guò)調(diào)查分析，影響本車(chē)型產(chǎn)生“咕?！保斑筮蟆?，“吱吱”三種聲音的主要原因?yàn)閮?nèi)擋水的裝配方式。

3.1.1 內(nèi)擋水的裝配方式

內(nèi)擋水的裝配方式通常有兩種，一種是內(nèi)擋水與門(mén)護(hù)板裝配在一起，如圖3所示（本故障車(chē)型采用結(jié)構(gòu)）;另一種為內(nèi)擋水直接卡接在門(mén)板金止口邊上，如圖4所示。第一種內(nèi)擋水優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，缺點(diǎn)是受護(hù)板的裝配關(guān)系影響，功能尺寸不易控制，且響聲更容易被護(hù)板放大;第二種內(nèi)擋水優(yōu)點(diǎn)是裝配穩(wěn)定，擋水與玻璃之間的功能尺寸鏈段，較易控制，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。

3.1.2 玻璃升降異響故障現(xiàn)象

玻璃升降過(guò)程中主要存在以下幾種現(xiàn)象：

（1）玻璃下降過(guò)程中存在“咕嚕咕嚕”異響;

（2）正常裝配且淋雨后無(wú)異響，車(chē)輛放置一段時(shí)間后異響出現(xiàn);

（3）玻璃上升過(guò)程中存在“唧唧”異響。

3.1.3 異響原因分析及改進(jìn)措施

下降過(guò)程中存在的“咕嚕咕?！碑愴懀赫f(shuō)明玻璃與內(nèi)擋水之間存在間隙性接觸的現(xiàn)象。究其原因主要有兩項(xiàng)，第一項(xiàng)為門(mén)護(hù)板內(nèi)擋水安裝面存在波浪面，內(nèi)擋水在安裝面卡接后與玻璃存在間隙不均的現(xiàn)象，第二項(xiàng)為卡子在門(mén)護(hù)板上未卡接牢固，玻璃升降過(guò)程中內(nèi)擋水存在晃動(dòng)導(dǎo)致異響。

上升過(guò)程中存在的“唧唧”異響：說(shuō)明內(nèi)擋水與玻璃之間摩擦力較大。調(diào)查發(fā)現(xiàn)內(nèi)擋水植絨存在不均勻，容易脫落現(xiàn)象，屬于來(lái)件質(zhì)量不達(dá)標(biāo)問(wèn)題。

針對(duì)咕嚕咕嚕異響，采取措施1：在內(nèi)擋水與護(hù)板之間增加一條海綿條，以增大內(nèi)擋水披風(fēng)與玻璃的干涉量，如圖5所示。采取措施2：將內(nèi)擋水卡子在門(mén)護(hù)板上卡接牢固。

針對(duì)唧唧異響，采取措施為：提升內(nèi)擋水植絨工藝，來(lái)件檢查植絨確保不易脫落。

3.1.4 改進(jìn)結(jié)果

通過(guò)實(shí)施改進(jìn)措施，咕嚕咕嚕及唧唧聲均消失。

3.2 玻璃升降器滑塊在導(dǎo)軌內(nèi)竄動(dòng)異響的影響因素及解決辦法

車(chē)窗玻璃通過(guò)滑塊在導(dǎo)軌內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)升降的功能，如圖6所示。平衡臂與電機(jī)之間通過(guò)齒輪連接，升降臂與平衡臂之間通過(guò)四個(gè)鉚釘連接，升降臂與平衡臂的兩端連接滑塊，滑塊在固定導(dǎo)軌與活動(dòng)導(dǎo)軌內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)玻璃上升，電機(jī)反轉(zhuǎn)玻璃下降。通過(guò)分析，影響故障車(chē)玻璃升降器異響的因素主要有三種：

（1）由于滑塊強(qiáng)度偏弱，導(dǎo)致滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與導(dǎo)軌的間隙不均勻或偏大導(dǎo)致竄動(dòng)異響;

（2）活動(dòng)臂與固定臂之間鉚接松動(dòng)出現(xiàn)竄動(dòng)異響;

（3）電機(jī)齒扇與平衡臂齒輪嚙合不好導(dǎo)致竄動(dòng)異響。

針對(duì)以上三個(gè)因素，改進(jìn)措施如下：

（1）提高緩沖塊材料硬度，同時(shí)將緩沖塊與導(dǎo)軌間隙由0.5mm更改為0.2mm;

（2）增大鉚接螺釘與電機(jī)支架的接觸量，將接觸量由2mm更改為3mm。

（3）調(diào)整齒板的齒形，以及平面度。齒板的齒形采用沖床沖壓成型，齒形需要由沖壓的模具保證，同時(shí)齒形的尺寸需要采用專(zhuān)用的檢具檢測(cè)。現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)：采用的檢具一次僅能檢測(cè)6齒，未能對(duì)整個(gè)齒形進(jìn)行檢測(cè);同時(shí)，由于沖壓成型工藝必會(huì)導(dǎo)致齒板正面齒形下塌，從而會(huì)影響與電機(jī)齒輪的嚙合，導(dǎo)致運(yùn)行過(guò)程的不平穩(wěn)和跳動(dòng)。

經(jīng)過(guò)實(shí)施以上改進(jìn)措施，玻璃升降的“咯噔”異響聲音消失。

3.3 玻璃上升下降到底撞擊異響的影響因素及解決辦法

3.3.1 故障現(xiàn)象描述

當(dāng)故障車(chē)型玻璃上升到頂及下降到底位置時(shí)，存在哐當(dāng)異響聲音。經(jīng)測(cè)量，本故障車(chē)型上升速度為170～200mm/s，目前大多數(shù)車(chē)型將玻璃運(yùn)行的升降速度最大值控制在上升（150+-30）mm/s，下降220mm/s的范圍內(nèi)，故障車(chē)型上升速度明顯高于合資品牌蒙迪歐等車(chē)型玻璃升降速度。

3.3.2 原因分析及解決措施

該升降速度與玻璃升降器電機(jī)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩，尼槽阻力，夾持力有關(guān)。根據(jù)原因分析，可采用的改進(jìn)措施有更換電機(jī)，增大尼槽摩擦阻力，更改尼槽斷面，提高玻璃升降器各部件之間的穩(wěn)固性等。

本故障車(chē)型所采用的解決措施1為：在門(mén)框頂部尼槽內(nèi)側(cè)即尼槽與門(mén)框鈑金之間增加一條5mm厚的泡棉，使得玻璃上升到頂時(shí)起到緩沖撞擊作用，以減少撞擊聲，如圖7所示;

措施2：更換電機(jī)，減小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，減小玻璃下降到底時(shí)的裝機(jī)聲。

措施3：提升電機(jī)齒輪與升降器齒扇之間的嚙合度，減少因嚙合不良而帶來(lái)的竄動(dòng)聲;

措施4：加強(qiáng)玻璃升降器在門(mén)內(nèi)板鈑金上的緊固力矩，確保連接牢固;

措施5：增大玻璃升降器叉臂之間的鉚接螺釘直徑，使得鉚釘與叉臂之間的配合關(guān)系由間隙配合改為過(guò)度配合

3.3.3 改進(jìn)效果

通過(guò)以上系列措施實(shí)施后，玻璃上升到頂時(shí)撞擊門(mén)框聲音明顯降低，下降到底的哐當(dāng)聲消失，故障得以解決。

3.4 玻璃升降電機(jī)異響影響因素及解決措施

玻璃升降器上升、下降過(guò)程中的運(yùn)行噪聲受到測(cè)試環(huán)境、電動(dòng)機(jī)、升降系統(tǒng)和車(chē)門(mén)系統(tǒng)的影響。測(cè)試環(huán)境主要指溫度、電壓、負(fù)載等環(huán)境條件。電動(dòng)機(jī)試制轉(zhuǎn)子裝配、電刷裝配和定子殼裝配、齒輪座尺寸、同心度和固有頻率等影響因素。在測(cè)試環(huán)境恒定的前提下，影響電動(dòng)機(jī)運(yùn)行噪聲的主要原因有三個(gè)：電動(dòng)機(jī)線圈和卡簧、換向器接觸面積和電動(dòng)機(jī)軸端緩沖機(jī)構(gòu)。

本故障車(chē)通過(guò)降低電機(jī)噪聲的方法主要有改善電動(dòng)機(jī)線圈和卡簧，改善換向器的接觸面積，改善電動(dòng)機(jī)軸端緩沖結(jié)構(gòu)三種方案的優(yōu)化，電動(dòng)機(jī)的階次噪聲由42db降低至34db，玻璃升降器運(yùn)行總體噪聲由50db降低至45db，整車(chē)的主觀評(píng)價(jià)得分和NVH測(cè)試成績(jī)明顯提升。在所有措施都體現(xiàn)后，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1所示。

由測(cè)試結(jié)果可以看出，電動(dòng)機(jī)換向器的接觸面設(shè)計(jì)成平面和斜面的組合結(jié)構(gòu)，有利于電動(dòng)機(jī)的聲音品質(zhì)，電動(dòng)機(jī)軸端柔性緩沖的聲音品質(zhì)優(yōu)于剛性緩沖結(jié)構(gòu)，在滿(mǎn)足需要的前提下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩越小，聲音品質(zhì)越好。因此，在后續(xù)的玻璃升降器選擇時(shí)，需要考慮電動(dòng)機(jī)的階次噪聲與電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)（電樞槽數(shù)等）、關(guān)鍵零部件（換向器、緩沖結(jié)構(gòu)等）的結(jié)構(gòu)選用、性能參數(shù)（轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等）因素之間的關(guān)系，改善電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的設(shè)計(jì)間隙、摩擦部位的面積、摩擦面的精度、

緩沖結(jié)構(gòu)等均可改善其階次噪聲。在設(shè)計(jì)之初應(yīng)對(duì)車(chē)門(mén)系統(tǒng)和玻璃升降系統(tǒng)的共振進(jìn)行校驗(yàn)和規(guī)避。

4 結(jié)論

本故障車(chē)型所出現(xiàn)的玻璃升降異響問(wèn)題較為復(fù)雜，通過(guò)大量的細(xì)致深入分析和研究找到了根本原因及解決措施，使得玻璃升降異響問(wèn)題發(fā)生的概率由7%下降為0.6‰，滿(mǎn)足了上市的要求。建議在今后的車(chē)型設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，在前期工程設(shè)計(jì)階段就要建立有效的探測(cè)方法和評(píng)價(jià)體系，形成有效的DV驗(yàn)證方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，使異響問(wèn)題在項(xiàng)目前期階段得到徹底解決。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳宗好，時(shí)西芳，潘英.車(chē)門(mén)內(nèi)擋水異響影響因素及設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù)，2015.

[2] 婁春瑩.乘用車(chē)玻璃升降系統(tǒng)聲音品質(zhì)提升研究，2016年中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[N].2016.