雨刮系統(tǒng)防水性能提升研究

羅薇薇

上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

汽車(chē)的雨刮系統(tǒng)是屬于汽車(chē)重要安全部件之一，用來(lái)刮除附著于車(chē)輛風(fēng)窗玻璃上的雨點(diǎn)及灰塵，以改善駕駛?cè)说哪芤?jiàn)度，保證汽車(chē)駕駛的安全性。一般來(lái)說(shuō)，汽車(chē)雨刮系統(tǒng)主要是由電機(jī)、減速器、聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、刮臂、刮刷等機(jī)構(gòu)構(gòu)成，如圖1所示。汽車(chē)雨刮系統(tǒng)電機(jī)是為了雨刮系統(tǒng)提供足夠的動(dòng)力核心，在雨刮電機(jī)使用期間有時(shí)會(huì)出現(xiàn)故障。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，汽車(chē)雨刮電機(jī)的內(nèi)部進(jìn)水是雨刮失效最主要的故障類(lèi)型之一。汽車(chē)雨刮電機(jī)一旦發(fā)生進(jìn)水現(xiàn)象就會(huì)直接導(dǎo)致電機(jī)無(wú)法正常轉(zhuǎn)動(dòng)，從而導(dǎo)致汽車(chē)雨刮不能正常運(yùn)行。致使雨刮電機(jī)內(nèi)部進(jìn)水主要原因有以下幾點(diǎn)：汽車(chē)雨刮系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)不合理，比如電機(jī)缸蓋或者是變速箱后蓋的密封圈設(shè)計(jì)不到位從而導(dǎo)致密封圈失去作用；雨刮電機(jī)位置布置不合理，導(dǎo)致玻璃上的水滴滴落在電機(jī)上方又或是讓電機(jī)侵泡在雨水中；雨刮的線束走向分布不合理也會(huì)導(dǎo)致雨水沿著線束進(jìn)到電機(jī)的接插件中，最后讓電機(jī)無(wú)法工作。

汽車(chē)雨刮電機(jī)一旦進(jìn)水就會(huì)導(dǎo)致下面幾種問(wèn)題的發(fā)生：雨刮電機(jī)內(nèi)部生銹，造成電機(jī)內(nèi)部短路、電機(jī)燒蝕；雨刮電機(jī)內(nèi)部的潤(rùn)滑體系失去作用，齒輪之間的摩擦阻力變大從而導(dǎo)致齒輪堵轉(zhuǎn)或者是剔齒的情況出現(xiàn)；齒輪軸被雨水侵蝕，出現(xiàn)生銹，從而導(dǎo)致齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力增加，發(fā)生齒輪軸堵轉(zhuǎn)等現(xiàn)象；而齒輪軸堵轉(zhuǎn)又可能直接導(dǎo)致電機(jī)被燒蝕或者是出現(xiàn)剔齒等情況。對(duì)于上述雨刮系統(tǒng)防水的問(wèn)題，本文主要分析了通過(guò)優(yōu)化雨刮電機(jī)位置以及雨刮電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)提高雨刮系統(tǒng)的防水能力。

圖1 雨刮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2 優(yōu)化汽車(chē)雨刮電機(jī)的空間布局

雨刮機(jī)構(gòu)的總成一般都是布置在流水槽鈑金當(dāng)中，雨刮電機(jī)一般是按下面兩種方式進(jìn)行布置的：位于汽車(chē)前窗玻璃下方和位于汽車(chē)空調(diào)進(jìn)氣格柵下方。所以，優(yōu)化雨刮電機(jī)以及其構(gòu)架的總成在整個(gè)車(chē)身空間上的布置能有效的提高雨刮系統(tǒng)的防水性能，也是提升雨刮系統(tǒng)防水性能的重要途徑方式之一。

2.1 優(yōu)化雨刮電機(jī)和汽車(chē)風(fēng)窗玻璃的位置

當(dāng)汽車(chē)雨刮電機(jī)布置在汽車(chē)前風(fēng)窗玻璃的下方時(shí)，汽車(chē)雨刮的電機(jī)總成是完全隱藏在風(fēng)窗玻璃之下的，當(dāng)雨水沿著風(fēng)窗玻璃下滴時(shí)，由于汽車(chē)風(fēng)窗玻璃的保護(hù)，雨水無(wú)法下落在雨刮電機(jī)上方，從而保證了汽車(chē)雨刮電機(jī)的上方?jīng)]有雨水滴落的可能性。如圖2所示。

圖2 汽車(chē)雨刮電機(jī)布置在玻璃下方

當(dāng)風(fēng)窗玻璃和進(jìn)氣格柵邊界之間的配合沒(méi)有密封要求時(shí)，汽車(chē)雨刮電機(jī)必須要避免布置在玻璃邊緣的下方。因?yàn)樗螘?huì)沿著玻璃與進(jìn)氣格柵的縫隙流入水槽鈑金中并滴落到汽車(chē)雨刮電機(jī)上，從而會(huì)導(dǎo)致雨刮電機(jī)滲水而不能正常的運(yùn)行。如圖3所示。

在我國(guó)有很多汽車(chē)車(chē)型上，由于受到了周?chē)慵季值闹萍s，汽車(chē)雨刮電機(jī)只能布置在風(fēng)窗玻璃邊界的下方處。為了防止水滴從風(fēng)窗玻璃邊緣滴落到雨刮電機(jī)上滲透進(jìn)電機(jī)內(nèi)部，所以必須要在空調(diào)進(jìn)氣格柵與汽車(chē)風(fēng)窗玻璃之間添加防水密封條的設(shè)計(jì)，這也圖3 汽車(chē)雨刮電機(jī)布置在風(fēng)窗玻璃邊界下方才能夠保證汽車(chē)雨刮器的正常運(yùn)行。

圖4 雨刮電機(jī)在流水槽下方遭浸泡

2.2 優(yōu)化汽車(chē)雨刮電機(jī)和空調(diào)進(jìn)氣格柵的位置

由于受到周?chē)慵季值闹萍s，汽車(chē)雨刮電機(jī)常常無(wú)法完全布置在汽車(chē)前風(fēng)窗玻璃下方，更多的情況是會(huì)布置在汽車(chē)空調(diào)進(jìn)氣格柵的下方，那么在設(shè)計(jì)汽車(chē)雨刮與空調(diào)進(jìn)氣格柵時(shí)必須要防止在電機(jī)上方布置空調(diào)進(jìn)風(fēng)口。如果將汽車(chē)雨刮電機(jī)布置在空調(diào)進(jìn)氣格柵進(jìn)風(fēng)口的下方，那么即使上方有汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋的遮擋，水滴還是非常容易的順著空調(diào)進(jìn)風(fēng)口滴落在雨刮的電機(jī)上，從而直接導(dǎo)致雨刮電機(jī)進(jìn)水不能正常運(yùn)行。

2.3 優(yōu)化汽車(chē)雨刮電機(jī)和車(chē)身流水槽的位置

汽車(chē)雨刮電機(jī)布置在車(chē)身流水槽鈑金當(dāng)中，因此，優(yōu)化雨刮電機(jī)在流水槽鈑金中的安裝位置是避免雨刮電機(jī)進(jìn)水失效的主要方法之一。在設(shè)計(jì)汽車(chē)雨刮電機(jī)的安裝位置時(shí)，應(yīng)該將雨刮電機(jī)布置在汽車(chē)流水槽鈑金的上方較靠上的位置，這樣的布置方式是為了防止當(dāng)雨水沒(méi)有及時(shí)的從流水槽鈑金處流出時(shí)雨刮電機(jī)遭受到侵泡的情況發(fā)生。汽車(chē)雨刮電機(jī)分別布置在流水槽的上方或者是下方（如圖4所示）時(shí)，雨刮電機(jī)遭受到雨水侵泡的幾率完全不一樣。當(dāng)雨水量較大時(shí)，流水槽不能及時(shí)的將雨水排放出去，這個(gè)時(shí)候又由于電機(jī)的布置位置相對(duì)較低，雨刮電機(jī)有很大的可能性被侵泡在水中。由于電機(jī)工作時(shí)內(nèi)部發(fā)熱，停止工作后溫度降低，此時(shí)電機(jī)內(nèi)部氣壓將小于外部氣壓，這種情況下流水槽積水會(huì)被吸入雨刮電機(jī)內(nèi)部，從而直接導(dǎo)致電機(jī)失去工作能力。如果雨刮電機(jī)設(shè)計(jì)在流水槽的上方，那么會(huì)給流水槽的底部留下一定程度的安全縫隙，讓雨水能夠從此處滲透出去，這樣是有利于電機(jī)不受雨水的侵蝕以及提升雨刮電機(jī)的防水性能。

3 優(yōu)化汽車(chē)雨刮結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

3.1 增加防水透氣膜在變速箱殼體上

汽車(chē)雨刮電機(jī)在正常工作狀態(tài)下是會(huì)發(fā)熱的，在停止工作之后電機(jī)的溫度才會(huì)逐漸下降。雨刮電機(jī)的循環(huán)工作使得電機(jī)內(nèi)部溫度常常冷熱交替，導(dǎo)致電機(jī)的內(nèi)部和外部產(chǎn)生氣壓差值，從而直接導(dǎo)致水在壓力的作用下滲透到電機(jī)的內(nèi)部。在變速箱殼體上方開(kāi)一個(gè)透氣孔并增加一層防水透氣膜可以有利于電機(jī)內(nèi)部和外部的氣壓達(dá)到平衡從而避免雨水在壓力差的作用下被吸入雨刮電機(jī)的內(nèi)部，這樣有效的優(yōu)化了雨刮結(jié)構(gòu)使雨刮電機(jī)防水性能增強(qiáng)。

3.2 優(yōu)化雨刮電機(jī)的密封圈整體結(jié)構(gòu)

雨刮電機(jī)的變速箱與電機(jī)缸蓋是通過(guò)固定件連接起來(lái)的，變速箱后蓋也是通過(guò)固定件固定在變數(shù)器的殼體上。這些固定件連接的部位是肯定會(huì)存在縫隙的，然而這些縫隙就需要使用密封圈來(lái)進(jìn)行密封處理，這樣做是為了防止外界的雨水或者是污垢物滲入其中。所以，優(yōu)化合理的設(shè)計(jì)密封圈整體結(jié)構(gòu)是對(duì)電機(jī)防水性能提高的有效途徑。在設(shè)計(jì)密封圈結(jié)構(gòu)期間，必須要盡可能的讓密封圈設(shè)計(jì)出翻邊或帶筋條的結(jié)構(gòu)（如圖5所示），因?yàn)槊芊馊υ诠潭耐饬ψ饔孟拢浅Ｈ菀装l(fā)生變形、扭曲，向電機(jī)的缸體以及變速箱內(nèi)部收緊，失去其該有的作用。密封圈設(shè)計(jì)為翻邊或帶筋條結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于密封圈受到外力的擠壓扭曲時(shí)，翻邊和筋條的結(jié)構(gòu)可以保持密封圈的位置不出現(xiàn)縫隙，從而有效的保證了密封圈的作用，提升雨刮電機(jī)的防水性能。

圖5 密封圈結(jié)構(gòu)

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要是分析了通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)提升汽車(chē)雨刮系統(tǒng)的防水性能，從優(yōu)化雨刮密封圈的結(jié)構(gòu)、優(yōu)化雨刮電機(jī)變速箱結(jié)構(gòu)來(lái)增強(qiáng)雨刮電機(jī)防水性能，通過(guò)優(yōu)化分析雨刮電機(jī)的布置位置以及周?chē)慵O(shè)計(jì)布局的影響避免雨刮器被雨水侵泡等風(fēng)險(xiǎn)，上述的方法都有利于提升雨刮系統(tǒng)防水能力，這為設(shè)計(jì)提升雨刮防水性能的人員提供參考與借鑒。