某車型玻璃升降異響的影響因素及解決辦法

王愛國

摘 要：雙叉臂式玻璃升降器因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對關(guān)聯(lián)部件精度要求高，容易出現(xiàn)玻璃升降異響的問題。文章以某車型玻璃升降系統(tǒng)異響為案例，從雙叉臂式玻璃升降器工作原理入手，闡述了問題的發(fā)生原因及影響因素，探討了問題解決方法，制定了解決措施并進行了驗證，解決了玻璃升降異響的問題。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;驗證中圖分類號：U463.8 ?文獻標識碼：A ?文章編號：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

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

1 雙叉臂式電動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

汽車用電動玻璃升降器主要分為分叉臂式、繩輪式兩大類。叉臂式又分為單叉臂和雙叉臂兩種類型。雙叉臂式玻璃升降器主要由驅(qū)動電機，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，玻璃升降器的電機1固定在支架上，支架固定在門內(nèi)鈑金上，固定導(dǎo)軌5水平固定在門鈑金上，玻璃通過兩個螺釘固定在升降的長導(dǎo)軌總成7上。通過電機的轉(zhuǎn)動，帶動轉(zhuǎn)動齒板2旋轉(zhuǎn)，使升降臂6圍繞軸銷4做正向，反向旋轉(zhuǎn)一定角度;同時平衡臂以中軸為轉(zhuǎn)動點，滑塊8在固定臂和升降導(dǎo)軌7中作往返運動，使升降導(dǎo)軌作上下運動，帶動玻璃沿前后端的導(dǎo)向槽上下運動，實現(xiàn)車窗玻璃升降功能。

2 雙叉臂式玻璃升降異響的種類及異響要因

2.1 玻璃升降異響種類

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

第一種為為玻璃升降過程與內(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程中玻璃升降器的滑塊在導(dǎo)軌內(nèi)竄動異響的聲音，表現(xiàn)為“咯噔”的聲音;

第三種為玻璃上升下降到底時的撞擊聲，表現(xiàn)為“哐當”聲;

第四種為電機異響的聲音，表現(xiàn)為電機轉(zhuǎn)動負載超載的“嗡嗡”聲;

第五種為玻璃升降過程中與門內(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、料、法、環(huán)、測的排查分析方法，玻璃升降異響主要原因有擋水條卡接結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，檢測標準不明確等10余項影響因素，如圖2的魚刺分析圖。

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，玻璃升降過程中y向晃動量較大，對尼槽、內(nèi)外擋水Y向擠壓受力均存在差異變化，容易產(chǎn)生異響問題，在初期分析階段就需要從玻璃升降器結(jié)構(gòu)設(shè)計及布置上仔細校核，認真考量每一個可能產(chǎn)生異響的細節(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，玻璃升降過重披風(fēng)的變形空間等。經(jīng)過調(diào)查分析，影響本車型產(chǎn)生“咕嚕”，“唧唧”，“吱吱”三種聲音的主要原因為內(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)擋水與門護板裝配在一起，如圖3所示（本故障車型采用結(jié)構(gòu)）;另一種為內(nèi)擋水直接卡接在門板金止口邊上，如圖4所示。第一種內(nèi)擋水優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，缺點是受護板的裝配關(guān)系影響，功能尺寸不易控制，且響聲更容易被護板放大;第二種內(nèi)擋水優(yōu)點是裝配穩(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

玻璃升降過程中主要存在以下幾種現(xiàn)象：

（1）玻璃下降過程中存在“咕嚕咕嚕”異響;

（2）正常裝配且淋雨后無異響，車輛放置一段時間后異響出現(xiàn);

（3）玻璃上升過程中存在“唧唧”異響。

3.1.3 異響原因分析及改進措施

下降過程中存在的“咕嚕咕?！碑愴懀赫f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，第一項為門護板內(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，第二項為卡子在門護板上未卡接牢固，玻璃升降過程中內(nèi)擋水存在晃動導(dǎo)致異響。

上升過程中存在的“唧唧”異響：說明內(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，屬于來件質(zhì)量不達標問題。

針對咕嚕咕嚕異響，采取措施1：在內(nèi)擋水與護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)擋水卡子在門護板上卡接牢固。

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

3.1.4 改進結(jié)果

通過實施改進措施，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)竄動異響的影響因素及解決辦法

車窗玻璃通過滑塊在導(dǎo)軌內(nèi)做往復(fù)運動以實現(xiàn)升降的功能，如圖6所示。平衡臂與電機之間通過齒輪連接，升降臂與平衡臂之間通過四個鉚釘連接，升降臂與平衡臂的兩端連接滑塊，滑塊在固定導(dǎo)軌與活動導(dǎo)軌內(nèi)做往復(fù)運動。當電機正轉(zhuǎn)玻璃上升，電機反轉(zhuǎn)玻璃下降。通過分析，影響故障車玻璃升降器異響的因素主要有三種：

（1）由于滑塊強度偏弱，導(dǎo)致滑塊運動過程中與導(dǎo)軌的間隙不均勻或偏大導(dǎo)致竄動異響;

（2）活動臂與固定臂之間鉚接松動出現(xiàn)竄動異響;

（3）電機齒扇與平衡臂齒輪嚙合不好導(dǎo)致竄動異響。

針對以上三個因素，改進措施如下：

（1）提高緩沖塊材料硬度，同時將緩沖塊與導(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，同時齒形的尺寸需要采用專用的檢具檢測?，F(xiàn)場發(fā)現(xiàn)：采用的檢具一次僅能檢測6齒，未能對整個齒形進行檢測;同時，由于沖壓成型工藝必會導(dǎo)致齒板正面齒形下塌，從而會影響與電機齒輪的嚙合，導(dǎo)致運行過程的不平穩(wěn)和跳動。

經(jīng)過實施以上改進措施，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

當故障車型玻璃上升到頂及下降到底位置時，存在哐當異響聲音。經(jīng)測量，本故障車型上升速度為170～200mm/s，目前大多數(shù)車型將玻璃運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)，故障車型上升速度明顯高于合資品牌蒙迪歐等車型玻璃升降速度。

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，可采用的改進措施有更換電機，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。

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

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

措施3：提升電機齒輪與升降器齒扇之間的嚙合度，減少因嚙合不良而帶來的竄動聲;

措施4：加強玻璃升降器在門內(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度配合

3.3.3 改進效果

通過以上系列措施實施后，玻璃上升到頂時撞擊門框聲音明顯降低，下降到底的哐當聲消失，故障得以解決。

3.4 玻璃升降電機異響影響因素及解決措施

玻璃升降器上升、下降過程中的運行噪聲受到測試環(huán)境、電動機、升降系統(tǒng)和車門系統(tǒng)的影響。測試環(huán)境主要指溫度、電壓、負載等環(huán)境條件。電動機試制轉(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。在測試環(huán)境恒定的前提下，影響電動機運行噪聲的主要原因有三個：電動機線圈和卡簧、換向器接觸面積和電動機軸端緩沖機構(gòu)。

本故障車通過降低電機噪聲的方法主要有改善電動機線圈和卡簧，改善換向器的接觸面積，改善電動機軸端緩沖結(jié)構(gòu)三種方案的優(yōu)化，電動機的階次噪聲由42db降低至34db，玻璃升降器運行總體噪聲由50db降低至45db，整車的主觀評價得分和NVH測試成績明顯提升。在所有措施都體現(xiàn)后，測試結(jié)果見表1所示。

由測試結(jié)果可以看出，電動機換向器的接觸面設(shè)計成平面和斜面的組合結(jié)構(gòu)，有利于電動機的聲音品質(zhì)，電動機軸端柔性緩沖的聲音品質(zhì)優(yōu)于剛性緩沖結(jié)構(gòu)，在滿足需要的前提下，電動機的轉(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，需要考慮電動機的階次噪聲與電動機的結(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，改善電動機內(nèi)部的設(shè)計間隙、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)計之初應(yīng)對車門系統(tǒng)和玻璃升降系統(tǒng)的共振進行校驗和規(guī)避。

4 結(jié)論

本故障車型所出現(xiàn)的玻璃升降異響問題較為復(fù)雜，通過大量的細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題發(fā)生的概率由7%下降為0.6‰，滿足了上市的要求。建議在今后的車型設(shè)計開發(fā)過程中，在前期工程設(shè)計階段就要建立有效的探測方法和評價體系，形成有效的DV驗證方法和評價標準，使異響問題在項目前期階段得到徹底解決。

參考文獻

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