高建路

關(guān)于客車雨刷器執(zhí)行機(jī)構(gòu)失效問(wèn)題的分析與解決

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（聊城中通輕型客車有限公司，山東 聊城 252024）

文章針對(duì)客車前擋風(fēng)玻璃上的雨刷器各部件由于安裝精度不夠，造成雨刷器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)失效，表現(xiàn)形式為燒保險(xiǎn)、燒繼電器、燒電機(jī)、燒電線等現(xiàn)象，造成車輛在下雨天不能正常使用，或根本不能使用，直接導(dǎo)致汽車客車晚點(diǎn)、停運(yùn)、甚至引發(fā)交通事故，給運(yùn)輸企業(yè)、承包單位、乘客、社會(huì)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)問(wèn)題，進(jìn)行了分析與研究，并從汽車生產(chǎn)過(guò)程中尋找發(fā)生的原因，分析和創(chuàng)新應(yīng)用非常規(guī)的機(jī)械機(jī)構(gòu)，從而提供有效的解決辦法。

客車；前擋風(fēng)玻璃；雨刷器；執(zhí)行機(jī)構(gòu)；交通事故；機(jī)械機(jī)構(gòu)

1 引言

客車車身骨架是客車主要載體，猶如人體的骨架骨骼一樣，不僅承擔(dān)客車的全部重量和載荷，運(yùn)行過(guò)程中來(lái)自各種不同的沖擊和扭力，還承擔(dān)著客車各種功能部件的固定，保持其形位尺寸，保證其相對(duì)的形狀和穩(wěn)定性。

客車的雨刷[1]在下雨天氣時(shí)，起到刮掉客車前擋風(fēng)玻璃上的雨水，提高雨天可視性的作用，猶如眼鏡布擦拭眼鏡片的水汽一樣，其工作質(zhì)量的可靠和效果，直接決定了駕駛員能否看清前方路況，如無(wú)法看清前方的路況，整個(gè)客車的安全性也根本得不到保證。

目前，客車前擋風(fēng)玻璃上的雨刷各運(yùn)動(dòng)部件由于安裝精度不夠，造成雨刷器失效，表現(xiàn)形式為燒保險(xiǎn)、燒繼電器[2]、燒電機(jī)、燒電線等，在下雨天不能正常使用，或根本不能使用，造成客車晚點(diǎn)、停運(yùn)、甚至引發(fā)交通事故的現(xiàn)象比比皆是，給運(yùn)輸企業(yè)、承包單位、乘客、社會(huì)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)問(wèn)題。

本文針對(duì)雨刷器執(zhí)行機(jī)構(gòu)失效問(wèn)題這一問(wèn)題，對(duì)客車車身生產(chǎn)、加工過(guò)程中的相關(guān)過(guò)程進(jìn)行跟蹤和分析，通過(guò)優(yōu)化工裝結(jié)構(gòu)和技術(shù)保障，采取一系列措施，進(jìn)行優(yōu)化改善。

2 一種車用雨刷套旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)

2.1 思路與原則

從客車前圍骨架總成圖上可以看出，客車雨刷器執(zhí)行機(jī)構(gòu)（左右兩片）的轉(zhuǎn)動(dòng)臂[3]是穿過(guò)前圍骨架雨刷套內(nèi)，在內(nèi)外面?zhèn)溆袌?jiān)固螺母來(lái)實(shí)現(xiàn)固定的，轉(zhuǎn)動(dòng)臂的旋轉(zhuǎn)中心和運(yùn)動(dòng)間距取決于兩個(gè)雨刷套的傾斜度和相對(duì)位置，而兩個(gè)雨刷套又穿過(guò)前圍骨架上的雨刷套型鋼，因此兩個(gè)雨刷套型鋼的位置精度至關(guān)重要，二者的傾斜度和相對(duì)位置決定者整個(gè)雨刷器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)作配合和系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。

重新分析客車前圍骨架總成圖上的兩個(gè)雨刷套型鋼，焊接于前圍骨架的風(fēng)擋玻璃下橫梁上，其外面與風(fēng)擋玻璃下橫梁的外弧面平齊，也就是說(shuō)雨刷套型鋼雨刷套孔與風(fēng)擋玻璃下橫梁的中心線不平行[4]，呈外“八”字角度Φ，如圖1所示。

圖1 雨刷套型鋼常規(guī)的定位方式

圖中：1焊接工裝；2雨刷套型鋼定位塊；3雨刷套型鋼；4前圍骨架風(fēng)擋下橫梁

在常規(guī)的雨刷套型鋼定位塊方式是左右各一塊，如圖1中2所示，位在雨刷套型鋼的外面上，但由于雨刷套型鋼中心孔的加工精度不高（孔居于型鋼的位置不一致），造成此定位塊的定位精度[5]不高，沒(méi)有對(duì)雨刷套孔直接定位，是造成整個(gè)雨刷套型鋼位置焊接精度低的主要原因。

如果采用定位銷直接定位雨刷套型鋼的雨刷套孔，將定位銷焊接在焊接工裝上，又發(fā)現(xiàn)在整修前置骨架焊接后脫模過(guò)程中，由于雨刷套型鋼雨刷套孔中心線與風(fēng)擋玻璃下橫梁的中心線不平行，即定位銷的中心線與脫模方向[6]有一定的夾角，此夾角又不能通過(guò)改變脫模方向的方式解決，造成雨刷套孔與定位銷在脫模過(guò)程中干涉嚴(yán)重，不能實(shí)現(xiàn)脫模，因此采用直接在焊接工裝焊接定位銷定位雨刷套孔的方式不能用于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中。

要想提高對(duì)此雨刷套型鋼雨刷套孔的精度，必須采用定位銷定位雨刷套孔，同時(shí)，定位銷不能影響前圍骨架總成焊后脫模過(guò)程。

要解決定位銷在骨架總成脫模過(guò)程中不干涉的問(wèn)題，必須設(shè)計(jì)定位銷在脫模前在雨刷套型鋼雨刷套孔的位置退出，完全脫開(kāi)[7]，才能保證不干涉，經(jīng)驗(yàn)分析、設(shè)計(jì)，采用旋轉(zhuǎn)的定位機(jī)構(gòu)可解決這個(gè)問(wèn)題。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及原理

客車用雨刷套旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)，包括具有回轉(zhuǎn)自如且可軸向移動(dòng)地穿插在限位套內(nèi)的定位銷，限位套側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有凸輪槽[8]，以及穿過(guò)限位套上的凸輪槽與定位銷連接的轉(zhuǎn)動(dòng)手柄。

定位銷上設(shè)置有臺(tái)階軸，臺(tái)階軸包括粗軸段、細(xì)軸段和設(shè)置在粗軸段和細(xì)軸段之間的斜臺(tái)。

限位套側(cè)壁上凸輪槽整體呈倒“L”型。

轉(zhuǎn)動(dòng)手柄一端設(shè)置有外螺紋，定位銷側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有螺紋孔，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄穿過(guò)限位套上的凸輪槽與定位銷外壁上的螺紋孔螺紋連接。

定位機(jī)構(gòu)還包括定位座，定位座焊接在限位套底部。

上述整個(gè)定位機(jī)構(gòu)均保證雨刷套型鋼雨刷套孔的定位精度后，焊接在前圍骨架焊接工裝上。

具體的結(jié)構(gòu)及實(shí)施方案如下：

一種車用雨刷套旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)，其具有回轉(zhuǎn)自如且可軸向移動(dòng)地穿插在限位套003內(nèi)的定位銷001，限位套003側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有凸輪槽007，以及穿過(guò)限位套003上的凸輪槽007與定位銷001連接的轉(zhuǎn)動(dòng)手柄004。如圖2所示。

圖2 雨刷套旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖

圖中：001定位銷；002雨刷套型鋼；003限位套；004轉(zhuǎn)動(dòng)手柄；005定位座；006焊裝工裝；007凸輪槽。

定位銷001設(shè)置有臺(tái)階軸，臺(tái)階軸包括粗軸段、細(xì)軸段和設(shè)置在粗軸段和細(xì)軸段之間的斜臺(tái)。細(xì)軸段加大定位銷001與限位套003間的運(yùn)動(dòng)間隙，較少摩擦。粗軸段保證定位精確性，斜臺(tái)的目的是為定位銷軸向滑動(dòng)變徑時(shí)，起導(dǎo)向作用。如圖3所示。

圖3 雨刷套旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)定位銷結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

圖中：001定位銷；004轉(zhuǎn)動(dòng)手柄；

定位銷的伸出與縮回鎖止機(jī)構(gòu)由定位套上的凸輪槽所作用。如圖4所示。

圖4 雨刷套旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)限位套和定位座結(jié)構(gòu)示意圖

圖中：003限位套；005定位座；007凸輪槽。

限位套003側(cè)壁上凸輪槽007整體呈倒“L”型。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄004一端設(shè)置有外螺紋，定位銷側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有螺紋孔，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄004穿過(guò)限位套003上的凸輪槽007與定位銷001外壁上螺紋孔螺紋連接。凸輪槽007呈倒“L”型，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄004在倒“L”型凸輪槽007中移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)定位銷001軸向運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)控制。定位機(jī)構(gòu)還包括定位座005，定位座005焊接在限位套003底部。定位座005作為定位機(jī)構(gòu)的載體，方便定位機(jī)構(gòu)在使用過(guò)程中的安放定位。如圖5所示。

圖5 雨刷套旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)定位銷結(jié)構(gòu)及定位時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖中：001定位銷；002雨刷套型鋼；003限位套；004轉(zhuǎn)動(dòng)手柄；005定位座；006焊裝工裝；007凸輪槽。

2.3 具體使用方法

在使用本文介紹的機(jī)構(gòu)時(shí)，首先通過(guò)定位座005將定位機(jī)構(gòu)固定在焊接工裝006上，并確保限位套001位于雨刷套002要焊接位置下方，然后將轉(zhuǎn)動(dòng)手柄004移動(dòng)到限位套003上凸輪槽007內(nèi)的頂端且轉(zhuǎn)動(dòng)到最左端，此時(shí)定位銷001隨著轉(zhuǎn)動(dòng)手柄004移動(dòng)處于完全伸出并保持自鎖狀態(tài)，定位銷001的伸出部分進(jìn)入雨刷套002實(shí)現(xiàn)對(duì)雨刷套002的定位，此時(shí)對(duì)雨刷套002進(jìn)行固定焊接。然后，將轉(zhuǎn)動(dòng)手柄004轉(zhuǎn)到凸輪槽007內(nèi)的右邊并移動(dòng)最下處，定位銷001完全縮回，此時(shí)，前圍骨架總成可以實(shí)現(xiàn)整體向上脫模。

2.4 應(yīng)用后的效果

通過(guò)使用本文研究的結(jié)果，該定位銷和限位套實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)[9]、升降[10]定位，雨刷套焊接定位精度得到有效保證，安裝精度高各運(yùn)動(dòng)部件一致性好，確保符合技術(shù)要求運(yùn)動(dòng)軌跡，雨刷套焊接定位精度得到保證的同時(shí)，減少了雨刷各個(gè)部件之間的振動(dòng)磨損。

3 結(jié)論

自從該機(jī)構(gòu)應(yīng)用后，延長(zhǎng)了雨刷整體使用壽命、增加了雨刷工作可靠性和安全性。避免了市場(chǎng)上再出現(xiàn)此類質(zhì)量問(wèn)題，已做為在新能源客車、傳統(tǒng)客車生產(chǎn)過(guò)程中一種必不可少的專用工藝裝備。

本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，制造成本低廉，在業(yè)界可以推廣、應(yīng)用。

[1] 路國(guó)廷,張亞萍.一種多功智能雨刷器的設(shè)計(jì)研究[J].汽車實(shí)用技術(shù),2019年第7期;第181-182頁(yè).

[2] 李帥,張秀鳳.固態(tài)繼電器結(jié)構(gòu)可靠性研究與應(yīng)用[J].電子產(chǎn)品世界,2019年第8期;第72-73,64頁(yè).

[3] 馬夢(mèng)臣,趙新華,李彬.基于ANSYS Workbench的噴涂轉(zhuǎn)動(dòng)臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化,2019年第6期;第49-51頁(yè).

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[9] 冉江南,李占芯,付佳蕾等.一種新型旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械制造,2019年第8期;第72-73,64頁(yè).

[10] 高治華,趙建波,戴宗妙.船艙用升降裝置的振動(dòng)試驗(yàn)與分析.艦船科學(xué)技術(shù)[J].艦船科學(xué)技術(shù),2019年第12期;第196-202頁(yè).

Analysis and Solution to the Failure of the Executive Mechanism of the Passenger Car Windshield Wiper

Gao Jianlu

( Liaocheng Zhongtong Bus Company Limited, Shandong Liaocheng 252024 )

In view of the failure of the wiper actuator of the windscreen wiper due to the inaccuracy of the installation of various parts of the windscreen wiper on the bus, this paper presents the phenomena of burning insurance, relay, motor and wire, etc., causing vehicles to be unable to use normally or not at all on rainy days, directly causing bus and bus delays, suspension of operation, or even causing traffic accidents, it has brought great economic losses and social problems to transportation enterprises, contracting units, passengers and society. It has analyzed and studied the causes from the automobile production process, and has analyzed and innovated the application of unconventional mechanical mechanisms, to provide an effective solution.

Passenger car; Front windshield; Wiper blade; Executing agency；Traffic Accident；Mechanical Mechanism

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.02.044

U466

B

1671-7988(2021)02-135-03

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高建路（1975-），男,工程技術(shù)應(yīng)用研究員，技術(shù)中心副主任，就職于聊城中通輕型客車有限公司，研究方向：客車制造工藝與汽車工程。