汽車風(fēng)窗洗滌器系統(tǒng)噴水故障的原因探討

葛 丹

（杭州吉利汽車有限公司， 浙江 杭州 310020）

1 引言

汽車作為現(xiàn)代化的交通工具已經(jīng)與我們的生活密不可分， 隨著科技的進步， 很多智能化車載系統(tǒng)、 三新技術(shù)的應(yīng)用漸漸成為現(xiàn)實， 但這并不意味著一些基礎(chǔ)的、 傳統(tǒng)的配置能夠被現(xiàn)代化的技術(shù)所替代， 一些最易引起客戶抱怨的問題就能夠被解決。 前風(fēng)窗洗滌器系統(tǒng)作為保證駕駛安全最重要的模塊之一， 它的故障會給駕駛員帶來最直觀的不良感受， 洗滌器系統(tǒng)最常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象即為 “不噴水”。 因為洗滌器系統(tǒng)縱向分布在整車內(nèi)， 問題根本原因不易發(fā)現(xiàn)且返修工序復(fù)雜， 易造成不小的返修浪費。 本文通過汽車制造工作中的經(jīng)驗教訓(xùn)， 對前風(fēng)窗洗滌器系統(tǒng)不噴水問題的原因進行探討， 希望能對人們解決此類問題提供一些工作方向。

2 風(fēng)窗洗滌器系統(tǒng)組成簡介

汽車的洗滌器系統(tǒng)是把洗滌液噴射到汽車風(fēng)窗玻璃上的一種裝置， 它由儲液罐 （噴水壺）、 軟管、 洗滌電機、噴嘴以及控制裝置組成， 各部件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 洗滌器系統(tǒng)組成

圖2為洗滌器系統(tǒng)工作原理。 正常情況下洗滌液儲存在儲液罐中， 通過駕駛員撥動開關(guān)， 由BCM采集判斷組合開關(guān)擋位信號， 接通洗滌電機抽出洗滌液， 洗滌液經(jīng)過洗滌軟管， 最終從噴嘴噴在風(fēng)窗玻璃上。

圖2 洗滌器系統(tǒng)工作原理

由過程可知， 如果發(fā)生了洗滌器不噴水的問題， 儲液罐、軟管、 洗滌電機、 噴嘴以及控制裝置每一個環(huán)節(jié)都有可能出現(xiàn)問題。 例如洗滌液本身成分問題， 儲液罐、 軟管內(nèi)有雜質(zhì)，洗滌電機不工作， 噴嘴球頭、 單向閥故障等因素。 同時， 在零部件制造供應(yīng)商及整車制造廠的生產(chǎn)過程中均有可能產(chǎn)生異常變化點。 然而， 按照整車機艙布置需要， 儲液罐往往被安裝在機艙中下部， 前、 后風(fēng)窗均需要洗滌液清洗， 軟管需要從整車前機艙沿底板內(nèi)飾布置到背門， 綜上所述，如果洗滌器一旦發(fā)生不噴水的故障且并未找到真因的情況下很可能造成大量的返修工作及拆解物料損壞的成本損失。因此本文從以下幾個因素進行分析， 提供一些問題分析的方向及整改措施參考。

3 影響洗滌器系統(tǒng)不噴水的主要因素

3.1 洗滌器系統(tǒng)不噴水與洗滌電機過濾網(wǎng)的關(guān)系

洗滌電機過濾網(wǎng) （圖3） 是安裝在洗滌電機進水口處的， 用于隔絕洗滌液和儲液罐中的異物進入泵中， 因而損壞電機。 對于帶有過濾網(wǎng)的洗滌電機來說， 過濾網(wǎng)由于網(wǎng)格尺寸小 （一般在0.5×0.5mm左右）， 在制造過程中若有灰塵、 油污殘留， 即可造成過濾網(wǎng)堵塞不噴水。

圖3 洗滌電機過濾網(wǎng)

遇到此類問題建議是將故障件或同批次過濾網(wǎng)放入水中浸泡30min， 測試后觀察水中是否有雜質(zhì)。 需要注意的是， 本文建議直接拆卸故障件， 而不建議對同批次零件進行測試， 因為此處僅拆除洗滌電機即可， 不用對整個儲液罐進行拆卸， 所以對故障件進行測試更節(jié)省時間， 也更直觀。

另一種解決過濾網(wǎng)因潔凈度不達標(biāo)造成洗滌器系統(tǒng)不噴水的方案是改變過濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及位置， 過濾網(wǎng)除了設(shè)計在洗滌電機外，還可以設(shè)計在洗滌罐加液管內(nèi)， 如圖4所示， 此種結(jié)構(gòu)可以防止外部異物進入洗滌罐， 也可以規(guī)避因過濾網(wǎng)本身網(wǎng)格堵塞影響電機的功能， 并且安裝在管口更易維修。

圖4 安裝在加液管口的結(jié)構(gòu)

但此種方案在產(chǎn)品開發(fā)階段是適用的， 如果項目已經(jīng)進入投產(chǎn)階段， 再變更過濾網(wǎng)位置， 對于整個項目來說是不利的， 因為這會產(chǎn)生新開模具費， 同時前期開發(fā)費用也被浪費了。

3.2 洗滌器系統(tǒng)不噴水與洗滌電機測試水槽的關(guān)系

洗滌電機相當(dāng)于抽水泵， 安裝在洗滌罐上， 工作原理是將洗滌罐中的洗滌液抽出， 噴在風(fēng)窗玻璃上。 為了確保洗滌電機功能正常， 洗滌器的制造廠都會在儲液罐出廠前進行水槽測試。 如果這時水槽清潔度差， 電機很有可能在抽水過程中將異物吸入， 導(dǎo)致洗滌電機過濾網(wǎng)堵塞， 使原本合格的電機產(chǎn)生故障， 而此時電機已經(jīng)優(yōu)先完成抽水，所以此工序并不能檢驗出電機最終的故障現(xiàn)象。

對于此類問題一些制造廠家已經(jīng)采取了規(guī)避措施， 比如他們配備有封閉式的測試水槽 （圖5）， 便可以排除此項因素。

圖5 洗滌電機測試水槽外觀

3.3 洗滌器系統(tǒng)不噴水與洗滌液粘稠度的關(guān)系

汽車風(fēng)窗洗滌液在人們的日常生活中并不陌生， 作為擋風(fēng)玻璃冬天容易結(jié)冰， 夏天經(jīng)常會有很多蟲膠， 平時又難免會有油污和灰塵等附著， 給駕駛員造成很多麻煩，風(fēng)窗洗滌液正是要解決這些麻煩， 它通過多種表面活性劑、助洗劑和溶劑復(fù)配， 從而起到對各種不同類型的污垢清洗作用， 屬于硬表面清潔劑中的一種。 由于洗滌劑需要起到潤滑作用， 防止雨刮與玻璃之間摩擦， 產(chǎn)生劃痕， 因此配方中含有醇類化合物， 黏度較大。

人們在生活中往往忽視了洗滌液的重要性， 甚至有時會選擇用飲用水代替， 或者選擇價格低廉品質(zhì)無保證的洗滌液， 這種洗滌液中可能含有某種雜質(zhì)， 這樣不僅會損壞車窗玻璃、 雨刮片， 也會由于電機長期抽泵工作， 堆積在電機里， 造成電機損壞。

雖然對于洗滌液的品質(zhì)來說， 黏度越大越優(yōu)質(zhì)， 但是在實際使用過程中， 如果采用黏度較大的洗滌液， 而洗滌器使用時間又較久時， 黏性物質(zhì)久而久之便會凝結(jié)在過濾網(wǎng)格處 （針對于電機過濾網(wǎng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)）， 最終造成過濾網(wǎng)堵塞。 所以， 此種情況發(fā)生后， 通過拆解洗滌電機取出過濾網(wǎng)進行清理堆積物即可得到解決。

3.4 洗滌器系統(tǒng)不噴水與噴嘴單向閥的關(guān)系

在前后風(fēng)窗的洗滌器噴嘴處往往都設(shè)計有單向閥的結(jié)構(gòu) （圖6）， 單向閥顧名思義就是流體只能沿進水口流動， 出水口介質(zhì)無法回流。除此之外單向閥最主要的作用是保持管路內(nèi)壓力， 使管道內(nèi)的液體無法回流， 當(dāng)下次噴水時可及時噴出。

圖6 洗滌器噴嘴單向閥

所以， 如果當(dāng)發(fā)現(xiàn)洗滌器系統(tǒng)不噴水時， 單向閥故障也是潛在風(fēng)險點， 單向閥裝反或內(nèi)部元件故障， 都有可能導(dǎo)致洗滌液無法噴出。 此項排查工作也很簡單， 只需要拆除單向閥進行噴水測試即可。

3.5 洗滌器系統(tǒng)不噴水與洗滌器系統(tǒng)內(nèi)的壓強的關(guān)系

3.5.1 原理分析

如3.4條中陳述， 單向閥作用是保持管路內(nèi)壓力， 使管道內(nèi)的液體無法回流， 所以說在洗滌器不工作時， 整個系統(tǒng)內(nèi)可以形成一個封閉結(jié)構(gòu)。 當(dāng)洗滌電機在抽水過程中會加大洗滌軟管內(nèi)氣壓， 再者洗滌液為粘性， 電機過濾網(wǎng)表面會形成一層水膜， 造成進水阻力， 洗滌泵在工作時葉輪腔內(nèi)空氣無法排除， 很難將洗滌液吸進， 導(dǎo)致洗滌器異常不能出水。

遇到這類原因的解決方案也很簡單， 敲擊壺體或是車輛在減速帶等顛簸路面經(jīng)過都可以沖破過濾網(wǎng)內(nèi)的水膜，使洗滌器正常工作。 困難的是找出問題的根本原因所在。

3.5.2 前期規(guī)避方案

上文談過了故障現(xiàn)象與解決方案， 接下來談?wù)務(wù)驹谄囍鳈C廠的角度如何在試制前期便將此問題規(guī)避， 避免量產(chǎn)損失。

在整車生產(chǎn)過程中， 完成洗滌器系統(tǒng)裝配后， 會進行洗滌液加注作為出廠前的功能測試之用。 在裝配工藝布局上， 洗滌液加注和整車下線檢測的位置各主機廠不盡相同。 常見的幾種方案見表1。

如表1所述， 洗滌液加注工位與功能檢驗工位存在跨線體間隔的均未出現(xiàn)電機過濾網(wǎng)水膜導(dǎo)致的不噴水問題， 這也驗證了本文在3.5.1中陳述的解決方案， 車輛經(jīng)過顛簸是可以沖破水膜的。 因而在總裝廠工藝布置時建議考慮間隔工位方案， 不要將加注工位和檢驗工位相鄰布置， 造成整車單臺不良。

表1 常見洗滌液加注檢驗方案

3.5.3 小結(jié)

關(guān)于風(fēng)窗洗滌液噴水故障的問題， 如果由洗滌器系統(tǒng)內(nèi)的壓強差導(dǎo)致， 排查單件故障工作中是很難識別的， 因此會形成很多臨時方案， 如采用了較多工時或材料成本的方案。 比如可能分析為洗滌液加注壓力過小而導(dǎo)致調(diào)整設(shè)備參數(shù)， 或者制作氣槍等工裝設(shè)備專門沖破水膜， 這些都不是最佳的解決方案。

3.6 洗滌器系統(tǒng)不噴水與洗滌軟管的關(guān)系

當(dāng)洗滌軟管內(nèi)存在異物、 破損等導(dǎo)致洗滌液不能噴出，整改方案是最簡單的， 更換新件即可， 但也是返修起來最麻煩的， 需要拆解車輛內(nèi)飾， 過程中會造成一定的廢料損失。

4 結(jié)語

1） 風(fēng)窗洗滌器不噴水的問題一旦發(fā)生， 包含的是整個系統(tǒng)的潛在風(fēng)險， 每個節(jié)點都存在故障的可能， 因為洗滌器系統(tǒng)的特殊性返修也十分困難， 較易錯失真因， 同時風(fēng)窗清潔是用戶使用較頻繁的車輛功能之一， 一旦發(fā)生故障易造成客戶抱怨， 影響品牌口碑， 所以此類問題不可小覷。

2） 本文表述的解決風(fēng)窗洗滌器系統(tǒng)不噴水問題的思路是： 優(yōu)先排查洗滌壺及電機、 噴嘴等易返修總成零件→對洗滌壺及電機、 噴嘴結(jié)構(gòu)生產(chǎn)環(huán)境分析→排查軟管品質(zhì)或裝配問題 （不易返修零件）。

3） 筆者提出了在解決汽車風(fēng)窗洗滌器系統(tǒng)噴水故障的潛在風(fēng)險要素， 并憑借個人工作經(jīng)驗總結(jié)的更優(yōu)方案， 但不代表是全部未知故障的最優(yōu)方案， 旨在為讀者提供參考價值。