汽車車窗玻璃下降抖動異響問題解析

胡喜軍 沈縉華

摘 要：汽車玻璃升降器是關系到乘員乘坐舒適性并滿足汽車安全防盜的重要部件，也是車門系統中使用最頻繁的零部件，其性能是否可靠直接影響汽車安全及客戶的舒適性。本文主要從繩輪式玻璃升降系統入手，解析汽車車窗玻璃下降時遇水抖動異響問題，并結合眾泰某項目玻璃升降器下降抖動現象，總結出玻璃升降器下降時遇水抖動異響問題原因。

關鍵詞：玻璃升降器;遇水抖動;張緊力;失效模式

1 前言

近年來，隨著人們對汽車要求的提高，客戶越來越關注汽車使用過程中的細節。針對玻璃升降系統，車窗操作的舒適性是目前各大主機廠重點提升的對象之一。對于呢槽不帶植絨的玻璃升降系統，雨天對車窗玻璃進行升降操作時，經常會出現明顯的玻璃抖動、異響現象，這將直接影響客戶的使用舒適性，導致用戶的抱怨。

2 汽車車窗玻璃升降器工作原理及故障模式

2.1 工作原理

繩輪式電動玻璃升降器工作原理：由電機帶動繞線輪旋轉，拉動鋼絲繩移動，帶動玻璃安裝托架沿導軌上下運動，從而使車門玻璃上升或下降運動。

2.2 功能

電動玻璃升降器的功能主要有：①調整汽車門玻璃開度的大小;②保證車門玻璃升降平穩，且能隨時順利開啟和關閉;③當升降器不工作時，玻璃能停留在任意位置上。

2.3 故障模式

正常情況，玻璃升降器上升、下降運行平穩，下雨時（呢槽、水切上有水時）玻璃下降時會出現抖動現象，上升運行正常，水干后又能正常上升、下降運行。

3 汽車車窗玻璃下降抖動異響問題解析

升降器在上升或下降過程，實際是鋼絲繩拉動滑塊上升或下降運動，彈簧在此過程中會產生壓縮和伸長現象。

彈簧在升降器上主要有以下幾種狀態：自由狀態、裝配狀態及壓并狀態。升降器在堵轉時一端彈簧會壓并，另一端會伸長，伸長的彈簧長度應小于彈簧自由狀態長度L1，且留有一定的安全余量，避免鋼絲繩張緊力為0導致的鋼絲繩脫出、錯槽等售后質量問題。彈簧剩余壓縮量L3（裝配狀態長度-壓并狀態長度）一般在0.25-2mm之間為宜。此值過小，會導致總成難以裝配，升降器機構阻力大大增加，機構效率會相應降低;此值過大，升降器在堵轉時，一端彈簧壓并，另一端伸長量會較大，安全余量相應減小。

L1——彈簧總長度;

L2——彈簧壓并長度;

L3——彈簧剩余壓縮量。

眾泰某項目玻璃升降器下降抖動現象，具體分析如下：

①該項目車窗玻璃重量為33N，遇水后呢槽及水切的動摩擦系數降低，此時滑動阻力約30N，即玻璃上升時系統阻力為30+33=63N，玻璃下降時的系統阻力為30-33=-3N;

②彈簧彈性系數K=5，上下兩彈簧的總剩余壓縮量為0.5～4mm，一端壓并時所需力值為F=KL=2.5～20N，故當阻力始終大于20N時能保證—彈簧運行過程中被壓并，即玻璃上升時，一側彈簧是始終被壓并狀態，另一側彈簧伸長;

③由①②可知，下降時玻璃阻力小于彈簧壓并所需要的力，故玻璃在下降時，彈簧不會被壓并;而遇水后玻璃與呢槽及水切的靜摩擦力增大，下降時玻璃阻力較大，彈簧在啟動瞬間被壓縮，正常運行時阻力減小，彈簧伸長，如此反復，從而導致下降啟動瞬間出現抖動異響現象。另外，運行過程中阻力不均也可能出現彈簧反復伸縮現象，從而導致玻璃抖動。

4 避免玻璃下降抖動異響失效模式措施

基于對以上下降抖動異響問題的失效模式進行排查，最終排查為彈簧剛度與系統阻力匹配問題導致，解決方案主要有以下兩方面：

①增大系統阻力，保證彈簧在下降瞬間及運行過程中時刻被壓并，不會往復伸縮。但系統阻力增大后，車窗關閉力及玻璃升降速度需重新計算，選定合適的電機;

②減小彈簧壓并時所需的力值。即減小彈簧K值或減小剩余壓縮量L。減小剩余壓縮量L需考慮可裝配性，太小會導致總成裝配困難;減小彈簧K值要考慮增加彈簧總長，保證升降系統張緊力。

考慮到增加系統阻力會加劇密封件的磨損，同時玻璃升降器電機需重新選型計算，驗證周期較長，經實驗驗證該項目最終整改措施為減小彈簧K值，同時增加彈簧總長度，保證升降器系統張緊力。

另外，基于理論分析及實車改制驗證，在系統設計時采用如下方案也能減輕甚至根除玻璃下降抖動現象：

①使用帶植絨的玻璃呢槽。植絨呢槽的絨毛能夠消除呢槽與玻璃接觸的水膜，降低濕態時呢槽與玻璃的靜摩擦力，從而減少靜摩擦力與動摩擦力的差值;

②玻璃升降器彈簧布置在電機座板上。當玻璃升降器彈簧布置在滑塊上時，彈簧受到的力即為玻璃升降時的阻力;當玻璃升降器彈簧布置在電機座板時，彈簧受到的力為玻璃升降的阻力+升降器內阻，此種情況下玻璃升降時彈簧受力較大，易處于壓并狀態，不易發生抖動。

5 結論

本文主要根據眾泰某項目玻璃升降下降抖動異響現象，最終排查原因為：在玻璃升降器下降運行過程中，彈簧會反復伸縮，玻璃運行出現抖動現象，并產生異響。本文最后總結改善措施為以下四項：（1）彈簧K值與系統阻力匹配;（2）彈簧長度優化保證系統張緊力;（3）使用帶植絨的玻璃呢槽;（4）升降器彈簧布置在電機座板上。以上結論可為眾泰后續項目開發提供參考。

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