關(guān)于客車雨刷器執(zhí)行機構(gòu)失效問題的分析與解決

高建路

關(guān)于客車雨刷器執(zhí)行機構(gòu)失效問題的分析與解決

高建路

（聊城中通輕型客車有限公司，山東 聊城 252024）

文章針對客車前擋風(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)行機構(gòu)失效，表現(xiàn)形式為燒保險、燒繼電器、燒電機、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、停運、甚至引發(fā)交通事故，給運輸企業(yè)、承包單位、乘客、社會帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失和社會問題，進(jìn)行了分析與研究，并從汽車生產(chǎn)過程中尋找發(fā)生的原因，分析和創(chuàng)新應(yīng)用非常規(guī)的機械機構(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)行機構(gòu)；交通事故；機械機構(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，運行過程中來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，保證其相對的形狀和穩(wěn)定性。

客車的雨刷[1]在下雨天氣時，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，如無法看清前方的路況，整個客車的安全性也根本得不到保證。

目前，客車前擋風(fēng)玻璃上的雨刷各運動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、燒繼電器[2]、燒電機、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、停運、甚至引發(fā)交通事故的現(xiàn)象比比皆是，給運輸企業(yè)、承包單位、乘客、社會帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失和社會問題。

本文針對雨刷器執(zhí)行機構(gòu)失效問題這一問題，對客車車身生產(chǎn)、加工過程中的相關(guān)過程進(jìn)行跟蹤和分析，通過優(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)行機構(gòu)（左右兩片）的轉(zhuǎn)動臂[3]是穿過前圍骨架雨刷套內(nèi)，在內(nèi)外面?zhèn)溆袌怨搪菽竵韺崿F(xiàn)固定的，轉(zhuǎn)動臂的旋轉(zhuǎn)中心和運動間距取決于兩個雨刷套的傾斜度和相對位置，而兩個雨刷套又穿過前圍骨架上的雨刷套型鋼，因此兩個雨刷套型鋼的位置精度至關(guān)重要，二者的傾斜度和相對位置決定者整個雨刷器執(zhí)行機構(gòu)的運作配合和系統(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，沒有對雨刷套孔直接定位，是造成整個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程中干涉嚴(yán)重，不能實現(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際生產(chǎn)過程中。

要想提高對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，定位銷不能影響前圍骨架總成焊后脫模過程。

要解決定位銷在骨架總成脫模過程中不干涉的問題，必須設(shè)計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[7]，才能保證不干涉，經(jīng)驗分析、設(shè)計，采用旋轉(zhuǎn)的定位機構(gòu)可解決這個問題。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計及原理

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

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

限位套側(cè)壁上凸輪槽整體呈倒“L”型。

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

定位機構(gòu)還包括定位座，定位座焊接在限位套底部。

上述整個定位機構(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)及實施方案如下：

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

圖2 雨刷套旋轉(zhuǎn)定位機構(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)動手柄；005定位座；006焊裝工裝；007凸輪槽。

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

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

圖中：001定位銷；004轉(zhuǎn)動手柄；

定位銷的伸出與縮回鎖止機構(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)動手柄004一端設(shè)置有外螺紋，定位銷側(cè)壁上開設(shè)有螺紋孔，轉(zhuǎn)動手柄004穿過限位套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)動手柄004在倒“L”型凸輪槽007中移動，實現(xiàn)對定位銷001軸向運動和轉(zhuǎn)動控制。定位機構(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作為定位機構(gòu)的載體，方便定位機構(gòu)在使用過程中的安放定位。如圖5所示。

圖5 雨刷套旋轉(zhuǎn)定位機構(gòu)定位銷結(jié)構(gòu)及定位時的結(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構(gòu)時，首先通過定位座005將定位機構(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)動手柄004移動到限位套003上凸輪槽007內(nèi)的頂端且轉(zhuǎn)動到最左端，此時定位銷001隨著轉(zhuǎn)動手柄004移動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實現(xiàn)對雨刷套002的定位，此時對雨刷套002進(jìn)行固定焊接。然后，將轉(zhuǎn)動手柄004轉(zhuǎn)到凸輪槽007內(nèi)的右邊并移動最下處，定位銷001完全縮回，此時，前圍骨架總成可以實現(xiàn)整體向上脫模。

2.4 應(yīng)用后的效果

通過使用本文研究的結(jié)果，該定位銷和限位套實現(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，安裝精度高各運動部件一致性好，確保符合技術(shù)要求運動軌跡，雨刷套焊接定位精度得到保證的同時，減少了雨刷各個部件之間的振動磨損。

3 結(jié)論

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

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

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

[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.

[3] 馬夢臣,趙新華,李彬.基于ANSYS Workbench的噴涂轉(zhuǎn)動臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J].機械工程與自動化,2019年第6期;第49-51頁.

[4] 趙世田,付瑩瑩,鄭雷等.平行分度凸輪機構(gòu)建模與運動仿真分析研究[J].機械傳動,2020年第3期;第52-56頁.

[5] 劉丹,王劍,姜維等.列車組合定位系統(tǒng)定位精度評估方法研究[J].鐵道學(xué)報,2019年第11期;第79-87頁.

[6] 王會鳳,周雄輝.一種模具脫模方向自動判定及優(yōu)選算法[M].2018年第1期;第103-107頁.

[7] 苑振宇,王嘯,羅雁.某型組合傳動發(fā)電機裝置脫開機構(gòu)失效故障分析[J].科技視界,2019年第29期;第29-30,36頁.

[8] 李玉善,郭海榮,胡香媛等.基于溝槽凸輪關(guān)節(jié)的交通錐回收機械臂設(shè)計及軌跡優(yōu)化[J].機械傳動,2019年第7期;第151-155,167頁.

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

[10] 高治華,趙建波,戴宗妙.船艙用升降裝置的振動試驗與分析.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.

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

U466

B

1671-7988(2021)02-135-03

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。