汽車風窗洗滌器系統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

汽車作為現代化的交通工具已經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、 三新技術的應用漸漸成為現實， 但這并不意味著一些基礎的、 傳統的配置能夠被現代化的技術所替代， 一些最易引起客戶抱怨的問題就能夠被解決。 前風窗洗滌器系統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， 洗滌器系統最常出現的故障現象即為 “不噴水”。 因為洗滌器系統縱向分布在整車內， 問題根本原因不易發現且返修工序復雜， 易造成不小的返修浪費。 本文通過汽車制造工作中的經驗教訓， 對前風窗洗滌器系統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 風窗洗滌器系統組成簡介

汽車的洗滌器系統是把洗滌液噴射到汽車風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， 各部件結構如圖1所示。

圖1 洗滌器系統組成

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

圖2 洗滌器系統工作原理

由過程可知， 如果發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節都有可能出現問題。 例如洗滌液本身成分問題， 儲液罐、 軟管內有雜質，洗滌電機不工作， 噴嘴球頭、 單向閥故障等因素。 同時， 在零部件制造供應商及整車制造廠的生產過程中均有可能產生異常變化點。 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、 后風窗均需要洗滌液清洗， 軟管需要從整車前機艙沿底板內飾布置到背門， 綜上所述，如果洗滌器一旦發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 影響洗滌器系統不噴水的主要因素

3.1 洗滌器系統不噴水與洗滌電機過濾網的關系

洗滌電機過濾網 （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。 對于帶有過濾網的洗滌電機來說， 過濾網由于網格尺寸小 （一般在0.5×0.5mm左右）， 在制造過程中若有灰塵、 油污殘留， 即可造成過濾網堵塞不噴水。

圖3 洗滌電機過濾網

遇到此類問題建議是將故障件或同批次過濾網放入水中浸泡30min， 測試后觀察水中是否有雜質。 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省時間， 也更直觀。

另一種解決過濾網因潔凈度不達標造成洗滌器系統不噴水的方案是改變過濾網的結構及位置， 過濾網除了設計在洗滌電機外，還可以設計在洗滌罐加液管內， 如圖4所示， 此種結構可以防止外部異物進入洗滌罐， 也可以規避因過濾網本身網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構

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

3.2 洗滌器系統不噴水與洗滌電機測試水槽的關系

洗滌電機相當于抽水泵， 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， 導致洗滌電機過濾網堵塞， 使原本合格的電機產生故障， 而此時電機已經優先完成抽水，所以此工序并不能檢驗出電機最終的故障現象。

對于此類問題一些制造廠家已經采取了規避措施， 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 洗滌器系統不噴水與洗滌液粘稠度的關系

汽車風窗洗滌液在人們的日常生活中并不陌生， 作為擋風玻璃冬天容易結冰， 夏天經常會有很多蟲膠， 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無保證的洗滌液， 這種洗滌液中可能含有某種雜質， 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來說， 黏度越大越優質， 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， 黏性物質久而久之便會凝結在過濾網格處 （針對于電機過濾網的產品結構）， 最終造成過濾網堵塞。 所以， 此種情況發生后， 通過拆解洗滌電機取出過濾網進行清理堆積物即可得到解決。

3.4 洗滌器系統不噴水與噴嘴單向閥的關系

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

圖6 洗滌器噴嘴單向閥

所以， 如果當發現洗滌器系統不噴水時， 單向閥故障也是潛在風險點， 單向閥裝反或內部元件故障， 都有可能導致洗滌液無法噴出。 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 洗滌器系統不噴水與洗滌器系統內的壓強的關系

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壓力， 使管道內的液體無法回流， 所以說在洗滌器不工作時， 整個系統內可以形成一個封閉結構。 當洗滌電機在抽水過程中會加大洗滌軟管內氣壓， 再者洗滌液為粘性， 電機過濾網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空氣無法排除， 很難將洗滌液吸進， 導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過都可以沖破過濾網內的水膜，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 前期規避方案

上文談過了故障現象與解決方案， 接下來談談站在汽車主機廠的角度如何在試制前期便將此問題規避， 避免量產損失。

在整車生產過程中， 完成洗滌器系統裝配后， 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電機過濾網水膜導致的不噴水問題， 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

關于風窗洗滌液噴水故障的問題， 如果由洗滌器系統內的壓強差導致， 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致調整設備參數， 或者制作氣槍等工裝設備專門沖破水膜， 這些都不是最佳的解決方案。

3.6 洗滌器系統不噴水與洗滌軟管的關系

當洗滌軟管內存在異物、 破損等導致洗滌液不能噴出，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， 需要拆解車輛內飾， 過程中會造成一定的廢料損失。

4 結語

1） 風窗洗滌器不噴水的問題一旦發生， 包含的是整個系統的潛在風險， 每個節點都存在故障的可能， 因為洗滌器系統的特殊性返修也十分困難， 較易錯失真因， 同時風窗清潔是用戶使用較頻繁的車輛功能之一， 一旦發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） 本文表述的解決風窗洗滌器系統不噴水問題的思路是： 優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、 噴嘴結構生產環境分析→排查軟管品質或裝配問題 （不易返修零件）。

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