汽车车窗玻璃下降抖动异响问题解析

胡喜军 沈缙华

摘 要：汽车玻璃升降器是关系到乘员乘坐舒适性并满足汽车安全防盗的重要部件，也是车门系统中使用最频繁的零部件，其性能是否可靠直接影响汽车安全及客户的舒适性。本文主要从绳轮式玻璃升降系统入手，解析汽车车窗玻璃下降时遇水抖动异响问题，并结合众泰某项目玻璃升降器下降抖动现象，总结出玻璃升降器下降时遇水抖动异响问题原因。

关键词：玻璃升降器;遇水抖动;张紧力;失效模式

1 前言

近年来，随着人们对汽车要求的提高，客户越来越关注汽车使用过程中的细节。针对玻璃升降系统，车窗操作的舒适性是目前各大主机厂重点提升的对象之一。对于呢槽不带植绒的玻璃升降系统，雨天对车窗玻璃进行升降操作时，经常会出现明显的玻璃抖动、异响现象，这将直接影响客户的使用舒适性，导致用户的抱怨。

2 汽车车窗玻璃升降器工作原理及故障模式

2.1 工作原理

绳轮式电动玻璃升降器工作原理：由电机带动绕线轮旋转，拉动钢丝绳移动，带动玻璃安装托架沿导轨上下运动，从而使车门玻璃上升或下降运动。

2.2 功能

电动玻璃升降器的功能主要有：①调整汽车门玻璃开度的大小;②保证车门玻璃升降平稳，且能随时顺利开启和关闭;③当升降器不工作时，玻璃能停留在任意位置上。

2.3 故障模式

正常情况，玻璃升降器上升、下降运行平稳，下雨时（呢槽、水切上有水时）玻璃下降时会出现抖动现象，上升运行正常，水干后又能正常上升、下降运行。

3 汽车车窗玻璃下降抖动异响问题解析

升降器在上升或下降过程，实际是钢丝绳拉动滑块上升或下降运动，弹簧在此过程中会产生压缩和伸长现象。

弹簧在升降器上主要有以下几种状态：自由状态、装配状态及压并状态。升降器在堵转时一端弹簧会压并，另一端会伸长，伸长的弹簧长度应小于弹簧自由状态长度L1，且留有一定的安全余量，避免钢丝绳张紧力为0导致的钢丝绳脱出、错槽等售后质量问题。弹簧剩余压缩量L3（装配状态长度-压并状态长度）一般在0.25-2mm之间为宜。此值过小，会导致总成难以装配，升降器机构阻力大大增加，机构效率会相应降低;此值过大，升降器在堵转时，一端弹簧压并，另一端伸长量会较大，安全余量相应减小。

L1——弹簧总长度;

L2——弹簧压并長度;

L3——弹簧剩余压缩量。

众泰某项目玻璃升降器下降抖动现象，具体分析如下：

①该项目车窗玻璃重量为33N，遇水后呢槽及水切的动摩擦系数降低，此时滑动阻力约30N，即玻璃上升时系统阻力为30+33=63N，玻璃下降时的系统阻力为30-33=-3N;

②弹簧弹性系数K=5，上下两弹簧的总剩余压缩量为0.5～4mm，一端压并时所需力值为F=KL=2.5～20N，故当阻力始终大于20N时能保证—弹簧运行过程中被压并，即玻璃上升时，一侧弹簧是始终被压并状态，另一侧弹簧伸长;

③由①②可知，下降时玻璃阻力小于弹簧压并所需要的力，故玻璃在下降时，弹簧不会被压并;而遇水后玻璃与呢槽及水切的静摩擦力增大，下降时玻璃阻力较大，弹簧在启动瞬间被压缩，正常运行时阻力减小，弹簧伸长，如此反复，从而导致下降启动瞬间出现抖动异响现象。另外，运行过程中阻力不均也可能出现弹簧反复伸缩现象，从而导致玻璃抖动。

4 避免玻璃下降抖动异响失效模式措施

基于对以上下降抖动异响问题的失效模式进行排查，最终排查为弹簧刚度与系统阻力匹配问题导致，解决方案主要有以下两方面：

①增大系统阻力，保证弹簧在下降瞬间及运行过程中时刻被压并，不会往复伸缩。但系统阻力增大后，车窗关闭力及玻璃升降速度需重新计算，选定合适的电机;

②减小弹簧压并时所需的力值。即减小弹簧K值或减小剩余压缩量L。减小剩余压缩量L需考虑可装配性，太小会导致总成装配困难;减小弹簧K值要考虑增加弹簧总长，保证升降系统张紧力。

考虑到增加系统阻力会加剧密封件的磨损，同时玻璃升降器电机需重新选型计算，验证周期较长，经实验验证该项目最终整改措施为减小弹簧K值，同时增加弹簧总长度，保证升降器系统张紧力。

另外，基于理论分析及实车改制验证，在系统设计时采用如下方案也能减轻甚至根除玻璃下降抖动现象：

①使用带植绒的玻璃呢槽。植绒呢槽的绒毛能够消除呢槽与玻璃接触的水膜，降低湿态时呢槽与玻璃的静摩擦力，从而减少静摩擦力与动摩擦力的差值;

②玻璃升降器弹簧布置在电机座板上。当玻璃升降器弹簧布置在滑块上时，弹簧受到的力即为玻璃升降时的阻力;当玻璃升降器弹簧布置在电机座板时，弹簧受到的力为玻璃升降的阻力+升降器内阻，此种情况下玻璃升降时弹簧受力较大，易处于压并状态，不易发生抖动。

5 结论

本文主要根据众泰某项目玻璃升降下降抖动异响现象，最终排查原因为：在玻璃升降器下降运行过程中，弹簧会反复伸缩，玻璃运行出现抖动现象，并产生异响。本文最后总结改善措施为以下四项：（1）弹簧K值与系统阻力匹配;（2）弹簧长度优化保证系统张紧力;（3）使用带植绒的玻璃呢槽;（4）升降器弹簧布置在电机座板上。以上结论可为众泰后续项目开发提供参考。

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