某车型玻璃升降异响的影响因素及解决办法

王爱国

摘 要：双叉臂式玻璃升降器因结构复杂，对关联部件精度要求高，容易出现玻璃升降异响的问题。文章以某车型玻璃升降系统异响为案例，从双叉臂式玻璃升降器工作原理入手，阐述了问题的发生原因及影响因素，探讨了问题解决方法，制定了解决措施并进行了验证，解决了玻璃升降异响的问题。关键词：双叉臂式玻璃升降器;玻璃升降系统异响;解决方法;验证中图分类号：U463.8  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2019）01-73-04

Influencing factors and solutions of glass lift and lift noise of a vehicle

Wang Aiguo

（ Hozon New Energy Automobile Co.， LTD.， Zhejiang Jiaxing 314000 ）

Abstract： Due to the complex structure of the double-fork arm glass hoist， the accuracy of the associated parts is required to be high， and the problem of glass lifting is likely to occur. This paper takes the case of a glass lifting system of a vehicle as a case， starts with the working principle of the double-armed glass lifting device， expounds the cause of the problem and the influencing factors， discusses the problem of solve methods， formulates the solution measures and verifies. Solved the problem of glass lift and noise.Keywords： the double-fork arm glass hoist; the problem of glass lifting; the problem of solve methods; verifyCLC NO.： U463.8  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2019）01-73-04

引言

某車型四门采用双叉臂式电动玻璃升降器的结构设计，小批量生产期间，检测到四门车窗玻璃升降过程中均存在不同程度的升降异响问题，影响顾客使用和感受，容易引起顾客抱怨，必须解决。下面针对该问题进行分析，从结构设计、工艺优化等方面提出整改措施。

1 双叉臂式电动玻璃升降器的介绍及工作原理

1.1 双叉臂式玻璃升降器的结构介绍

汽车用电动玻璃升降器主要分为分叉臂式、绳轮式两大类。叉臂式又分为单叉臂和双叉臂两种类型。双叉臂式玻璃升降器主要由驱动电机，齿板，平衡臂，固定导轨，升降臂，升降导轨六部分组成，如图1所示。

1.2 双叉臂式玻璃升降器工作原理

如图1，在使用时，玻璃升降器的电机1固定在支架上，支架固定在门内钣金上，固定导轨5水平固定在门钣金上，玻璃通过两个螺钉固定在升降的长导轨总成7上。通过电机的转动，带动转动齿板2旋转，使升降臂6围绕轴销4做正向，反向旋转一定角度;同时平衡臂以中轴为转动点，滑块8在固定臂和升降导轨7中作往返运动，使升降导轨作上下运动，带动玻璃沿前后端的导向槽上下运动，实现车窗玻璃升降功能。

2 双叉臂式玻璃升降异响的种类及异响要因

2.1 玻璃升降异响种类

不同车型玻璃升降异响种类繁多，本文以某车型为例，根据升降异响声音类别及影响因素，分为5种异响。

第一种为为玻璃升降过程与内挡水摩擦异响，多为“咕噜”，“唧唧”，“吱吱”三种声音;

第二种为玻璃在升降过程中玻璃升降器的滑块在导轨内窜动异响的声音，表现为“咯噔”的声音;

第三种为玻璃上升下降到底时的撞击声，表现为“哐当”声;

第四种为电机异响的声音，表现为电机转动负载超载的“嗡嗡”声;

第五种为玻璃升降过程中与门内线束、拉线等附件摩擦异响，表现为“斯斯”，“沙沙”的声音。

本文主要介绍介绍前四种异响声音的影响因素及解决方案。

2.2 玻璃升降异响要因分析

按照人、机、料、法、环、测的排查分析方法，玻璃升降异响主要原因有挡水条卡接结构设计不合理，检测标准不明确等10余项影响因素，如图2的鱼刺分析图。

3 双叉臂式玻璃升降异响的影响因素及解决办法

双叉臂式玻璃升降器采用冲压工艺成型，刚度较好，玻璃升降过程中y向晃动量较大，对尼槽、内外挡水Y向挤压受力均存在差异变化，容易产生异响问题，在初期分析阶段就需要从玻璃升降器结构设计及布置上仔细校核，认真考量每一个可能产生异响的细节。

3.1 内挡水的影响因素及解决办法

内挡水影响玻璃升降异响的主要因素有内挡水的材料组成，装配方式，内挡水的稳定性，披风形状，压载力，摩擦系数，唇边与玻璃的干涉量，唇边与玻璃的夹角，玻璃升降过重披风的变形空间等。经过调查分析，影响本车型产生“咕噜”，“唧唧”，“吱吱”三种声音的主要原因为内挡水的装配方式。

3.1.1 内挡水的装配方式

内挡水的装配方式通常有两种，一种是内挡水与门护板装配在一起，如图3所示（本故障车型采用结构）;另一种为内挡水直接卡接在门板金止口边上，如图4所示。第一种内挡水优点是结构简单，成本较低，缺点是受护板的装配关系影响，功能尺寸不易控制，且响声更容易被护板放大;第二种内挡水优点是装配稳定，挡水与玻璃之间的功能尺寸链段，较易控制，缺点是结构复杂，成本较高。

3.1.2 玻璃升降异响故障现象

玻璃升降过程中主要存在以下几种现象：

（1）玻璃下降过程中存在“咕噜咕噜”异响;

（2）正常装配且淋雨后无异响，车辆放置一段时间后异响出现;

（3）玻璃上升过程中存在“唧唧”异响。

3.1.3 异响原因分析及改进措施

下降过程中存在的“咕噜咕噜”异响：说明玻璃与内挡水之间存在间隙性接触的现象。究其原因主要有两项，第一项为门护板内挡水安装面存在波浪面，内挡水在安装面卡接后与玻璃存在間隙不均的现象，第二项为卡子在门护板上未卡接牢固，玻璃升降过程中内挡水存在晃动导致异响。

上升过程中存在的“唧唧”异响：说明内挡水与玻璃之间摩擦力较大。调查发现内挡水植绒存在不均匀，容易脱落现象，属于来件质量不达标问题。

针对咕噜咕噜异响，采取措施1：在内挡水与护板之间增加一条海绵条，以增大内挡水披风与玻璃的干涉量，如图5所示。采取措施2：将内挡水卡子在门护板上卡接牢固。

针对唧唧异响，采取措施为：提升内挡水植绒工艺，来件检查植绒确保不易脱落。

3.1.4 改进结果

通过实施改进措施，咕噜咕噜及唧唧声均消失。

3.2 玻璃升降器滑块在导轨内窜动异响的影响因素及解决办法

车窗玻璃通过滑块在导轨内做往复运动以实现升降的功能，如图6所示。平衡臂与电机之间通过齿轮连接，升降臂与平衡臂之间通过四个铆钉连接，升降臂与平衡臂的两端连接滑块，滑块在固定导轨与活动导轨内做往复运动。当电机正转玻璃上升，电机反转玻璃下降。通过分析，影响故障车玻璃升降器异响的因素主要有三种：

（1）由于滑块强度偏弱，导致滑块运动过程中与导轨的间隙不均匀或偏大导致窜动异响;

（2）活动臂与固定臂之间铆接松动出现窜动异响;

（3）电机齿扇与平衡臂齿轮啮合不好导致窜动异响。

针对以上三个因素，改进措施如下：

（1）提高缓冲块材料硬度，同时将缓冲块与导轨间隙由0.5mm更改为0.2mm;

（2）增大铆接螺钉与电机支架的接触量，将接触量由2mm更改为3mm。

（3）调整齿板的齿形，以及平面度。齿板的齿形采用冲床冲压成型，齿形需要由冲压的模具保证，同时齿形的尺寸需要采用专用的检具检测。现场发现：采用的检具一次仅能检测6齿，未能对整个齿形进行检测;同时，由于冲压成型工艺必会导致齿板正面齿形下塌，从而会影响与电机齿轮的啮合，导致运行过程的不平稳和跳动。

经过实施以上改进措施，玻璃升降的“咯噔”异响声音消失。

3.3 玻璃上升下降到底撞击异响的影响因素及解决办法

3.3.1 故障现象描述

当故障车型玻璃上升到顶及下降到底位置时，存在哐当异响声音。经测量，本故障车型上升速度为170～200mm/s，目前大多数车型将玻璃运行的升降速度最大值控制在上升（150+-30）mm/s，下降220mm/s的范围内，故障车型上升速度明显高于合资品牌蒙迪欧等车型玻璃升降速度。

3.3.2 原因分析及解决措施

该升降速度与玻璃升降器电机的转速，转矩，尼槽阻力，夹持力有关。根据原因分析，可采用的改进措施有更换电机，增大尼槽摩擦阻力，更改尼槽断面，提高玻璃升降器各部件之间的稳固性等。

本故障车型所采用的解决措施1为：在门框顶部尼槽内侧即尼槽与门框钣金之间增加一条5mm厚的泡棉，使得玻璃上升到顶时起到缓冲撞击作用，以减少撞击声，如图7所示;

措施2：更换电机，减小电机的转矩，减小玻璃下降到底时的装机声。

措施3：提升电机齿轮与升降器齿扇之间的啮合度，减少因啮合不良而带来的窜动声;

措施4：加强玻璃升降器在门内板钣金上的紧固力矩，确保连接牢固;

措施5：增大玻璃升降器叉臂之间的铆接螺钉直径，使得铆钉与叉臂之间的配合关系由间隙配合改为过度配合

3.3.3 改进效果

通过以上系列措施实施后，玻璃上升到顶时撞击门框声音明显降低，下降到底的哐当声消失，故障得以解决。

3.4 玻璃升降电机异响影响因素及解决措施

玻璃升降器上升、下降过程中的运行噪声受到测试环境、电动机、升降系统和车门系统的影响。测试环境主要指温度、电压、负载等环境条件。电动机试制转子装配、电刷装配和定子壳装配、齿轮座尺寸、同心度和固有频率等影响因素。在测试环境恒定的前提下，影响电动机运行噪声的主要原因有三个：电动机线圈和卡簧、换向器接触面积和电动机轴端缓冲机构。

本故障车通过降低电机噪声的方法主要有改善电动机线圈和卡簧，改善换向器的接触面积，改善电动机轴端缓冲结构三种方案的优化，电动机的阶次噪声由42db降低至34db，玻璃升降器运行总体噪声由50db降低至45db，整车的主观评价得分和NVH测试成绩明显提升。在所有措施都体现后，测试结果见表1所示。

由测试结果可以看出，电动机换向器的接触面设计成平面和斜面的组合结构，有利于电动机的声音品质，电动机轴端柔性缓冲的声音品质优于刚性缓冲结构，在满足需要的前提下，电动机的转矩越小，声音品质越好。因此，在后续的玻璃升降器选择时，需要考虑电动机的阶次噪声与电动机的结构（电枢槽数等）、关键零部件（换向器、缓冲结构等）的结构选用、性能参数（转矩、转速等）因素之间的关系，改善电动机内部的设计间隙、摩擦部位的面积、摩擦面的精度、

缓冲结构等均可改善其阶次噪声。在设计之初应对车门系统和玻璃升降系统的共振进行校验和规避。

4 结论

本故障车型所出现的玻璃升降异响问题较为复杂，通过大量的细致深入分析和研究找到了根本原因及解决措施，使得玻璃升降异响问题发生的概率由7%下降为0.6‰，满足了上市的要求。建议在今后的车型设计开发过程中，在前期工程设计阶段就要建立有效的探测方法和评价体系，形成有效的DV验证方法和评价标准，使异响问题在项目前期阶段得到彻底解决。

参考文献

[1] 陈宗好，时西芳，潘英.车门内挡水异响影响因素及设计要点[J].汽车实用技术，2015.

[2] 娄春莹.乘用车玻璃升降系统声音品质提升研究，2016年中国汽车工程学会年会论文集[N].2016.