汽车玻璃升降系统失效原因解析

隋斌郭景

摘要：近年来，我国对汽车的需求不断增加，在汽车系统中，玻璃升降系统是非常重要的组成部分。文章通过对前门玻璃升降器及胶条失效原因的分析，从绳轮式玻璃升降系统的工作原理出发，阐述了问题产生的根本原因，并制定相应的解决措施，验证结果说明所做的解决措施是有效的。

关键词：车门玻璃升降系统；升降缓慢；升降卡滞；玻璃歪斜

引言

玻璃升降器是指按一定的驱动方式将汽车车窗玻璃沿玻璃导槽升起或下降,并能停留在任意位置的装置。汽车门窗玻璃不但要保证驾驶员有足够的视角安全驾驶和行车,同时为满足乘坐舒适的需要,玻璃的位置经常需要调整,因此玻璃调整的范围与操纵的灵活、方便成为衡量一辆汽车性能的重要指标。保证汽车玻璃灵活调整的机构就是玻璃升降器,它亦是保证汽车安全和舒适性的一个重要部件。

1汽车玻璃升降器的主要功能结构

电动玻璃升降器由于其具有结构紧凑、操作简单、运行平稳、遥控自如、噪音较小等多方面优点，在汽车领域得到广泛推广应用。（1）交叉臂式电动玻璃升降器。汽车交叉臂式电动玻璃升降器主要由电机、减速器和交叉臂（升降臂和平衡臂）、导轨等多部件组成。其中，交叉臂机构完全维持手动交叉臂式玻璃升降器架构，均由1~3mm厚度的钢板冲压而成。（2）绳轮式电动玻璃升降器。汽车绳轮式电动玻璃升降器主要由直流电机、减速器、卷丝筒、绳索、滑块等部件组成，其中电机是动力驱动源，通过卷丝筒和绳索的收放转动，完成车窗玻璃在玻璃导槽内上升或下降的曲线运行。

2玻璃升降系统原因分析

2.1前门玻璃升降器退赔件分析

为了快速找到问题产生原因，对升降器售后退赔件共280件进行实车门装配验证分析，发现18.2%的故障升降器失效模式为缓冲块胀大导致摩擦异响,3.21%的失效模式为缓冲块开裂导致下降到底异响，32.5%的失效模式为导轨被缓冲块污染且上升缓慢，37.1%的退赔件故障不重现。调查缓冲块材料，发现设计要求为丁腈橡胶，供应商私自更改缓冲块材料为氯丁胶，氯丁胶耐油性差，在使用过程中与润滑脂接触胀大，导致缓冲块与导轨接触摩擦，产生异响、升降阻力增大问题，并将导轨污染成黑色。小结：升降器缓冲块材料不符合设计是升降抖动/异响、升降缓慢的主要原因。

2.2升降器内部异响

升降器内部异响因其产生的原因不同，所考虑的改进对策也不一样：①钢丝绳与套管摩擦异响。其处理措施:在护套管两端套入防磨头，避免钢丝绳与金属管磨擦产生异响。②钢丝绳与导轮之间为滑动摩擦，此种噪音类似于电机振动带来的“嗡嗡”声，多半发生在玻璃向下运行的情况下，若要解决此问题，则需要设法将钢丝绳与导轮之间的滑动摩擦改为滚动摩擦；③钢丝绳降噪管与玻璃摩擦异响，分析原因时则需要考虑钢丝绳护套管上的防噪管与玻璃间是否存在磨擦异响，改进对策需考虑更改降噪管材料，用不同材质的降噪管在玻璃上进行摩擦噪音验证。

2.3侧门窗框/玻璃导槽制造问题调查

在厦门漳州服务站分析两辆升降卡滞/玻璃歪斜的故障车，发现前门焊接前导槽与后导槽距离小，前导槽底面至后导槽底面的距离设计值为811.4±1mm，测量前导槽至后导槽底面的距离为809mm，设计状态下前门前后导槽是平行的，而故障车前后导槽上端窄下端宽（倒V字形），导致升降阻力变大。为保证玻璃在导槽中的平稳运行，弥补玻璃运动中在前后方向的偏差，玻璃边界与胶条的最小距离设计值为2.0mm，所以焊接前导槽的X向超差直接导致A柱摩擦阻力增大，导致玻璃胶条底面磨损严重，与玻璃导槽密封条退赔件表现一致。此外，玻璃导槽宽度设计值为17.9±0.5mm，故障车测得前导槽宽度最小的有16.3mm，且焊接前导槽存在变形问题，导致A柱对玻璃摩擦阻力增大。同时，制造区域发现前门内外板窗台加强板存在间隙变小问题，内外板开口尺寸设计值为27.9±1mm，实际测量最小值为26.0mm，导致水切对玻璃的阻力变大。

2.4玻璃上升时抖动异响

单纯从升降器本身来说，一般不会导致此类故障，多半与车门密封件有关，比如胶条表面没有润滑涂层，胶条本身耐磨性差，使用一段时间后，胶条与玻璃之间摩擦阻力大，造成上升时抖动异响；另外，胶条低温性能差，在冬季胶条硬化也是造成此类故障的原因之一；当然，胶条品质不好除了带来噪音问题之外，也会伴随升降困难方面的故障。

2.5电机故障引起升降器不工作

国产电机的升降器在售后故障中大约有40%的故障是由于电机自身品质问题引起的，主要表现为：电机内部烧蚀、定子扫堂、虚焊脱焊、线路接触不良等多方面的问题。因此想要减少售后电机方面的故障，需要选择合适的电机，在投放市场前进行充分的试验验证。

2.6玻璃上升偏转力矩调查

通过三坐标扫描挑选符合设计状态的车门钣金，通过实车台架验证，升降器施力点的布置可以保证玻璃升降运行平稳，但侧门窗框/玻璃导槽及玻璃导槽密封条制造超差，直接导致玻璃上升偏转力矩不平衡，致使玻璃前倾，玻璃前倾会导致玻璃胶条A柱底面异常磨损，与玻璃导槽密封条退赔件表现一致。通过以上调查，充分验证了车门制造过程及零部件质量问题对单导轨绳轮式升降系统性能的影响，系统阐述了问题产生的根本原因，体现了问题定义的准确性、分析过程的逻辑严密性。产生异响的根本原因是升降器缓冲块材料不符合设计，导致升降抖动/异响、升降缓慢，产生升不起/升降卡滞/玻璃歪斜/升降缓慢的根本原因如下：（1）前门玻璃导槽密封条装配不到位；（2）前门钣金制造质量差，焊接前导槽与后导槽距离超差、玻璃导槽宽度超差、导槽焊接变形、内外板窗台加强板开口尺寸超差；（3）安装外后视镜后导致前门A柱玻璃导槽宽度变小；（4）玻璃胶条底部偏厚，不符合图纸要求，导致升降卡滞；（5）玻璃胶条压缩负荷偏大、涂层厚度偏小，滑动阻力大，导致升降缓慢。

3改善措施、方向与效果

虽然国产汽车的功能、外观、舒适、性能等都非常可观，比国外汽车具有更高的性价比，但是由于使用寿命、使用稳定性等问题，还是受到一些人的不看好。针对上面分析的车窗玻璃升降器故障案例来说，一个小小的限位止块，塑料制品，成本可能不超过1元钱，可就是这个部件的失效就会导致整个系统的瓦解，客户就需要花费几百元来修复，这就是浪费，这就是可以避免却实际经常发生的情况，这种情况浪费的是国家的资源、是用户的资源，长此以往就会失去客户的信誉与支持，换来的是企业的口碑下降与停滞不前。针对这种情况进行如下改善，首先，对零部件的使用环境与条件进行客观评估，对零部件的制造材质、结构设计、寿命强度进行改善与评估；其次，加强对外协供应商的管理及对外协件的入厂检验力度，发现问题严重处理；再次，加强企业文化、管理理念的提升，科学发展是硬道理，质量是关键前提；最后，完善售后服务，针对汽车本身设计缺陷给客户带来的损失进行适当处理。

结语

综上所述，车门制造过程及零部件质量问题对单导轨绳轮式升降系统性能的影响较大，考虑到整个车门玻璃升降系统中的任何变异都会对玻璃升降器产生影响，导致玻璃升降器运行不平稳，所以制定了玻璃升降系统关键控制项，进行零件质量监控。通过提高车门总成升降系统关键控制项的合格率，极大地降低了售后维修频次。

参考文献

[1]王明珠，杨军，赵壁.A21车型电动玻璃升降器失效分析及整改措施[J].汽车实用技术.2012（11）：77-78.

[2]高凯，王强.关于绳轮式电动升降器设计方法的研究[J].汽车实用技术.2016（5）：12-17.

[3]杨华鹏.『轿车门窗电动玻璃升降器性能与检测台关键技术研究』.长春理工大学,2014.