汽车风窗刮水洗涤系统-雨刮设计-长城PPT课件

1、1汽车风窗刮水洗涤系统汽车风窗刮水洗涤系统2 内容概要内容概要: :系统总述系统总述系统构成与功能描述系统构成与功能描述工作原理工作原理系统设计与开发系统设计与开发 系统发展方向系统发展方向性能与技术要求性能与技术要求3雪花雪花水滴水滴泥、沙和灰尘泥、沙和灰尘昆虫和其昆虫和其它杂物它杂物 风窗刮水洗涤系统的重要性风窗刮水洗涤系统的重要性一、系统总述一、系统总述4 风窗刮水洗涤系统布置示意图一、系统总述一、系统总述5风窗刮水器发展史风窗刮水器发展史1916年 倾斜式前风窗玻璃流行，手动刮水器应用于汽车。1924年 博世公司开始生产电动刮水器。1967年 隐蔽式前窗玻璃刮水器开始流行。 1922

2、1922年年 卡迪拉克产量超过卡迪拉克产量超过20,00020,000辆。它的成功一部分就是辆。它的成功一部分就是因为其配备的标准风挡刮水器。因为其配备的标准风挡刮水器。 一、系统总述一、系统总述6 刮水器按驱动方式驱动方式可分为机械式、真空式、气压式、液压式和电动式。现代汽车一般采用电动刮水器 其优点是结构简单、控制方便。前风窗刮水器类型前风窗刮水器类型一、系统总述一、系统总述7三刮臂三刮臂双刮臂双刮臂单刮臂单刮臂按刮臂总成数量按刮臂总成数量一、系统总述一、系统总述8用于一般车辆用于一般车辆多用于大型客多用于大型客车货车车货车风窗玻璃的风窗玻璃的高宽比高宽比1 1：1.751.75风窗玻璃的

3、风窗玻璃的高宽比高宽比1 1：1.751.75按按刮刮臂臂摆摆动动方方向向分分一、系统总述一、系统总述9一、系统总述一、系统总述20-45次次/分钟分钟用于中、小雨用于中、小雨雪天气雪天气低速低速高速高速间歇间歇 45次次/分分用于大雨雪用于大雨雪天气天气约约2-12S一次一次用于蒙蒙细用于蒙蒙细雨天气雨天气10 司机关闭雨刮器时，雨刮臂往往不停在适当的位置，阻碍司机的视线。为解决这一问题，雨刮器设有一个回位开关，控制雨刮器电机。当电机停止运转时，雨刮臂就会停在风窗玻璃下的适当位置。刮水器的自动复位功能刮水器的自动复位功能一、系统总述一、系统总述凸轮开关凸轮开关11 后雨刮器没有专门的四连杆机

4、构，只在电动机上附加一个紧凑的转换机构，将旋转变为摆动。 后风窗刮水器：后风窗刮水器：6电器电器电器电器电器电器后刮水器M11后刮系统示意图后刮系统示意图一、系统总述一、系统总述12 洗涤系统的组成： 风窗洗涤系统风窗洗涤系统一、系统总述一、系统总述储液罐储液罐洗涤泵洗涤泵输水管输水管喷嘴喷嘴13 洗涤泵是洗涤系统的核心组成部分。它由永磁直流电机和离心式叶片泵构成一个小总成，一般安装在储液罐上，前后风窗的洗涤泵可以共用，通过电机的正反转来实现。泵的喷射压力约为7088KPa，其连续工作时间一般不超过1min。 洗涤泵一、系统总述一、系统总述14系统总述系统总述系统构成与功能描述系统构成与功能描

5、述工作原理工作原理系统设计与开发系统设计与开发 系统发展方向系统发展方向性能与技术要求性能与技术要求15序号项目技术标准要求技术标准要求1刮刷面积刮刷面积至少覆盖至少覆盖A A区域的区域的98%98%，B B区域的区域的80%80%2刮水频率刮水频率高频高频4545次次minmin，低频，低频2020次次minmin，且且4545次次minmin， 高低频之差高低频之差1515次次minmin3刮片复位刮片复位刮水器关闭，刮片自动返回至初始位置。刮水器关闭，刮片自动返回至初始位置。4压紧力压紧力曲刮曲刮 0.12N0.12Ncmcm，平刮，平刮 0.09N0.09Ncmcm。5刮刷效果刮刷效果

6、初期：初期：整个刮刷范围内充分刮净，不出现任何刮刷残痕；整个刮刷范围内充分刮净，不出现任何刮刷残痕；50104 ：整个刮刷范围内充分刮净，不出现任何刮刷残痕；：整个刮刷范围内充分刮净，不出现任何刮刷残痕；100104 ：允许局部出现模糊状刮痕。：允许局部出现模糊状刮痕。6刮片耐久性刮片耐久性 50 5010104 4次。次。二、性能与技术要求二、性能与技术要求16 国别国别 国标国标GB15085GB15085 EEC 78-318 EEC 78-318 美国国家标准美国国家标准刮水器刮刷刮水器刮刷频率频率高频高频4545次次minmin，低频低频2020次次minmin，且且4545次次mi

7、nmin， 高低频之差：高低频之差：1515次次minmin高频高频4545次次minmin，低频低频1010次次minmin，且且5555次次minmin， 高低频之差：高低频之差：1515次次minmin高频高频4545次次minmin，低频低频2020次次minmin，高低频之差：高低频之差：1515次次minmin刮水器的固刮水器的固定定 此项空白此项空白刮片的固定结构和刮片的固定结构和固定方法应当保证固定方法应当保证能够从风挡玻璃外能够从风挡玻璃外表面拆下刮片以便表面拆下刮片以便于手动清洁。于手动清洁。 此项空白此项空白标准条款二、性能与技术要求二、性能与技术要求17二、性能与技术要

8、求二、性能与技术要求高低温试验高低温试验高低温试验箱高低温试验箱刮水器在-4080温度条件下应能正常工作,金属件的油漆层和塑料喷涂层应无皱缩和起层现象。 18 刮水器经50104次刮刷循环后，应仍符合相关规定； 刮水器（除胶条外）经150104次刮刷循环后，应仍具有工作能力，刮杆对刮片压紧力的变化率应在15以内，各零部件不得有明显松动或其它异常现象出现；胶条耐久性不应低于50104次。 耐久性试验耐久性试验耐久试验台耐久试验台二、性能与技术要求二、性能与技术要求19其他试验及设备其他试验及设备电机连杆耐久性测试洗涤器耐久性检测高低温交变箱二、性能与技术要求二、性能与技术要求20系统总述系统总述

9、性能与技术要求性能与技术要求工作原理工作原理系统设计与开发系统设计与开发 系统发展方向系统发展方向系统构成与功能描述系统构成与功能描述21风窗刮水系统的构成：风窗刮水系统的构成： 刮片刮片刮臂刮臂联动机构联动机构电机及减速机构电机及减速机构三、系统构成与功能描述三、系统构成与功能描述22 雨刮器的动力源来自电动机。它是整个雨刮器系统的核心。它采用直流永磁电动机，一般与减速机械部分做成一体。减速机构的作用是减速增扭，其输出轴带动四连杆机构，通过四连杆机构把连续的旋转运动改变为左右摆动的运动。 电机及减速机构电机及减速机构三、系统构成与功能描述三、系统构成与功能描述23 联动机构分为钢索式和连杆式

10、，现在大多应用连杆机构，连杆机构效率约为8090，刮刷角度在110度范围内，而且构造简单，无噪声，耐用，成本低，所以被广泛采用。 联动机构联动机构三、系统构成与功能描述三、系统构成与功能描述四连杆机构24 雨刮臂由刮臂头部、刮片弹簧、刮杆和夹持架构成。 刮臂对刮片的压紧力要求：平刮时每厘米刮片压力为 0.090.13N，曲刮时为0.120.16N 雨刮臂雨刮臂三、系统构成与功能描述三、系统构成与功能描述25 刮片是雨刮系统的执行器件，它由四连杆机构通过安装在前围板上的转轴来带动刮刷风窗玻璃。材料一般为氯丁橡胶与天然橡胶的合成胶 ，产品性能和寿命都要满足GB 15085中相关的试验要求。 雨刮片

11、雨刮片 中国JB303281规定刮片系列长度为：200、225、250、275、300、325、350、400、450、500、550、600mm三、系统构成与功能描述三、系统构成与功能描述26雨刮片真正的功能？雨刮片真正的功能？不就是将不就是将玻璃上的玻璃上的水刮水刮 干净吗？干净吗？三、系统构成与功能描述三、系统构成与功能描述27其实它真正的功能是将玻璃表面的雨水抹平形成均一的水膜层，使光线顺利穿过，不会产生折射和弯曲变形。这才是真正的作用三、系统构成与功能描述三、系统构成与功能描述28系统总述系统总述系统构成与功能描述系统构成与功能描述性能与技术要求性能与技术要求系统设计与开发系统设计与

12、开发 系统发展方向系统发展方向工作原理工作原理29刮水洗涤的操控解析刮水洗涤的操控解析0.0.停止停止 1.1.间歇刮水间歇刮水 2.2.慢速刮水慢速刮水 3.3.快速刮水快速刮水 4.4.点动刮水点动刮水 5. 5. 清洗清洗四、工作原理四、工作原理30四、工作原理四、工作原理31低速档控制低速档控制把组合开关的刮水手柄打到“”档，电流从蓄电池正极 熔断器 共用电刷 电枢绕组 低速电刷 开关触点 搭铁四、工作原理四、工作原理32把组合开关的刮水手柄打到“”档，电流从蓄电池正极 熔断器 共用电刷 电枢绕组 高速电刷 开关触点 搭铁高速档控制高速档控制四、工作原理四、工作原理33蓄电池正极 熔断

13、器 共用电刷 电枢绕组 低速电刷 开关触点 触点臂5 铜环9 搭铁自动复位控制自动复位控制四、工作原理四、工作原理34自动复位控制自动复位控制四、工作原理四、工作原理35 当组合开关刮水手柄打到间歇档时，间歇刮水控制器开始工作，定时接通低速刮水继电器，刮水器以间歇形式刮水，工作电路与低速电路相同。 间歇时间由间歇继电器控制，利用电机的回位开关触点与继电器电阻电容的充放电功能使雨刮器按照一定周期刮扫。四、工作原理四、工作原理间歇运动控制间歇运动控制36系统总述系统总述系统构成与功能描述系统构成与功能描述工作原理工作原理性能与技术要求性能与技术要求 系统发展方向系统发展方向系统设计与开发系统设计与

14、开发37一、产品设计流程一、产品设计流程二、产品运动校核二、产品运动校核三、制造工艺流程三、制造工艺流程四、设计开发案例四、设计开发案例五、系统设计与开发五、系统设计与开发38模具制造模具制造方案评方案评审审选型匹配选型匹配分析分析平台化产品对比平台化产品对比竞争车型分析竞争车型分析标杆车型分析标杆车型分析项项目目启启动动选型方案选型方案确定确定确定供应确定供应商商产品设计产品设计开发开发数模冻结数模冻结设计评设计评审审ET PTSOP样件验样件验证证五、系统设计与开发五、系统设计与开发产品设计流程产品设计流程39刮水器部件与刮水器部件与周边部件的最周边部件的最小间隙确认小间隙确认风窗玻璃刮水

15、风窗玻璃刮水器器CAE运动分运动分析析风窗玻璃风窗玻璃及周边件及周边件数模数模刮 水 器刮 水 器系 统 数系 统 数模模法 规 要法 规 要求 及 约求 及 约束条件束条件刮水器周边最刮水器周边最小间隙的技术小间隙的技术要求要求确定玻璃确定玻璃A/B区数模区数模确定实际刮水确定实际刮水面积面积理论刮水面积理论刮水面积风窗风窗玻璃玻璃刮水刮水器运器运动校动校核报核报告告刮刮水水器器运运动动校校核核流流程程五、系统设计与开发五、系统设计与开发产品运动校核产品运动校核40按照GB 11562和GB 11555有关规定计算出目标车型的A、B区域的面积。一、风窗玻璃刮水器刮一、风窗玻璃刮水器刮刷面积校

16、核刷面积校核 9电器电器电器电器电器电器四、刮水器的控制系统四、刮水器的控制系统1刮刷面积的要求刮刷面积的要求区域区域区域风挡玻璃1 1、理论、理论A A、B B区面积区面积刮水器理论刮刷面积 五、系统设计与开发五、系统设计与开发产品运动校核产品运动校核41 A A区域：区域：A区域是下述从V点（即指V1和V2点），V1点和V2点分别为椭圆的上下边界点, 向前延伸的4个平面与风窗玻璃外表面相交的交线所封闭的面积。这4个平面是： （1） 通过V1和V2点且在X轴的 左侧与X轴成13角的铅 垂平面。 （2） 通过V1点，与X轴成3仰 角且与Y轴平行的平面。 （3） 通过V2点，与X轴成1俯 角且与

17、Y轴平行的平面。 （4） 通过V1和V2向X轴右侧与 X轴成20角的铅垂平面。 五、系统设计与开发五、系统设计与开发产品运动校核产品运动校核42B B区域区域：B区域是指由下述4个平面所围成的风窗外表面的面积，且距风窗玻璃透明部分面积边缘向内至少25mm，以较小面积为准。 (1） 通过V1点，与X轴成7仰角且与Y轴平行的平面。 （2） 通过V2点，与X轴成5俯角且与Y轴平行的平面。 （3） 通过V1和V2点且在X轴的左侧与X轴成17角的铅垂平面。 （4） 以汽车纵向中心平面为基准面，且与（3）所述平面对称的区域。五、系统设计与开发五、系统设计与开发产品运动校核产品运动校核432 2、计算实际刮

18、刷面积、计算实际刮刷面积并对比分析并对比分析根据CAE运动分析得到的实际图形五、系统设计与开发五、系统设计与开发产品运动校核产品运动校核雨雨刮刮及及玻玻璃璃数数模模法法规规符符合合性性判判定定44二、风窗玻璃刮水器最小间隙校核二、风窗玻璃刮水器最小间隙校核 1、根据国标有关规定确定风窗玻璃A区、B区2、根据整车有关装配数模，建立刮水器连杆、刮臂等零部件之间的运动关系约束。在刮水器满足刮刷面积的条件下，通过整个过程的运动分析，可得到刮水器与周边件的最小间隙数据（见例图）：五、系统设计与开发五、系统设计与开发产品运动校核产品运动校核45电机曲柄与周边最小间隙 连接杆与周边最小间隙 五、系统设计与开

19、发五、系统设计与开发产品运动校核产品运动校核463 3、校核结果、校核结果对比实际值和技术要求值，验证目标车型是否满足最小间隙技术要求。序号名称内容间隙值（mm）1刮水器连杆运动过程中与周围零部件的最小间隙102刮水器刮刷臂运动过程中与周围零部件的最小间隙103刮刷臂旋转轴运动过程中与周围零部件的最小间隙54后刮水器总成与周围零部件的间隙5五、系统设计与开发五、系统设计与开发产品运动校核产品运动校核47五、系统设计与开发五、系统设计与开发制造工艺流程制造工艺流程48配料密炼混炼过滤出料成型表面处理分割刮雨测试刮片刮片金属件金属件金属件冲压铆中心钉粉末喷塗烘烤拆废边组装包装FQC检验出货轴类精加

20、工转子组装冲压转子片压铸压铸锌铝合金压铸机成形去毛刺，抛丸五、系统设计与开发五、系统设计与开发制造工艺流程制造工艺流程491.1.电机生产工艺电机生产工艺工工程程步步骤：骤：工艺简介：工艺简介：用高速成形冲床用高速成形冲床 冲制成电枢铁芯冲制成电枢铁芯电枢片成形及电枢铁芯制作电枢片成形及电枢铁芯制作五、系统设计与开发五、系统设计与开发制造工艺流程制造工艺流程50换向器、轴、转子等换向器、轴、转子等组装组装工程步骤：工程步骤：五、系统设计与开发五、系统设计与开发制造工艺流程制造工艺流程51工艺简介：工艺简介： 1.碳刷架与减速箱采用胶钉连接，可以自动调整位置，减少碳刷磨损；2.刷握、碳刷的铆合接

21、线，提高了线路的可靠性，而不采用焊接(减少虚焊的隐患)。 电机组装电机组装五、系统设计与开发五、系统设计与开发制造工艺流程制造工艺流程52电机组装电机组装工艺简介：工艺简介：1.滚动轴承又提供轴向、径向支撑使电枢部件支点适当，不会因为转动发热而影响工作；2.蜗轮齿形加厚，蜗杆齿形变薄实现等强度平衡。五、系统设计与开发五、系统设计与开发制造工艺流程制造工艺流程532.2.联动机构生产工艺联动机构生产工艺联动机构注塑联动机构注塑工艺简介：工艺简介：通过注塑机给连杆注塑；做联动机构部件。工程步骤工程步骤:五、系统设计与开发五、系统设计与开发制造工艺流程制造工艺流程54工艺简介：工艺简介：轴、球头与摆

22、杆铆接组装，完成后为联动机构半成品。工程步骤工程步骤:联动机构铆接联动机构铆接五、系统设计与开发五、系统设计与开发制造工艺流程制造工艺流程55联动机构组装联动机构组装工艺简介：工艺简介：轴套、固定螺钉、摆杆组件半成品组装，完成后为摆杆组件。工工程程步步骤：骤：五、系统设计与开发五、系统设计与开发制造工艺流程制造工艺流程56工艺简介：工艺简介：摆杆组件、摆臂组件、连杆组件、揺杆组件组装，完成后为联动机构成品。工工程程步步骤：骤：联动机构组装联动机构组装五、系统设计与开发五、系统设计与开发制造工艺流程制造工艺流程573.3.雨刷生产工艺雨刷生产工艺工艺简介：工艺简介：采用自动冲压设备，配套自动送料

23、矫正机，利用连续五金模将钢材进行成型及冲裁。工工程程步步骤：骤：支架冲压成型支架冲压成型五、系统设计与开发五、系统设计与开发制造工艺流程制造工艺流程58支架表面涂装（烤漆）支架表面涂装（烤漆）工程步骤：工程步骤：五、系统设计与开发五、系统设计与开发制造工艺流程制造工艺流程59胶条制造胶条制造工艺简介：工艺简介：在液压机上利用上下成对的模具，在模具上放入相应的橡胶块，对模具加温并用压力合并上下模，使生胶硫化形成雨刷胶条的形状，再进行分割处理。工工程程步步骤：骤：五、系统设计与开发五、系统设计与开发制造工艺流程制造工艺流程60雨刷组装雨刷组装工艺简介：工艺简介：采用自动流水线，用铆钉、销钉将支架各

24、部分进行连接后穿上弹片及胶条，完成雨刷成品。工工程程步步骤：骤：五、系统设计与开发五、系统设计与开发制造工艺流程制造工艺流程61 问题描述：问题描述：雨刮刮臂在运动到玻璃下边时与下边胶条干涉，在运动到上方时与侧边胶条干涉。五、系统设计与开发五、系统设计与开发系统开发案例系统开发案例一、雨刮行程大，与玻璃胶条干涉一、雨刮行程大，与玻璃胶条干涉62影响雨刮行程的因素：1、电机曲柄的长度。雨刮的运动行程大。五、系统设计与开发五、系统设计与开发系统开发案例系统开发案例原因分析：原因分析：电机曲柄电机曲柄63五、系统设计与开发五、系统设计与开发系统开发案例系统开发案例影响雨刮行程的因素：2、联动机构上的

25、曲柄长度。连杆曲柄连杆曲柄连杆曲柄连杆曲柄64 经过问题车与正常车辆的对比分析，发现雨刮电机上的曲柄长度不一致，正常车辆的雨刮电机曲柄长度为37mm，而问题车辆雨刮电机曲柄长度为37.8mm。 为确认问题原因，将电机曲柄长度为37mm的装到问题车辆上，行程合适。 确认雨刮行程大是由雨刮电机曲柄长度的不同而引起的。问题确认：问题确认：五、系统设计与开发五、系统设计与开发系统开发案例系统开发案例65 37.8mm的曲柄是雨刮厂家给其他主机厂配套的产品。雨刮厂家对其不同的产品没有明确的标识区分，生产流程中也没有相应的检验工序。深入调查得出真因：深入调查得出真因：五、系统设计与开发五、系统设计与开发系

26、统开发案例系统开发案例661.配套厂采取专检措施，对操作工进行培训,介 绍不同主机厂产品的区别，防止错装。2.我公司检验部门制作检具，对曲柄长度进行专检，防止不合格产品进入生产线体。解决措施：解决措施：五、系统设计与开发五、系统设计与开发系统开发案例系统开发案例67问题描述：由于后雨刮电机回位触点与壳体有接触现象，导致内部存在短路故障，造成电机烧保险。二、后雨刮电机烧二、后雨刮电机烧保险保险五、系统设计与开发五、系统设计与开发系统开发案例系统开发案例68原因分析：1、减速箱内回位脚偏长；2、回位触点与减速箱底部间隙过小，只有0.2mm；二、后雨刮电机烧保险二、后雨刮电机烧保险五、系统设计与开发

27、五、系统设计与开发系统开发案例系统开发案例69解决措施：解决措施：1、优化回位脚长度，将电机减速箱内回位脚长度减短3mm；2、对减速箱进行修模处理，使触点处箱体尺寸下降1mm。二、后雨刮电机烧保险二、后雨刮电机烧保险五、系统设计与开发五、系统设计与开发系统开发案例系统开发案例70系统总述系统总述系统构成与功能描述系统构成与功能描述工作原理工作原理系统设计与开发系统设计与开发 性能与技术要求性能与技术要求系统发展方向系统发展方向71 智能雨刮智能雨刮 电动雨刮电动雨刮 真空雨刮真空雨刮 手动雨刮手动雨刮? ?六、系统发展方向六、系统发展方向721 1、 自动雨刮系统自动雨刮系统自动雨刮系统布置图 六、系统发展方向六、系统发展方向73 自动雨刮系统根据传感器检测到的雨量大小，自动启动雨刮电机，控制雨刮速度，调整间歇时间，免去驾驶员的反复操作，提高驾驶安全性和舒适性。 它是在现有的电动雨刮系统中增加雨量传感器、控制开关和控制器构成的