雨刮系統防水性能提升研究

羅薇薇

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

汽車的雨刮系統是屬于汽車重要安全部件之一，用來刮除附著于車輛風窗玻璃上的雨點及灰塵，以改善駕駛人的能見度，保證汽車駕駛的安全性。一般來說，汽車雨刮系統主要是由電機、減速器、聯動機構、刮臂、刮刷等機構構成，如圖1所示。汽車雨刮系統電機是為了雨刮系統提供足夠的動力核心，在雨刮電機使用期間有時會出現故障。根據有關數據調查顯示，汽車雨刮電機的內部進水是雨刮失效最主要的故障類型之一。汽車雨刮電機一旦發生進水現象就會直接導致電機無法正常轉動，從而導致汽車雨刮不能正常運行。致使雨刮電機內部進水主要原因有以下幾點：汽車雨刮系統自身的結構不合理，比如電機缸蓋或者是變速箱后蓋的密封圈設計不到位從而導致密封圈失去作用；雨刮電機位置布置不合理，導致玻璃上的水滴滴落在電機上方又或是讓電機侵泡在雨水中；雨刮的線束走向分布不合理也會導致雨水沿著線束進到電機的接插件中，最后讓電機無法工作。

汽車雨刮電機一旦進水就會導致下面幾種問題的發生：雨刮電機內部生銹，造成電機內部短路、電機燒蝕；雨刮電機內部的潤滑體系失去作用，齒輪之間的摩擦阻力變大從而導致齒輪堵轉或者是剔齒的情況出現；齒輪軸被雨水侵蝕，出現生銹，從而導致齒輪的轉動阻力增加，發生齒輪軸堵轉等現象；而齒輪軸堵轉又可能直接導致電機被燒蝕或者是出現剔齒等情況。對于上述雨刮系統防水的問題，本文主要分析了通過優化雨刮電機位置以及雨刮電機內部結構來提高雨刮系統的防水能力。

圖1 雨刮系統結構

2 優化汽車雨刮電機的空間布局

雨刮機構的總成一般都是布置在流水槽鈑金當中，雨刮電機一般是按下面兩種方式進行布置的：位于汽車前窗玻璃下方和位于汽車空調進氣格柵下方。所以，優化雨刮電機以及其構架的總成在整個車身空間上的布置能有效的提高雨刮系統的防水性能，也是提升雨刮系統防水性能的重要途徑方式之一。

2.1 優化雨刮電機和汽車風窗玻璃的位置

當汽車雨刮電機布置在汽車前風窗玻璃的下方時，汽車雨刮的電機總成是完全隱藏在風窗玻璃之下的，當雨水沿著風窗玻璃下滴時，由于汽車風窗玻璃的保護，雨水無法下落在雨刮電機上方，從而保證了汽車雨刮電機的上方沒有雨水滴落的可能性。如圖2所示。

圖2 汽車雨刮電機布置在玻璃下方

當風窗玻璃和進氣格柵邊界之間的配合沒有密封要求時，汽車雨刮電機必須要避免布置在玻璃邊緣的下方。因為水滴會沿著玻璃與進氣格柵的縫隙流入水槽鈑金中并滴落到汽車雨刮電機上，從而會導致雨刮電機滲水而不能正常的運行。如圖3所示。

在我國有很多汽車車型上，由于受到了周圍零件布局的制約，汽車雨刮電機只能布置在風窗玻璃邊界的下方處。為了防止水滴從風窗玻璃邊緣滴落到雨刮電機上滲透進電機內部，所以必須要在空調進氣格柵與汽車風窗玻璃之間添加防水密封條的設計，這也圖3 汽車雨刮電機布置在風窗玻璃邊界下方才能夠保證汽車雨刮器的正常運行。

圖4 雨刮電機在流水槽下方遭浸泡

2.2 優化汽車雨刮電機和空調進氣格柵的位置

由于受到周圍零件布局的制約，汽車雨刮電機常常無法完全布置在汽車前風窗玻璃下方，更多的情況是會布置在汽車空調進氣格柵的下方，那么在設計汽車雨刮與空調進氣格柵時必須要防止在電機上方布置空調進風口。如果將汽車雨刮電機布置在空調進氣格柵進風口的下方，那么即使上方有汽車發動機蓋的遮擋，水滴還是非常容易的順著空調進風口滴落在雨刮的電機上，從而直接導致雨刮電機進水不能正常運行。

2.3 優化汽車雨刮電機和車身流水槽的位置

汽車雨刮電機布置在車身流水槽鈑金當中，因此，優化雨刮電機在流水槽鈑金中的安裝位置是避免雨刮電機進水失效的主要方法之一。在設計汽車雨刮電機的安裝位置時，應該將雨刮電機布置在汽車流水槽鈑金的上方較靠上的位置，這樣的布置方式是為了防止當雨水沒有及時的從流水槽鈑金處流出時雨刮電機遭受到侵泡的情況發生。汽車雨刮電機分別布置在流水槽的上方或者是下方（如圖4所示）時，雨刮電機遭受到雨水侵泡的幾率完全不一樣。當雨水量較大時，流水槽不能及時的將雨水排放出去，這個時候又由于電機的布置位置相對較低，雨刮電機有很大的可能性被侵泡在水中。由于電機工作時內部發熱，停止工作后溫度降低，此時電機內部氣壓將小于外部氣壓，這種情況下流水槽積水會被吸入雨刮電機內部，從而直接導致電機失去工作能力。如果雨刮電機設計在流水槽的上方，那么會給流水槽的底部留下一定程度的安全縫隙，讓雨水能夠從此處滲透出去，這樣是有利于電機不受雨水的侵蝕以及提升雨刮電機的防水性能。

3 優化汽車雨刮結構的設計

3.1 增加防水透氣膜在變速箱殼體上

汽車雨刮電機在正常工作狀態下是會發熱的，在停止工作之后電機的溫度才會逐漸下降。雨刮電機的循環工作使得電機內部溫度常常冷熱交替，導致電機的內部和外部產生氣壓差值，從而直接導致水在壓力的作用下滲透到電機的內部。在變速箱殼體上方開一個透氣孔并增加一層防水透氣膜可以有利于電機內部和外部的氣壓達到平衡從而避免雨水在壓力差的作用下被吸入雨刮電機的內部，這樣有效的優化了雨刮結構使雨刮電機防水性能增強。

3.2 優化雨刮電機的密封圈整體結構

雨刮電機的變速箱與電機缸蓋是通過固定件連接起來的，變速箱后蓋也是通過固定件固定在變數器的殼體上。這些固定件連接的部位是肯定會存在縫隙的，然而這些縫隙就需要使用密封圈來進行密封處理，這樣做是為了防止外界的雨水或者是污垢物滲入其中。所以，優化合理的設計密封圈整體結構是對電機防水性能提高的有效途徑。在設計密封圈結構期間，必須要盡可能的讓密封圈設計出翻邊或帶筋條的結構（如圖5所示），因為密封圈在固定件的外力作用下，非常容易發生變形、扭曲，向電機的缸體以及變速箱內部收緊，失去其該有的作用。密封圈設計為翻邊或帶筋條結構的優點在于密封圈受到外力的擠壓扭曲時，翻邊和筋條的結構可以保持密封圈的位置不出現縫隙，從而有效的保證了密封圈的作用，提升雨刮電機的防水性能。

圖5 密封圈結構

4 結語

本文主要是分析了通過優化設計來提升汽車雨刮系統的防水性能，從優化雨刮密封圈的結構、優化雨刮電機變速箱結構來增強雨刮電機防水性能，通過優化分析雨刮電機的布置位置以及周圍零件設計布局的影響避免雨刮器被雨水侵泡等風險，上述的方法都有利于提升雨刮系統防水能力，這為設計提升雨刮防水性能的人員提供參考與借鑒。