汽车风窗刮水洗涤系统-雨刮设计-长城

高低温交变箱
电机连杆耐久性 测试
洗涤器耐久性检测
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系统总述 性能与技术要求 系统构成与功能描述 工作原理 系统设计与开发 系统发展方向
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三、系统构成与功能描述
风窗刮水系统的构成： 刮臂 刮片
联动机构 电机及减速机构
三、系统构成与功能描述
电机及减速机构
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
五、系统设计与开发—制造工艺流程
工程步骤：
支架表面涂装（烤漆）
五、系统设计与开发—制造工艺流程
工 程 步 骤 ： 胶条制造 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。
耐久性试验
刮水器经50×104次刮刷循环后，
应仍符合相关规定；
刮水器（除胶条外）经150×104 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50×104次。 耐久试验台
二、性能与技术要求
其他试验及设备
确定玻璃A/B 区数模
风窗玻璃刮水 器CAE运动分 析
确定实际刮水 面积
风窗 玻璃 刮水 器运 动校 核报 告
理论刮水面积
五、系统设计与开发—产品运动校核
一、风窗玻璃刮水器刮 刷面积校核 1、理论A、B区面积
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。
刮水器理论刮刷面积
减少碳刷磨损；2.刷握、碳刷的铆合接线，提高了线路的可靠性， 而不采用焊接(减少虚焊的隐患)。
五、系统设计与开发—制造工艺流程
电机组装
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—制造工艺流程
压铸
锌铝合金
压铸机成形
去毛刺，抛丸
组装
包装
FQC检验
出货
五、系统设计与开发—制造工艺流程
1.电机生产工艺
工 程 步 骤：
电枢片成形及电枢铁芯制作 工艺简介：用高速成形冲床
冲制成电枢铁芯
五、系统设计与开发—制造工艺流程
工程步骤：
换向器、轴、转子等组装
五、系统设计与开发—制造工艺流程
电机组装
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，
汽车风窗刮水洗涤系统
内容概要:
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系统总述 系统构成与功能描述 工作原理 系统设计与开发 系统发展方向
◆ 性能与技术要求
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一、系统总述
风窗刮水洗涤系统的重要性
泥、沙和灰尘
水滴
昆虫和其 它杂物
雪花
一、系统总述
风窗刮水洗涤系统布置示意图
一、系统总述
风窗刮水器发展史
1916年 1924年 1967年 倾斜式前风窗玻璃流行，手动刮水器应用于汽车。 博世公司开始生产电动刮水器。 隐蔽式前窗玻璃刮水器开始流行。 1922年 卡迪拉克产量超过 20,000辆。它的成功一部分就是 因为其配备的标准风挡刮水器。
五、系统设计与开发—制造工艺流程
工 程 步 骤： 联动机构组装 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。
五、系统设计与开发—制造工艺流程
3.雨刷生产工艺 工 程 步 骤 ：
支架冲压成型 工艺简介：采用自动冲压设备，配套
自动送料矫正机，利用连续五金模将钢 材进行成型及冲裁。
五、系统设计与开发—产品运动校核
连接杆与周边最小间隙
电机曲柄与周边最小间隙
五、系统设计与开发—产品运动校核
3、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 刮水器连杆 内容 运动过程中与周围零部件 的最小间隙 间隙值（mm）
1
≥10
2
3
刮水器刮刷臂
刮刷臂旋转轴
反转来实现。泵的喷射压力约为
70—88KPa，其连续工作时间一 般不超过1min。 洗涤泵
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系统总述 系统构成与功能描述 工作原理 系统设计与开发 系统发展方向
◆ 性能与技术要求
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二、性能与技术要求
序号 1 2 项目 刮刷面积 刮水频率 技术标准要求 至少覆盖A区域的98%，B区域的80% 高频≮45次／min，低频≮20次／min， 且≯45次／min， 高低频之差≮15次／min 刮水器关闭，刮片自动返回至初始位置。 曲刮≮ 0.12N／cm，平刮≮ 0.09N／cm。 初期：整个刮刷范围内充分刮净，不出现任何刮刷残痕； 50×104 ：整个刮刷范围内充分刮净，不出现任何刮刷残痕； 100×104 ：允许局部出现模糊状刮痕。 ≮ 50×104次。
2.联动机构生产工艺 工程步骤:
联动机构注塑 工艺简介：通过注塑机给连杆注
塑；做联动机构部件。
五、系统设计与开发—制造工艺流程
工程步骤:
联动机构铆接 工艺简介：轴、球头与摆杆铆接
组装，完成后为联动机构半成品。
五、系统设计与开发—制造工艺流程
工 程 步 骤： 联动机构组装 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。
五、系统设计与开发—产品运动校核
B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。
三、系统构成与功能描述
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
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系统总述 性能与技术要求 系统构成与功能描述 系统设计与开发 系统发展方向
◆ 工作原理
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四、工作原理
刮水洗涤的操控解析
0.停止 1.间歇刮水 2.慢速刮水 3.快速刮水
美国国家标准 高频≮45次／min， 低频≮20次／min， 高低频之差： ≮15次／min 此项空白
标准条款
刮水器刮刷 频率
刮水器的固 定
二、性能与技术要求
高低温试验
刮水器在-40℃—80℃
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。 高低温试验箱
二、性能与技术要求
来自百度文库
凸轮开关
一、系统总述
后风窗刮水器： 后雨刮器没有专门的四连杆机构，只在电 动机上附加一个紧凑的转换机构，将旋转变为
摆动。
M11后刮系统示意图
一、系统总述
风窗洗涤系统 洗涤系统的组成：
输水管 储液罐
喷嘴
洗涤泵
一、系统总述
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
一、系统总述
前风窗刮水器类型
刮水器按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。
一、系统总述
按刮臂总成数量
单刮臂
双刮臂
三刮臂
一、系统总述
按 刮 臂 摆 动 方 向 分
风窗玻璃的 高宽比＜1： 1.75 风窗玻璃的 高宽比＞1： 1.75
自动复位控制
蓄电池正极 低速电刷 搭铁
熔断器 共用电刷 开关触点 触点臂5
电枢绕组 铜环9
四、工作原理
自动复位控制
四、工作原理
间歇运动控制
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。
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系统总述 性能与技术要求 系统构成与功能描述 工作原理 系统发展方向
◆ 系统设计与开发
◆
五、系统设计与开发
一、产品设计流程
二、产品运动校核 三、制造工艺流程 四、设计开发案例
五、系统设计与开发—产品设计流程
项 目 启 动
标杆车型分析 平台化产品对比 竞争车型分析
选型匹配 分析
选型方案 确定
运动过程中与周围零部件 的最小间隙
运动过程中与周围零部件 的最小间隙
≥10
≥5
4
后刮水器总成
与周围零部件的间隙
≥5
五、系统设计与开发—制造工艺流程
五、系统设计与开发—制造工艺流程
配料 密炼 分割 混炼 刮雨测试 过滤 出料 成型
刮片
表面处理
金属件冲压
铆中心钉
粉末喷塗
烘烤
转子组装
拆废边
金属件
轴类精加工 冲压转子片
4.点动刮水 5. 清洗
四、工作原理
四、工作原理
低速档控制
把组合开关的刮水手柄打到“Ⅰ”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
高速档控制
把组合开关的刮水手柄打到“Ⅱ”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
四、工作原理
五、系统设计与开发—产品运动校核
A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。
方案评 审
模具制造
数模冻结
设计评 审
产品设计 开发
确定供应 商
样件验 证
ET\ PT
SOP
五、系统设计与开发—产品运动校核
刮 水 器 运 动 校 核 流 程
风窗玻璃 及周边件 数模 刮 水 器 系 统 数 模 法 规 要 求 及 约 束条件 刮水器周边最 小间隙的技术 要求 刮水器部件与 周边部件的最 小间隙确认
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。
三、系统构成与功能描述
联动机构
联动机构分为钢索式
和连杆式，现在大多应用
连杆机构，连杆机构效率 约为80～90％，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。 四连杆机构
多用于大型客 车货车
用于一般车辆
一、系统总述
低速
高速
间歇
20-45次/分钟
用于中、小雨 雪天气
≮ 45次/分 用于大雨雪 天气
约2-12S一次 用于蒙蒙细 雨天气
一、系统总述
刮水器的自动复位功能
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。
3 4 5
刮片复位 压紧力 刮刷效果
6
刮片耐久性
二、性能与技术要求
国别
国标GB15085 高频≮45次／min， 低频≮20次／min， 且≯45次／min， 高低频之差： ≮15次／min 此项空白
EEC 78-318 高频≮45次／min， 低频≮10次／min， 且≯55次／min， 高低频之差： ≮15次／min 刮片的固定结构和 固定方法应当保证 能够从风挡玻璃外 表面拆下刮片以便 于手动清洁。
三、系统构成与功能描述
雨刮臂
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
0.09～0.13N，曲刮时为0.12～0.16N
三、系统构成与功能描述
雨刮片
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。 中国JB3032—81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
雨刮片真正的功能？
不就是将 玻璃上的 水刮 干净吗？
五、系统设计与开发—产品运动校核
2、计算实际刮刷面积 并对比分析 雨 刮 及 玻 璃 数 模 法 规 符 合 性 判 定
根据CAE运动分析得到 的实际图形
五、系统设计与开发—产品运动校核
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）：