试谈升降叉臂式汽车玻璃升降体系研究结论

论文导读：
摘 要：汽车玻璃升降系统问题很多，例如：升降器变形、玻璃呢槽磨损、升降器电机烧蚀，最终导致汽车玻璃无法正常升降，影响坐乘人员舒适性。主要针对叉臂式汽车玻璃升降器的主要影响因素进行阐述。
关键词：叉臂式玻璃升降器 受力分析 影响因素
1007-3973（2013）010-064-02
1 故障现象
车门玻璃升降器在使用升降过程中，玻璃无法正常升降，出现抖动、倾斜或卡滞等故障现象。经过拆除车门内饰板查看，玻璃升降器出现变形、玻璃呢槽断面存在磨损现象，但升降器电机工作正常。初步判定造成问题发生的主要原因是由于玻璃呢槽异常磨损造成玻璃升降系统阻力增大，导致升降器变形、车门玻璃无法正常升降。
2 玻璃升降系统X向配合分析
车门玻璃在车门导轨中的X向间隙，是影响升降系统阻力的一个主要因素，此间隙如果过小，则呢槽对玻璃的作用力大，升降阻力增大；但此间隙值也不宜过大，如果过大可能会影响车门玻璃的密封性能。一般车门玻璃X向旷动量在2-3mm（此值为建议值）。
车门玻璃X向旷动量（D）：
3 玻璃升降系统的Y向受力分析
车门导轨运行时，叉臂Y向变形量。
受力大小值指升降器主动臂在源于：论文封面www.7ctime.com
相应变形量时所需要的力值。该力值就是升降器带动玻璃作用至玻璃导轨及玻璃呢槽的作用力。此作用力的大小直接影响呢槽的使用寿命。
玻璃升降器在运行过程中如果没有玻璃导轨对玻璃的作用，它的运行轨迹是垂直的，也就是说，升降器的运行没有任何阻力（除系统内部阻力，暂不考虑），此时的升降器使用是最理想状态，而且如果导轨也是垂直的话，玻璃对呢槽的作用力也会很小。这是升降系统的系统阻力也是最小的。
按照图2的受力图和测量值来看，升降器在Y向的变形量最大在13mm（不考虑公差）此时导轨所承担的作用力在43.5N。所采集的8个测试点中只有7、8两点，升降器对导轨的作用力在10N以下。也就是说只有在7、8两个点玻璃呢槽的受力是最理想状态，因为，呢槽磨耗实验的标准受力值就是10N。
因此，玻璃对呢槽的作用力是对玻璃升降系统寿命影响的主要因素。作用力越小，升降系统的使用寿命越长。
4 升降器本身的受力分析

4.1 升降器的Y向强度

对玻璃升降器的主动臂和从动臂按照图示选取测量点，点的间距可以结合升降器臂的长度进行选取。选取完毕后，在升降臂的端部施加90N的力进行测量（如图3），施力点为升降器端部，相对位移量如表2所示，分析结果如下：
由此可以说明，升降器力臂的强度很大，相对的硬度大但是韧性较弱。因此，当玻璃随着车门导轨的轨迹运行过程中对呢槽的作用力大，导致呢槽易磨损，影响升降器的使用寿命。
一般来说，对主动臂所施加的力值，一般选取升降器系统所设计的系统阻力值，Y向变形量一般为升降器在运行过程中的最大变形量。

4.2 升降器的Z向强度（图4）

玻璃升降器主动臂和从动臂Z向受力情况，在系统力学分析中也是不能忽略的因素之一。
升降器所承受的Z向的力值F1（如图4所示），照本身材料的性能和升降器的结构进行确定，一般情况下，升降器所承受的力值F1测试方法如下：向升降器的玻璃安装滑轨持续的施加作用力，直至升降器主动臂或从动臂产生变形，记录数值。
通过CAE分析，测试交叉臂出受力的集中点以及集中点所承受的力值，所施加的力F2，依据受力分析原理，一般按照F2=1/2F1的数值进行测量。如果测试出的力值大于所选取材料的受力变形值，那么交叉臂的结构就存在问题或者是所选取的材料本身不能满足升降系统阻力的要求。
由此可见，玻璃升降器本身的材质也是升降器使用寿命的主要影响因素。并不是升降器的强度越高就不易损坏，使用寿命就长，需要综合考虑升降器的材质、受力和变形量。
5 结束语
在汽车玻璃升降器系统匹配过程中，首先考虑玻璃宽度与车门导轨的配合关系，再去测量升降器的受力状态，从而再分析升降器在Y向的受力状态和受力分析，来确定升降器本身是否满足系统的设计要求。通过以上的匹配分析玻璃升降器的使用寿命就会延长。论文导读：上一页12