雨刮系统防水性能提升研究
作者：罗薇薇
来源：《时代汽车》 2018年第8期
    1引言
    汽车的雨刮系统是属于汽车重要安全部件之一，用来刮除附着于车辆风窗玻璃上的雨点及灰尘，以改善驾驶人的能见度，保证汽车驾驶的安全性。一般来说，汽车雨刮系统主要是由电机、减速器、联动机构、刮臂、刮刷等机构构成，如图1所示。汽车雨刮系统电机是为了雨刮系统提供足够的动力核心，在雨刮电机使用期间有时会出现故障。根据有关数据调查显示，汽车雨刮电机的内部进水是雨刮失效最主要的故障类型之一。汽车雨刮电机一旦发生进水现象就会直接导致电机无法正常转动，从而导致汽车雨刮不能正常运行。致使雨刮电机内部进水主要原因有以下几点：汽车雨刮系统自身的结构不合理，比如电机缸盖或者是变速箱后盖的密封圈设计不到位从而导致密封圈失去作用；雨刮电机位置布置不合理，导致玻璃上的水滴滴落在电机上方又或是让电机侵泡在雨水中；雨刮的线束走向分布不合理也会导致雨水沿着线束进到电机的接插件中，最后让电机无法工作。
    汽车雨刮电机一旦进水就会导致下面几种问题的发生：雨刮电机内部生锈，造成电机内部短路、电机烧
蚀；雨刮电机内部的润滑体系失去作用，齿轮之间的摩擦阻力变大从而导致齿轮堵转或者是剔齿的情况出现；齿轮轴被雨水侵蚀，出现生锈，从而导致齿轮的转动阻力增加，发生齿轮轴堵转等现象；而齿轮轴堵转又可能直接导致电机被烧蚀或者是出现剔齿等情况。对于上述雨刮系统防水的问题，本文主要分析了通过优化雨刮电机位置以及雨刮电机内部结构来提高雨刮系统的防水能力。
    2优化汽车雨刮电机的空间布局
    雨刮机构的总成一般都是布置在流水槽钣金当中，雨刮电机一般是按下面两种方式进行布置的：位于汽车前窗玻璃下方和位于汽车空调进气格栅下方。所以，优化雨刮电机以及其构架的总成在整个车身空间上的布置能有效的提高雨刮系统的防水性能，也是提升雨刮系统防水性能的重要途径方式之一。
    2.1  优化雨刮电机和汽车风窗玻璃的位置
    当汽车雨刮电机布置在汽车前风窗玻璃的下方时，汽车雨刮的电机总成是完今隐藏在风窗玻璃之下的，当雨水沿着风窗玻璃下滴时，由于汽车风窗玻璃的保护，雨水无法下落在雨刮电机上方，从而保证了汽车雨刮电机的上方没有雨水滴落的可能性。如图2所示。
    当风窗玻璃和进气格栅边界之间的配合没有密封要求时，汽车雨刮电机必须要避免布置在玻璃边缘的下方。因为水滴会沿着玻璃与进气格栅的缝隙流入水槽钣金中并滴落到汽车雨刮电机上，从而会导致雨刮电机渗水而不能正常的运行。如图3所示。
    在我国有很多汽车车型上，由于受到了周围零件布局的制约，汽车雨刮电机只能布置在风窗玻璃边界的下方处。为了防止水滴从风窗玻璃边缘滴落到雨刮电机上渗透进电机内部，所以必须要在空调进气格栅与汽车风窗玻璃之间添加防水密封条的设计，这也才能够保证汽车雨刮器的正常运行。
    2.2优化汽车雨刮电机和空调进气格栅的位置
    由于受到周围零件布局的制约，汽车雨刮电机常常无法完全布置在汽车前风窗玻璃下方，更多的情况是会布置在汽车空调进气格栅的下方，那么在设计汽车雨刮与空调进气格栅时必须要防止在电机上方布置空调进风口。如果将汽车雨刮电机布置在空调进气格栅进风口的下方，那么即使上方有汽车发动机盖的遮挡，水滴还是非常容易的顺着空调进风口滴落在雨刮的电机上，从而直接导致雨刮电机进水不能正常运行。
    2.3优化汽车雨刮电机和车身流水槽的位置
    汽车雨刮电机布置在车身流水槽钣金当中，因此，优化雨刮电机在流水槽钣金中的安装位置是避免雨刮电机进水失效的主要方法之一。在设计汽车雨刮电机的安装位置时，应该将雨刮电机布置在汽车流水槽钣金的上方较靠上的位置，这样的布置方式是为了防止当雨水没有及时的从流水槽钣金处流出时雨刮电机遭受到侵泡的情况发生。汽车雨刮电机分别布置在流水槽的上方或者是下方（如图4所示）时，雨刮电机遭受到雨水侵泡的几率完全不一样。当雨水量较大时，流水槽不能及时的将雨水排放出去，这个
时候又由于电机的布置位置相对较低，雨刮电机有很大的可能性被侵泡在水中。由于电机工作时内部发热，停止工作后温度降低，此时电机内部气压将小于外部气压，这种情况下流水槽积水会被吸入雨刮电机内部，从而直接导致电机失去工作能力。如果雨刮电机设计在流水槽的上方，那么会给流水槽的底部留下一定程度的安全缝隙，让雨水能够从此处渗透出去，这样是有利于电机不受雨水的侵蚀以及提升雨刮电机的防水性能。
    3优化汽车雨刮结构的设计
    3.1  增加防水透气膜在变速箱壳体上
    汽车雨刮电机在正常工作状态下是会发热的，在停止工作之后电机的温度才会逐渐下降。雨刮电机的循环工作使得电机内部温度常常冷热交替，导致电机的内部和外部产生气压差值，从而直接导致水在压力的作用下渗透到电机的内部。在变速箱壳体上方开一个透气孔并增加一层防水透气膜可以有利于电机内部和外部的气压达到平衡从而避免雨水在压力差的作用下被吸入雨刮电机的内部，这样有效的优化了雨刮结构使雨刮电机防水性能增强。
    3.2优化雨刮电机的密封圈整体结构
    雨刮电机的变速箱与电机缸盖是通过固定件连接起来的，变速箱后盖也是通过固定件固定在变数器的
壳体上。这些固定件连接的部位是肯定会存在缝隙的，然而这些缝隙就需要使用密封圈来进行密封处理，这样做是为了防止外界的雨水或者足污垢物渗入其中。所以，优化合理的设计密封圈整体结构是对电机防水性能提高的有效途径。在设计密封圈结构期间，必须要尽可能的让密封圈设计出翻边或带筋条的结构（如图5所示），因为密封圈在固定件的外力作用下，非常容易发生变形、扭曲，向电机的缸体以及变速箱内部收紧，失去其该有的作用。密封圈设计为翻边或带筋条结构的优点在于密封圈受到外力的挤压扭曲时，翻边和筋条的结构可以保持密封圈的位置不出现缝隙，从而有效的保证了密封圈的作用，提升雨刮电机的防水性能。
汽车进水    4结语
    本文主要是分析了通过优化设计来提升汽车雨刮系统的防水性能，从优化雨刮密封圈的结构、优化雨刮电机变速箱结构来增强雨刮电机防水性能，通过优化分析雨刮电机的布置位置以及周围零件设计布局的影响避免雨刮器被雨水侵泡等风险，上述的方法都有利于提升雨刮系统防水能力，这为设计提升雨刮防水性能的人员提供参考与借鉴。