汽车玻璃升降器脂润滑耐久性试验台研究

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Research on the Durability Test.bench of Grease Lubrication forAutomobile Glass LifterLi Guangle Lan Bingli Huang Bo Xie Xiaopeng(1.Automobile Tribology and Fault Diagnosis Institute，South China University of Technology，Guangzhou Guangdong510640，China；2.Shenzhen Hecheng Lubricate Material Company Limited，Shenzhen Guangdong 518131，China)Abstract：To study the influence of grease on the life of glass lifter，a new durability test·bench of grease lubrication forautomobile glass lifter and its detection system were designed，which was depended on the power of the bench test detectingsystem，and Cal measure the performance of grease and the parameters of glass lifter.The experiments were carried out toverify the effects of the test.bench.The resuIts indicate that the test.bench can simulate the wear and lubricati0 state ofglass lifter in whole-service life，and can measure the life characteristics of automobileS glass lifter and the working per-formance of grease accurately.It can provide test data to achieve the optimization and whole-life lubrication of glass lifter。

Keywords：grease lubrication；durability test-bench；glass lifter玻璃升降器脂润滑耐久性试验是指玻璃升降器在专用润滑脂润滑条件下，通过脂润滑耐久性试验台模拟玻璃升降器全寿命周期磨损及润滑过程，检测其专用润滑脂的工作特性并得出其性能评价。与汽车生产行业的飞速发展相比，我国汽车电动玻璃升降器行业缺乏相应脂润滑耐久性检验设备，对玻璃升降器的脂润滑耐久性检测尚存在-定困难，同时，玻璃升降器故障率又高，其中大部分故障是脂润滑问题引起的磨损、异响、振动、卡滞、烧损等，破坏了车窗玻璃移动的稳定性，影响了乘车舒适性及安全性 。2009年丰田公司因驾驶员侧电动车窗主控开关控制拈的润滑脂问题导致内部系统短路，并引发热、熔损伤，车窗无法正常升降等故障，召回了约70万辆汽车造基金项目：广东省自然科学基金项目 ($2011010002118)收稿 日期 ：2013-05-12作者简介：李光乐 (199o-)，男，硕士研究生，研究方向为汽车零部件脂润滑优化.E-mail：hnrlgl###163.com。

成了近l0亿元的损失。所以，进行玻璃升降器脂润滑耐久性检测十分必要，选用-款合适的润滑脂乃至开发-种玻璃升降器专用脂终身润滑尤为迫要。

本文作者为研究润滑脂对玻璃升降器寿命特征的影响，设计了-种汽车电动玻璃升降器脂润滑耐久性试验台及检测系统，首先，确定了以试验台架检测系统功率特征来测量润滑脂润滑性能及玻璃升降器寿命参数的检测原理，其次，对试验台结构和检测系统进行了详细的介绍，最后，对试验台架的测试效果进行了试验验证。

1 脂润滑耐久性参数检测原理功率特征是指随着工作次数的增加，润滑脂被氧化和剪切等作用破坏，不能形成完整的润滑油膜，从而不能完全隔离摩擦副表面，使得相对运动摩擦副之间的摩擦阻力增大，导致相对运动所需的功率增加。

玻璃升降器的摩擦磨损均需要消耗能量，功率的变化通过电流变化来直观表现 。试验台从功率特征出发，结合润滑故障，在满足QC/T 636-2000《汽车电润滑与密封 第 38卷动玻璃升降器》行业标准的前提下，基于能耗的脂润滑性能与玻璃升降器寿命采用工作电流和堵转电流、升降平均速度、工作循环次数来表示，检测参数及检测原理如下：(1)工作电流和堵转电流：电机工作电流和堵转电流是电动玻璃升降器检测的重要指标。其检测原理是在输入线端加上-个磁平衡式霍尔电流传感器，分别测量出工作时的电流和电机在上极点和下极点的堵转电流。根据 QC/T 636-2000《汽车电动玻璃升降器》标准规定，电机正常工作电流应在 15A以下，-般为 5 A左右，堵转电流不大于 30 A，堵转电流太大容易造成电机烧毁，故必须检测此参数。

(2)升降平均速度：车窗玻璃升降速度是衡量玻璃升降器质量好坏的重要标志。按照 QC/T 636。

2000《汽车电动玻璃升降器》标准规定，上升速度应在70～200 mm/s之间。该参数具体检测原理是在玻璃顶端和底端附近处分N，di上金属箔片，记录两箔片之间的距离 s，在玻璃窗框下止档处固定-个光电接近开关并保持其唱，箔片通过光电接近开关产生2个脉冲信号，记录时间t 及 t：，则升降的平均速度s/(t2-t1)。

(3)工作循环次数：玻璃升降器工作循环次数的多少直接决定了其使用寿命的长短，根据 QC/T636-2000《汽车电动玻璃升降器》标准：-个工作循环，包括向上升至上止档，然后下降到下止档，且总循环次数不少于 12 500次。该参数检测原理是根据总信号脉冲次数算出工作循环次数，即电动玻璃升降器的工作寿命。

2 试验台设计2.1 试验 台结构设计设计的试验台由试验台机械结构和检测系统组成，该试验台可以放置左右2个实车门，同时做2个汽车玻璃升降器脂润滑耐久性试验。试验台机械结构简图如图 1所示。试验台架采用铝型材框架结构，内部有凹槽，方便夹具 自由移动，底部安装有自锁脚轮，可以自由移动和锁止定位∝制柜采用钢型材的框架结构，外表喷塑处理，上面安装触摸显示屏，触摸显示屏为人机对话的窗口，屏下侧设有 开始”停止”、报警”、电源”和 急停”等按钮，控制柜的内部主要安装系统电源和 PLC系统等元器件。

1.车门 2.电动玻璃升降器 3.夹具 4.玻璃 5.铝型材框架6.触摸显示屏 7.控制旋钮 8.控制柜图1 试验台机械结构简图Fig 1 Test-bench mechanical structure diagram2.2 试验 台检 测 系统设计本试验台实现的关键是基于 PLC的玻璃升降器脂润滑耐久性离线非接触检测系统设计 ，通过检测电动玻璃升降器的工作电流和堵转 电流、升降平均速度、工作循环次数这3个参数来反映玻璃升降器专用润滑脂润滑性能及其升降器寿命特征。

本实验台检测系统由PC、PLC、电流传感器、光电开关等组成 ，如图2所示。PC与 PLC运用上下位机模式，下位机 PLC是控制系统的核心，选用 sI-EMENS s7-224型，该整体式PLC集成了CPU224、24个数字量I/O点、13 KB程序和数据存储器、PID控制器和-个 RS458通讯程序编口，外接 EM231扩展拈。PLC的I/O分配与控制功能图如图3所示。使用 Wince flexible编程软件对各界面进行组态 ，开发的试验台检测系统界面如图4所示。

图2 检测系统硬件框图Fig 2 Detection system hardware block diagram2013年第8期 李光乐等：汽车玻璃升降器脂润滑耐久性试验台研究 95合诚C1336蜗轮蜗杆脂经 13 150次脂润滑耐久性试验后，润滑脂失效，虽然玻璃升降器工作寿命大于行业标准 12 500次，满足基本要求，但是其润滑效果仍有待提高。为此，对润滑脂进-步做了理化试验分析。合诚 C1336蜗轮蜗杆脂为半合成油锂基脂，高低温性能差、稠度高、黏度大，在电机高速运转中，散热性能不够理想，致使电机外壳的蜗轮蜗杆处产生高温，蜗轮和蜗杆护套材料色变；同时，润滑脂烧结，出现附着层，阻碍着蜗轮蜗杆相对运动，导致车窗上升速度逐步变慢，上升时间变长，电机上升时启动和工作电流不断加大，最终车窗无法升降。

半合成油是由矿物油和合成油二者混合配制而成，矿物油相比于合成油来说，不仅其低温性能不如后者，而且其高温特性也比较差。对于试验的C1336润滑脂在高温工况下性能不够稳定的问题，可以选择黏温系数更高的矿物油与合成油混合配制，或者直接采用合成油作为基础油稠化为具有更好的高温新性能的润滑脂。从稠化剂方面考虑也可选择复合皂基润滑脂，其较好的性能稳定性也能提供更高的耐温特性，并且具有更强的机械安定性和润滑性能。

4 结论(1)设计了采用功率特征来测量脂润滑性能与玻璃升降器寿命参数的汽车电动玻璃升降器脂润滑耐久性试验台及其检测系统，其中玻璃升降器寿命采用工作电流和堵转电流、升降平均速度、工作循环次数来综合评价。

(2)脂润滑耐久性试验结果表明：试验台能够模拟玻璃升降器全寿命周期内的磨损及润滑情况，能够准确测量汽车玻璃升降器寿命特征和润滑脂的工作特性，为实现玻璃升降器润滑优化乃至终身润滑提供了试验数据支撑。