汽車雨刷電動機(jī)的現(xiàn)狀與展望
郭慶吉 靳風(fēng)琴（哈爾濱工業(yè)大學(xué)）
【摘 要】本文扼要介紹汽車雨刷電動機(jī)的結(jié)構(gòu)特點、設(shè)計方法、加工設(shè)備和材料的現(xiàn)狀及發(fā)展方向，指出與國外同類產(chǎn)品的差距，闡述雨刷電動機(jī)行業(yè)的概況，并預(yù)測了2 000年雨刷電動機(jī)的需求量。
【敘 詞】直流電動機(jī)汽車雨刮器現(xiàn)狀展望
1 引 言
汽專雨刷電動機(jī)是汽車用小型電動機(jī)的一種，主要用來帶動刮水器的刷片刮刷汽車擋風(fēng)玻璃上的雨、雪和塵土等臟物，保證駕駛員的行車安全。目前國產(chǎn)汽車上多采用氣動刮水器，動力源為壓縮空氣，只有少數(shù)汽車上才采用電動刮水器。氣動刮水器需用氣泵，增加了發(fā)動機(jī)的損耗，且壽命短。當(dāng)前國外幾乎所有汽車上均采用電動刮水器，它的動力源為直流電動機(jī)。
圖1為雨刷電動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。雨刷電動機(jī)早期采用并激式或復(fù)激式直流電動機(jī)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高。目前幾乎都采用永磁式直流電動機(jī)。雨刷電動機(jī)功率一般是4～150w，其中10w以下的電動機(jī)大多數(shù)帶動一個刷片；15w以上的電動機(jī)都帶動兩個相同的刷片。
雨刷電動機(jī)一般做成雙速（少數(shù)的只有一個速度），分高速和低速兩擋，按jb3256- 83汽車雨刷電動機(jī)技術(shù)條件規(guī)定：
低速 40～50 r／min
高速 60～80 r／min
為了減小電動機(jī)的體積，提高電機(jī)的輸出功率，電動機(jī)本身轉(zhuǎn)速不能做得太低，一般設(shè)計為2000～2500r／min，然后通過機(jī)械減速裝置使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到技術(shù)條件規(guī)定的轉(zhuǎn)速。減速裝置的傳動比一般在i= 40～70，采用一級蝸桿蝸輪減速或二級齒輪減速。通常電動機(jī)和減速裝置做成一體。
2雨刷電動機(jī)的設(shè)計
2.1 傳統(tǒng)的手工核算
雨刷電動機(jī)采用小功率永磁直流電動機(jī)，此種電動機(jī)已有比較完整的設(shè)計程序。大多數(shù)工廠都按這個程序進(jìn)行設(shè)計計算，也就是常用的“試探法”。參照以往相近的電機(jī)計算，初步選定一些參數(shù)確定方案，進(jìn)行核算，確定是否滿足性能指標(biāo)要求。如不滿足，則分析原因，有針對性地對原方案做必要的修正，再做核算，如此反復(fù)進(jìn)行，直至得到一個較好的方案為止。設(shè)計方案出來后。還必須進(jìn)行樣品試制，使樣機(jī)的性能完全達(dá)到設(shè)計方案要求，設(shè)計工作才算告一段落。
但是，這樣的設(shè)計是否****，成本是否****，材料是否最省，損耗是否最小，……，諸如這些問題，設(shè)計者是不好圓滿回答的，計算工作量大，調(diào)整修改需要設(shè)計者本人判斷正確的方向，這與設(shè)計者的理論水平及工作經(jīng)驗關(guān)系很大，即使閱歷豐富的人，也需經(jīng)過數(shù)次調(diào)整才能得到較優(yōu)的方案。
2.2電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計
隨著電子計算機(jī)的高速發(fā)展和數(shù)學(xué)規(guī)劃理論的進(jìn)一步完善，給電機(jī)設(shè)計提供了新的途經(jīng)，即利用電子計算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，建立雨刷電動機(jī)的計算機(jī)輔助設(shè)計(cad)系統(tǒng)。
電機(jī)優(yōu)化設(shè)計涉及三方面：
a．建立精確的數(shù)字模型，確定設(shè)計變量、因變量及常量，建立目標(biāo)函數(shù)，列出約束條件。
b．選擇****化方法。
c．選用****算法語言，編成計算機(jī)程序，求得具體解答。
圖2給出了雨刷電動機(jī)優(yōu)化程序框圖。雨刷電動機(jī)的優(yōu)化設(shè)計在我國剛剛起步，所介紹的電機(jī)優(yōu)化設(shè)計cad系統(tǒng)，是哈爾濱工業(yè)大學(xué)和吉林公主嶺微型電機(jī)廠共同開發(fā)的，已成功她用于2d-1530型雨刷電動機(jī)的優(yōu)化設(shè)計，研制成功的雨刷電動機(jī)參數(shù)配合****，目前已批量生產(chǎn)。
目前國外基本上都采用電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，有專門的cad系統(tǒng)軟件，這樣才能設(shè)計出高質(zhì)量、高性能和低成本的雨刷電動機(jī)[2]。我國雨刷電動機(jī)的設(shè)計也必須向這個方向發(fā)展。
3加工設(shè)備及材料
目前我國尚不能提供雨刷電動機(jī)的高效設(shè)備，如轉(zhuǎn)子沖片的高速沖床、高效繞線機(jī)、點焊機(jī)、槽絕緣機(jī)、動平衡機(jī)和蝸桿冷擠機(jī)等， |
