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Isight与Adams联合优化在雨刮机构设计中的应用 朱楚才 李衡 郭静 钱留华 史建鹏 东风汽车公司技术中心，武汉，430056 摘要 在某乘用车的雨刮连杆机构的仿真分析过程中，发现雨刮机构的车身固定点处存在 支反力过大的现象。通过 Adams-View 及 Isight软件的联合优化仿真，在确保连杆机构的运 动特性不变的前提下，仅对电机端摇臂、连杆、副刮摇臂之间的 2 个硬点进行微调优化，大 幅降低了雨刮机构固定点的支反力，为雨刮机构的优化设计提供了改进依据。 关键词 雨刮，连杆机构，Adams-View，Isight，优化 The Co-Optimization with Isight and Adams-View Applied to the Design of Windshield Wiper ZhuChucai, LiHeng, GuoJing, QianLiuhua, ShiJianpeng DONGFENG MOTOR CORP. RD CENTER，Wuhan，430056 Abstract : During the simulation of the windshield wiper of the passenger car, it is found that the supported reaction force of mounting points is too big. On the promise that the kinematics of the link mechanism is ensured，only the hard point of motor output torque arm and the hard point of connecting rod are adjusted and optimized slightly with the co-optimization of Isight and Adams-View. It reduces greatly the supported reaction force and provides an improved basis for the optimization design of the windshield wiper. Key words: windshield wiper，link mechanism, Adams-View, Isight, co-optimization 1 概述 汽车的前风挡为驾乘人员遮挡风、雨、雪、灰尘等物质的侵扰，为用户提供了舒适的驾 乘环境。然而，直到 1923 年才有电动雨刮装配到汽车上，雨水、霜雪、灰尘等物质遮挡视 线的问题才得到便利的解决。从此，汽车进入了有雨刮器的时代。通常以1927 年作为雨刮 器的正式发明时间【1】。 风窗玻璃刮水器（以下简称雨刮机构）是指由电机驱动、能刮刷风窗玻璃外表面上的雨 水、霜雪和灰尘等物质的装置【2】。在雨刮机构的设计开发过程中，雨刮仿真工作主要由静力 平衡仿真、运动学仿真、动力学仿真等组成。静力平衡仿真可以测算雨刮机构的工作负荷， 运动学仿真可以了解雨刮机构的刮刷角度、速度、加速度等特性，动力学仿真则可以了解机 构的动态力学性能。 雨刮机构看起来貌似简单，只是一套简单的多连杆机构，其实它的物理性能要比想象中 的复杂得多。除了基本的往复运动特性，雨刮机构还要在风挡玻璃与刮刷之间保持恰当的压 力分配确保刮刷干净，同时还要具备足够的结构强度和耐久寿命。不合理的设计，可能导致 抖动、噪声过大、刮不干净、固定点应力集中、电机寿命低容易烧毁等严重后果。 本文介绍某多连杆雨刮机构的动力学仿真过程中遇到的某雨刮机构运动学性能满足要 求，而固定点支反力过大问题的解决，通过Adams-View 和Isight 的协同优化仿真，微调部 分参数，解决了支反力过大的问题。 2 雨刮机构 2.1 雨刮机构的工作原理 雨刮机构主要由电机 （含驱动电机、减速器涡轮及蜗杆）、连动杆、刮臂、刮片及电气 控制系统等组成。如图1所示，当电机1 工作时，带动曲柄2 做圆周运动，通过连杆3 使摇 臂4 做往复运动，而摇臂4 又带动刮臂、刮片组件 （连杆5、副刮臂轴6、主刮摇臂7、主 刮臂轴8）做往复运动，从而刮去风窗玻璃上的雨水、霜雪