汽车雨刷电动机的现状与展望
郭庆吉 靳风琴（哈尔滨工业大学）
【摘 要】本文扼要介绍汽车雨刷电动机的结构特点、设计方法、加工设备和材料的现状及发展方向，指出与国外同类产品的差距，阐述雨刷电动机行业的概况，并预测了2 000年雨刷电动机的需求量。
【叙 词】直流电动机汽车雨刮器现状展望
1 引 言
汽专雨刷电动机是汽车用小型电动机的一种，主要用来带动刮水器的刷片刮刷汽车挡风玻璃上的雨、雪和尘土等脏物，保证驾驶员的行车安全。目前国产汽车上多采用气动刮水器，动力源为压缩空气，只有少数汽车上才采用电动刮水器。气动刮水器需用气泵，增加了发动机的损耗，且寿命短。当前国外几乎所有汽车上均采用电动刮水器，它的动力源为直流电动机。
图1为雨刷电动机结构示意图。雨刷电动机早期采用并激式或复激式直流电动机，结构复杂、造价高。目前几乎都采用永磁式直流电动机。雨刷电动机功率一般是4～150w，其中10w以下的电动机大多数带动一个刷片；15w以上的电动机都带动两个相同的刷片。
雨刷电动机一般做成双速（少数的只有一个速度），分高速和低速两挡，按jb3256- 83汽车雨刷电动机技术条件规定：
低速 40～50 r／min
高速 60～80 r／min
为了减小电动机的体积，提高电机的输出功率，电动机本身转速不能做得太低，一般设计为2000～2500r／min，然后通过机械减速装置使电动机的转速达到技术条件规定的转速。减速装置的传动比一般在i= 40～70，采用一级蜗杆蜗轮减速或二级齿轮减速。通常电动机和减速装置做成一体。
2雨刷电动机的设计
2.1 传统的手工核算
雨刷电动机采用小功率永磁直流电动机，此种电动机已有比较完整的设计程序。大多数工厂都按这个程序进行设计计算，也就是常用的“试探法”。参照以往相近的电机计算，初步选定一些参数确定方案，进行核算，确定是否满足性能指标要求。如不满足，则分析原因，有针对性地对原方案做必要的修正，再做核算，如此反复进行，直至得到一个较好的方案为止。设计方案出来后。还必须进行样品试制，使样机的性能完全达到设计方案要求，设计工作才算告一段落。
但是，这样的设计是否****，成本是否****，材料是否最省，损耗是否最小，……，诸如这些问题，设计者是不好圆满回答的，计算工作量大，调整修改需要设计者本人判断正确的方向，这与设计者的理论水平及工作经验关系很大，即使阅历丰富的人，也需经过数次调整才能得到较优的方案。
2.2电机的优化设计
随着电子计算机的高速发展和数学规划理论的进一步完善，给电机设计提供了新的途经，即利用电子计算机进行优化设计，建立雨刷电动机的计算机辅助设计(cad)系统。
电机优化设计涉及三方面：
a．建立精确的数字模型，确定设计变量、因变量及常量，建立目标函数，列出约束条件。
b．选择****化方法。
c．选用****算法语言，编成计算机程序，求得具体解答。
图2给出了雨刷电动机优化程序框图。雨刷电动机的优化设计在我国刚刚起步，所介绍的电机优化设计cad系统，是哈尔滨工业大学和吉林公主岭微型电机厂共同开发的，已成功她用于2d-1530型雨刷电动机的优化设计，研制成功的雨刷电动机参数配合****，目前已批量生产。
目前国外基本上都采用电机的优化设计技术，有专门的cad系统软件，这样才能设计出高质量、高性能和低成本的雨刷电动机[2]。我国雨刷电动机的设计也必须向这个方向发展。
3加工设备及材料
目前我国尚不能提供雨刷电动机的高效设备，如转子冲片的高速冲床、高效绕线机、点焊机、槽绝缘机、动平衡机和蜗杆冷挤机等， |
