汽車玻璃升降器結構詳細解讀

汽車玻璃升降器結構詳細解讀

來源:中國汽車消費網



汽車門窗玻璃不但要保證駕駛員有足夠的視角,以安全駕駛和行車,同時,為滿足乘坐舒適的需要,玻璃的位置經常需要調整,因而玻璃調整的范圍與操縱的靈活方便就成為重要的性能指標。保證汽車玻璃靈活調整的機構就是玻璃升降器,它亦是汽車安全和舒適性的一個重要部件。

璃升降器是這樣定義的:“玻璃升降器是指按一定的驅動方式將汽車車窗玻璃沿玻璃導槽升起或下降, 并能停留在任意位置的裝置”??紤]到一些特殊的玻璃調整裝置(如某些轎車可調開度的三角窗玻璃、太陽頂窗等) , 似乎應稱其為玻璃調整器才更為確切。在國外汽車行業的有關技術資料中,,玻璃升降器的用詞為Window Regulator 其意即玻璃調整器,或許由于玻璃的位置調整多為上下運動,故在我國其一直被通稱為玻璃升降器。

  汽車玻璃升降器一般由以下幾部分組成:操縱機構(搖臂或電動控制系統)、傳動機構(齒輪、齒板或齒條, 齒輪軟軸嚙合機構)、玻璃升降機構(升降臂、運動托架)、玻璃支承機構(玻璃托架) 以及限位塊機構等。玻璃升降器的基本工作路線為操縱機構→傳動機構→升降機構→玻璃支承機構,而限位機構則裝在小齒輪與支承座間,用以定住玻璃(止動) ,保證其停留在要求位置。

  玻璃升降的種類很多,分類標準也有很多?,F在比較被認可的主要有兩個分類標準:按傳動結構和按動力方式。

  按動力源分,汽車玻璃升降器可分為手動玻璃升降器和電動玻璃升降器兩大類。

  手動玻璃升降器

  手動玻璃升降器顧名思義就是以人力為動力的玻璃升降器。手動升降器一般都按裝有手動搖柄,汽車乘員通過轉動手動搖柄來驅動升降器的傳動機構,最后通過玻璃升降機構實現玻璃上下升降。和電動升降器相比,手動升降器只是少了電動機,而結構卻和一般電動升降器基本一致。

手動玻璃升降器的組成

  手動玻璃升降器具有結構簡單、重量輕、成本低的優勢。此外,因為沒有電動機,也就沒有了電子控制系統,減少了零部件的數量,可靠性更高。但其缺點也很明顯,那就是需要人力操作,舒適性和便捷性較差。

手動玻璃升降器的搖動手柄

  手動玻璃升降器現在已經很少有車采用,只有部門低端車型處于成本的考慮會采用此種升降器。

  電動玻璃升降器

  電動玻璃升降器則是采用了電動機為動力源,通過電動機驅動玻璃升降器的傳動機構,最終實現玻璃的上下升降。和手動玻璃升降器相比,其結構更為復雜、重量也較大、成本較高,且因為有電動機以及相關控制機構,其可靠性也要比手動玻璃升降器低。但其便利性和舒適性要比手動玻璃升降器要好的多。

  電動玻璃升降器是現在汽車上使用最為廣泛的一種玻璃升降器,除了商用車和一些乘用車的低端車型外,其他車型基本都是采用電動升降器。

采用電動玻璃升降器的控制開關一般位于側門門護板上

  采用電動玻璃升降的車型,在汽車側門內板上(部分車型在中央扶手處)都安裝有電動玻璃升降器的控制開關。如需升降車窗玻璃,僅需按一下控制開關即可,極大改善了操作的便利性。而隨著科技的發展,現在電動玻璃升降器又開發出了一鍵升降功能和防夾功能。

  一鍵升降功能是指只需按一下玻璃升降器的控制開關,便可讓玻璃上升到最高點或者下降到最低點,而不需要長時間按著控制開關。而根據此功能,現在又開發出了鎖車自動上升玻璃的功能。當車輛鎖車后,車身控制器會自動將所有車窗玻璃上升到最高點,極大的方便了駕駛員。

帶一鍵升降的升降器按鈕一般會加有標識

  而防夾技術則是出于安全的角度而誕生的,也是隨著一鍵升降功能的出現而誕生的技術。

  在電動車窗正常上升過程中,當玻璃在任意位置有物體被夾住時,帶有一鍵上升功能的車型其玻璃升降器不會停止上升動作,從而會將被夾物體嚴重夾傷。如在車窗上升過程中,小孩的手或者頭部被帶有一鍵上升的玻璃夾住時,會受到嚴重傷害。而帶有防夾技術的車型,當玻璃夾到物體時會自動停止玻璃上升動作,并將玻璃下降一定高度,以便被夾物體順利的推出,極大的提高了安全性。

防夾技術可以有效的保護兒童不會被車窗傷害

  一般而言,有一鍵升降功能的車型比一定有防夾功能,而帶防夾的則都帶有一鍵上升功能。而處于安全的考慮,我國法規規定,自2013起,具有一鍵上升車窗玻璃功能的車型則必須裝備防夾技術。

按傳動結構分,汽車玻璃升降器可分為臂式和柔式兩大類

  一、臂式玻璃升降器

  臂式玻璃升降器的傳動機構為齒輪齒板嚙合傳動, 除齒輪外其主要構件均為板式結構, 加工方便, 成本低, 在目前國內車輛上使用較為普遍。但由于其采用懸臂式支承結構及齒輪齒板機構, 故工作阻力較大。臂式玻璃升降器又分為單臂式和雙臂式兩種。

  1、單臂式玻璃升降器

  單臂式玻璃升降器的結構特點是只有一個升降臂, 結構最簡單, 但由于升降臂支承點與玻璃質心之間的相對位置經常變化, 玻璃升降時會產生傾斜、卡滯。 該結構只適用于玻璃兩側為平行直邊的情況, 使用不很普遍。我國的BJ 1040、NJ 130、CA 1090 等車型, 日本豐田及五十鈴系列輕型貨車前車門等采用單臂式玻璃升降器。

單臂式玻璃升降器結構圖

單臂式玻璃升降器的運動原理圖

單臂式玻璃升降器的安裝方式

  2、雙臂式玻璃升降器

  該玻璃升降器的結構特點是具有兩個升降臂,與單臂式玻璃升降器相比,雙臂式玻璃升降器本身可保證玻璃平行升降,提升力也比較大。該結構能適用負載較大車門玻璃,車門玻璃弧度較小的車門。依兩臂的布置方式又分為平行臂式升降器和交叉臂式升降器。

  交叉臂式玻璃升降器

  交叉臂式玻璃升降器顧名思義,其兩個臂是交叉的,呈X形。其一般由電機、主臂、副臂、主導軌、副導軌以及基板和扇形齒輪等組成。交叉臂升降器通過基板固定在車門內板上,副導軌也固定在車門內板上,而玻璃則固定在主導軌上。

交叉臂升降器結構

  其工作原理是:電機通過減速結構帶動扇形齒輪旋轉。扇形齒輪再帶動主臂旋轉,而副臂則繞著主臂和副臂上的連接軸旋轉,其下端沿著固定的副導軌直線運動,上端則和主臂反向沿著主導軌直線運動,從而使主導軌上下移動。

交叉臂式玻璃升降器的原理

交叉臂玻璃升降器在車門上的安裝位置

  交叉臂式玻璃升降器的支承寬度較大,運動比較平穩,且升降速度快、成本低。缺點是主臂和副臂之間易產生摩擦,不僅容易產生噪音,也會影響其耐久性,同時,交叉臂玻璃升降器重量也較大。其一般使用在玻璃弧度較小而尺寸較大的車型上。

  平行臂式玻璃升降器

  平行臂式玻璃升降器的兩個臂是平行的,其一般由主動臂、從動臂、底板、滑動支架和電機等組成。

平行臂式玻璃升降器結構

  平行臂式玻璃升降器結構相對比較簡單、緊湊,但由于支撐寬度比較小,工作載荷較大,故穩運動平穩性不如交叉臂式玻璃升降器,現在車型也很少使用此種結構的玻璃升降器。

  二、柔式玻璃升降器

  柔式玻璃升降器的傳動機構為齒輪軟軸嚙合傳動, 具有“柔式”的特點, 故其設置、安裝都比較靈活方便, 結構設計也比較簡捷,且自身結構緊湊, 所占空間小,易于安裝布置,且總體質量輕。此外。由于提升軸提升力作用線的相對位置是固定的, 可保證與玻璃質心的運動軌跡始終重合(或平行) ,故能很好的保證玻璃平穩移動。不足在于其成本較高,且鋼絲繩易磨損。

  柔式玻璃升降器根據傳動結構的材質分為繩輪式升降器、帶式升降器、軟軸式升降器,其中最為常見的是繩輪式玻璃升降器。

   繩輪式玻璃升降器

  繩輪式玻璃升降器是指由直流電機驅動,通過卷絲筒、繩索等轉動,使車窗玻璃沿滑動導軌上升或下降到需要位置的一種裝置。根據導軌的數量不同,又分為單軌和雙軌兩種。其中,單軌式繩輪升降器只有一根滑動導軌,體積緊湊、安裝方便、成本低,缺點是精度相對較低,一般用于車窗玻璃長度不大的車型。而雙軌式繩輪升降器有兩根相互平行的導軌,導向性更好,但成本相對較高,體積也較大,布置和安裝沒有單軌式方便,一般用在車窗玻璃較寬的車型上。

 繩輪式玻璃升降器分為單臂式(左)和雙臂式(右)兩種

  繩輪式玻璃升降器的結構一般如圖所示:

  升降器的導軌通過上下部分的安裝支架分別固定在門內鈑金上,卷絲機構連同電機也固定在車門內鈑金上,車窗玻璃通過自攻螺釘固定在滑塊上。電機接受控制系統傳遞的信號做正或反轉,使卷絲機構中絲筒旋轉,收縮或放長拉絲,使滑塊沿導軌總成上下運動,從而帶動車窗玻璃沿前后玻璃導向槽作上下運動。在車窗玻璃和前后導向槽之間為呢槽。由于其托架導軌和玻璃運行軌跡匹配完好??傮w而言繩輪式電動玻璃升降器的運行平穩,噪音小。只是由于其采用的是是鋼絲繩配以塑料件及部分沖壓件的結構,其總體疲勞壽命周期較短。但其總體舒適的升降性能在轎車市場上占有絕對的主導地位。

  帶式玻璃升降器

  該升降器通過小齒輪與穿孔帶嚙合實現玻璃升降器的運動。該升降器運動軟軸采用塑料穿孔帶, 其它零件亦多采用塑料制品, 從而大大減輕了升降器總成的自身質量。其傳動機構中均涂以潤滑脂, 使用過程中無須維護保養, 運動平穩。搖把手柄的位置可自由布置, 設計、安裝和調整都很方便, 其耐久性試驗可達25000次。

帶式玻璃升降器的結構

  軟軸式玻璃升降器

  該玻璃升降器軟軸主體是由鋼絲繞成的彈簧, 彈簧內圓穿有多股鋼絲繩, 在鋼絲繩上纏繞高出表面2 mm 的羊毛, 并涂以潤滑脂, 以降低齒輪與彈簧嚙合時的摩擦力。在彈簧外圈上套有導向管, 以保證彈簧式軟軸的運動軌跡和運動順暢。該升降器的特點是工作可靠性好, 運動平穩, 工作噪音小, 使用壽命長, 但制作技術比其它柔式升降器要求高, 需要專門的工藝設備。

軟軸式玻璃升降器

軟軸式玻璃升降器的軟軸

  軟軸式升降器,從總體結構上而言類似于繩輪式升降器。只是使用一根金屬軟軸替代鋼絲繩來拖動玻璃托板。它要求使用特殊的電機帶動一根金屬軟軸以實現升降玻璃的功能。由于目前國內在軟軸電機和軟軸制造上的落后以及繩輪式升降器的盛行,因此軟軸式升降器在國內汽車市場上所占的比例也非常小。