摘要:本文介绍汽车玻璃升降机构的结构分类,叙述汽车玻璃升降机构在设计过程中的要点,实例分析玻璃升降阻力大运行速度不均匀故障现象,最后展望汽车玻璃升降器技术发展趋势。
1 汽车玻璃升降机构结构分类
从结构特点上分,汽车玻璃升降机构大致可分为绳轮式、叉臂式、软轴式3类。其中单滑道绳轮式结构和交叉臂式结构是常用的2种玻璃升降机构。
绳轮式玻璃升降器由滑轮、钢丝绳、张力器、张力滑轮等组成,其工作原理为:通过驱动电动机拉钢丝绳来控制门窗玻璃的升降。将钢丝绳上装上滑块,绕在塑料绳轮上由电动机驱动绳轮,带动钢丝绳卷绕,钢丝绳上的滑块带动玻璃,使之沿导轨作上下运动。
交叉臂式玻璃升降器主要由扇形齿板、玻璃导轨及调节器等组成,其工作原理为:扇形齿板利用驱动电动机的棘轮进行转动,带动X臂运动,使玻璃沿导轨作上下移动。
设计中采用交叉臂式机构还是绳轮式机构,由玻璃曲率、升降空间、制造精度及成本控制等因素决定。随着电器元件的应用和发展,汽车玻璃升降机构已发展为电动模式。电动玻璃升降器的功能和使用舒适性如下:①它保护乘客不受风霜雨雪之苦;②免受外界噪声之苦;③在炎热的夏天和寒冷的冬天,让装在车上的空调起作用,让乘客有舒适感;④当车辆行经收费路口时,只需轻按开关,玻璃就会下降。轻松完成收费过程而不必下车。
1.1机械结构部分
电动玻璃升降器机械结构如图1所示。主要由导轨、玻璃支撑板组成。导轨分为定导轨和动导轨。运动机构主要由齿轮、齿板和碟形弹簧组成。由电动机输出的动力也就是蜗杆来带动齿轮转动,由此控制整个升降过程。
1.2电器部分
电动机为用来驱动门窗玻璃升降器上升和下降的直流电动机。目前汽车上通用的有6 V、12 V、24V 3种,电动机主要是永磁电动机,其工作原理如图2所示。
由于电动玻璃需要上升和下降,那么要求电动机能实现正反转动,所以就通过改变电流方向来实现。笔者设计了一双向控制开关来改变它的转向,开关原理图如图3所示。
当按动按钮上升时,电动机左端的电线与Ucc+连接,电流从Ucc+输入电动机,从b端接搭铁,形成闭环电路,此时电动机左转,降器上升。反之,按动下降按钮,电流从Ucc+输入电动机右端,从a端接搭铁,形成闭环电路,此时电动机右转,升降器下降。
1.3升降电动机的特性
1)热保护功能。热保护器须保护电动机或防夹电动机避免过热受损,电动机或防夹电动机在堵转条件下,热保护器打开,也就是暂时性断电。当电动机经过一段时间冷却后,又能恢复正常工作状态。其实热保护器也就是一个合金金属片,当电流过大,时间过长时产生热量使金属片膨胀弹开,导到断路。
2)耐温性能。电动机必需能承受-40℃至80℃的温度变化所引起的条件下工作。
3)电流电压变化。这项指标可根据电流电压特性来设计限定。