汽車玻璃升降器的設(shè)計

萬永祥

摘 要：汽車在現(xiàn)代社會中飛速發(fā)展，汽車的功能成為了人們關(guān)注的重點，汽車玻璃升降器是車門的重要的一部分，隨著社會的發(fā)展，人們的要求越來越高，汽車玻璃升降器也得到了長遠(yuǎn)的發(fā)展，進(jìn)一步提高了乘客乘坐的舒適性，安全性。而如何進(jìn)一步的優(yōu)化汽車玻璃升降系統(tǒng)，這是汽車行業(yè)重點研究方向的重要的一點。 針對此問題，本文討論了汽車玻璃升降器的設(shè)計和實驗方法。 從升降機(jī)的結(jié)構(gòu)選擇和位置布置與零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面提出了相應(yīng)的理論和方法。

關(guān)鍵詞：汽車玻璃;升降器;結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、汽車玻璃升降器的發(fā)展

車玻璃升降器的發(fā)展與汽車工業(yè)的發(fā)展是密不可分的，最初的汽車玻璃的上升和下降是靠人們手搖的。隨著是大的發(fā)展，科技的進(jìn)步，自動化走進(jìn)了人們的日常生活當(dāng)中，汽車作為人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫慕煌üぞ撸绾谓o人們帶來更好的乘車體驗是各大汽車公司的研究方向。于是電動玻璃升降器應(yīng)運而生。手動玻璃升降器需要人力施加一個扭力來使玻璃上升或者下降，費時費力。而電動升降器只需要輕按開關(guān)就可以控制玻璃的升降，雖然成本有所增加，但在追求乘車舒適度的今天，電車窗早已取代了手搖車窗。

電動升降器出現(xiàn)在二十世紀(jì)六、七十年代，在當(dāng)時，電動升降器還只是作為豪華轎車的一種選裝件。但隨著時代的發(fā)展，社會的進(jìn)步人們生活水平的提高，電子科技在汽車上廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在手動玻璃升降器已經(jīng)被完全淘汰了，取而代之的時電動汽車玻璃升降器，現(xiàn)如今電動汽車玻璃升降器已經(jīng)成了汽車的標(biāo)配。因此電動升降器也得到了長足的發(fā)展，現(xiàn)在的 電動升降器體積小，重量輕，運動平穩(wěn)，噪音低。驅(qū)動電機(jī)的密封性也得到了提升。

二、繩輪式與叉臂式升降器

玻璃升降器是汽車門窗玻璃的升降裝置，主要分電動玻璃升降器與手動玻璃升降器兩大類?，F(xiàn)在許多轎車門窗玻璃的升降一般都改用按鈕式的電動升降方式，使用電動玻璃升降器。

1. 繩輪式玻璃升降器

它的組成小齒輪 、扇形齒輪 、鋼絲繩、 運 動托架 、 滑輪 、 帶輪 、 座板齒輪的嚙合。驅(qū)動固聯(lián)于扇形齒輪的帶輪，從而帶動鋼絲繩，鋼絲繩的松緊度可利用張緊輪進(jìn)行調(diào)節(jié)。 該升降器所用零件少， 自身質(zhì) 量輕， 便于加工， 所占空間小， 常用于小型轎車。

2. 叉臂式電動升降器

叉臂式電動升降器組成有電機(jī)、主副臂、扇形齒板、底板、動導(dǎo)軌、定導(dǎo)軌、平衡彈簧等。電機(jī)通過齒輪傳動，通過扇形齒板傳遞到主副臂與動導(dǎo)軌、定導(dǎo)軌組成的四桿機(jī)構(gòu)，使動導(dǎo)軌進(jìn)行上下運動。平衡彈簧起平衡作用，還在玻璃下降的時候，使玻璃下降的比較穩(wěn)定，不會發(fā)生大幅度的晃動，而玻璃上升時，彈簧的彈力又可以提供一個向上的助力。叉臂式升降器適用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，運動平穩(wěn)，益于量產(chǎn)，能適用于更多的車型。但也有不足之處，那就是升降時產(chǎn)生的噪音要比繩輪式升降器的大。

三、升降器的設(shè)計與選材

升降器主臂和副臂尺寸長度要根據(jù)根據(jù)實際情況考慮，如果車門空間寬敞，就可以選用等臂的結(jié)構(gòu)，這樣就可以使布置更加方便，如果車門內(nèi)的空間較小，那么根據(jù)情況選擇差臂結(jié)構(gòu)。主副臂在尺寸的設(shè)計方面，優(yōu)先考慮的是玻璃升降的行程和速度。如果力臂過長，玻璃運行速度快，但因為力臂長會占用更多的車門空間。如果力臂過短，玻璃運動速度很慢。玻璃難以及時的打開或者關(guān)上。鉚接得優(yōu)點：不容易發(fā)生生銹銹蝕，但鉚接要使用更多的材料，加工工藝增加，結(jié)構(gòu)重量增加，裝配復(fù)雜，容易發(fā)生相對松動。主副臂的聯(lián)結(jié)方式的選取要根據(jù)使用情況來選擇。

升降器滑塊是在導(dǎo)軌里作往返運動的零件。升降器滑塊的結(jié)構(gòu)，一般有兩個形狀，一種是圓形，一種是方形的。圓形滑塊的優(yōu)點是在導(dǎo)軌內(nèi)運動時摩擦阻力較小，相對玻璃升降的扭矩較小。不足是圓形滑塊在導(dǎo)軌槽里運動時的接觸面積較少，運動時不穩(wěn)定還會產(chǎn)生異響，滑塊也容易磨損。而方形滑塊在導(dǎo)軌槽里運動時，與導(dǎo)軌接觸面積多，運動較平穩(wěn)，異響問題出現(xiàn)較少。因此對比雙方的優(yōu)勢與不足，方形滑塊的性能會更好一些。

主臂、副臂在工作過程中主要承受循環(huán)載荷和沖擊載荷。而其主要的實效形式是過度形變和斷裂。所以主臂、副臂的材料要有較好的綜合力學(xué)性能，要有較高的強(qiáng)度和疲勞極限，考慮零件的成型工藝沖壓成型后，還要具有良好的可塑性和韌性。使零件益于成型并且有較強(qiáng)的抗載荷和斷裂的能力。一般的零件選用常見得材料優(yōu)質(zhì)碳素鋼，零件沖壓成形后，再進(jìn)行材料表面處理，防止零件生銹銹蝕，但隨著工業(yè)材料的發(fā)展，這種材料慢慢被鍍鋅板材料所取代，鍍鋅板材料耐腐蝕，不易氧化生銹，零件成型后不用進(jìn)行表面防銹工序，減少了生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率，對環(huán)境污染較小。是零件選材的首先。

四、升降器的控制

電動升降器是由升降器開關(guān)來控制其工作。電動升降器開關(guān)的控制原理主要是這樣：當(dāng)接通電源時，打開升降器的上升開關(guān)，這時電流正向流經(jīng)電機(jī)，使電動機(jī)正向轉(zhuǎn)動，使玻璃向上運動。當(dāng)打開升降器下降開關(guān)時，電流逆向流經(jīng)電機(jī)，使電機(jī)反向轉(zhuǎn)動，玻璃向下運動。

現(xiàn)在的許多汽車中，都會加裝鎖止開關(guān)，他能幫助駕駛?cè)藛T控制其他車窗的開關(guān)，當(dāng)按下鎖止開關(guān)后其他車窗的開關(guān)將會失去作用，這是只有總開關(guān)才能操縱。這樣可以防止孩童在乘車過程中把肢體伸出車窗，造成安全隱患，這極大提高了乘車的安全性。

電機(jī)的保護(hù)裝置，操作升降器開關(guān)時，如果玻璃到了上止位點或者下止位點后，依舊沒有松開按鈕時，這是玻璃不能上升，電機(jī)還在運轉(zhuǎn)，電機(jī)就發(fā)生了堵轉(zhuǎn)，這時電機(jī)功率極低，電流很大會產(chǎn)生很高的熱量，時間一長就會燒壞電機(jī)。為了防止這種情況發(fā)生，我們可以在電機(jī)內(nèi)部或電路中安裝堵轉(zhuǎn)開關(guān)。堵轉(zhuǎn)開關(guān)的工作原理是：它是一種熱敏開關(guān)，當(dāng)電機(jī)堵轉(zhuǎn)時，電流變大，溫度升高，開關(guān)自動斷開，電機(jī)停止運行;當(dāng)溫度降低后開關(guān)閉合，電路通路，電機(jī)能正常運行。能很好的保護(hù)電機(jī)。

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