汽车玻璃升降器的设计

万永祥

摘 要：汽车在现代社会中飞速发展，汽车的功能成为了人们关注的重点，汽车玻璃升降器是车门的重要的一部分，随着社会的发展，人们的要求越来越高，汽车玻璃升降器也得到了长远的发展，进一步提高了乘客乘坐的舒适性，安全性。而如何进一步的优化汽车玻璃升降系统，这是汽车行业重点研究方向的重要的一点。 针对此问题，本文讨论了汽车玻璃升降器的设计和实验方法。 从升降机的结构选择和位置布置与零件的结构设计等方面提出了相應的理论和方法。

关键词：汽车玻璃;升降器;结构设计

一、汽车玻璃升降器的发展

车玻璃升降器的发展与汽车工业的发展是密不可分的，最初的汽车玻璃的上升和下降是靠人们手摇的。随着是大的发展，科技的进步，自动化走进了人们的日常生活当中，汽车作为人们日常生活中常用的交通工具，如何给人们带来更好的乘车体验是各大汽车公司的研究方向。于是电动玻璃升降器应运而生。手动玻璃升降器需要人力施加一个扭力来使玻璃上升或者下降，费时费力。而电动升降器只需要轻按开关就可以控制玻璃的升降，虽然成本有所增加，但在追求乘车舒适度的今天，电车窗早已取代了手摇车窗。

电动升降器出现在二十世纪六、七十年代，在当时，电动升降器还只是作为豪华轿车的一种选装件。但随着时代的发展，社会的进步人们生活水平的提高，电子科技在汽车上广泛应用，现在手动玻璃升降器已经被完全淘汰了，取而代之的时电动汽车玻璃升降器，现如今电动汽车玻璃升降器已经成了汽车的标配。因此电动升降器也得到了长足的发展，现在的 电动升降器体积小，重量轻，运动平稳，噪音低。驱动电机的密封性也得到了提升。

二、绳轮式与叉臂式升降器

玻璃升降器是汽车门窗玻璃的升降装置，主要分电动玻璃升降器与手动玻璃升降器两大类。现在许多轿车门窗玻璃的升降一般都改用按钮式的电动升降方式，使用电动玻璃升降器。

1. 绳轮式玻璃升降器

它的组成小齿轮 、扇形齿轮 、钢丝绳、 运 动托架 、 滑轮 、 带轮 、 座板齿轮的啮合。驱动固联于扇形齿轮的带轮，从而带动钢丝绳，钢丝绳的松紧度可利用张紧轮进行调节。 该升降器所用零件少， 自身质 量轻， 便于加工， 所占空间小， 常用于小型轿车。

2. 叉臂式电动升降器

叉臂式电动升降器组成有电机、主副臂、扇形齿板、底板、动导轨、定导轨、平衡弹簧等。电机通过齿轮传动，通过扇形齿板传递到主副臂与动导轨、定导轨组成的四杆机构，使动导轨进行上下运动。平衡弹簧起平衡作用，还在玻璃下降的时候，使玻璃下降的比较稳定，不会发生大幅度的晃动，而玻璃上升时，弹簧的弹力又可以提供一个向上的助力。叉臂式升降器适用范围广，结构简单，运动平稳，益于量产，能适用于更多的车型。但也有不足之处，那就是升降时产生的噪音要比绳轮式升降器的大。

三、升降器的设计与选材

升降器主臂和副臂尺寸长度要根据根据实际情况考虑，如果车门空间宽敞，就可以选用等臂的结构，这样就可以使布置更加方便，如果车门内的空间较小，那么根据情况选择差臂结构。主副臂在尺寸的设计方面，优先考虑的是玻璃升降的行程和速度。如果力臂过长，玻璃运行速度快，但因为力臂长会占用更多的车门空间。如果力臂过短，玻璃运动速度很慢。玻璃难以及时的打开或者关上。铆接得优点：不容易发生生锈锈蚀，但铆接要使用更多的材料，加工工艺增加，结构重量增加，装配复杂，容易发生相对松动。主副臂的联结方式的选取要根据使用情况来选择。

升降器滑块是在导轨里作往返运动的零件。升降器滑块的结构，一般有两个形状，一种是圆形，一种是方形的。圆形滑块的优点是在导轨内运动时摩擦阻力较小，相对玻璃升降的扭矩较小。不足是圆形滑块在导轨槽里运动时的接触面积较少，运动时不稳定还会产生异响，滑块也容易磨损。而方形滑块在导轨槽里运动时，与导轨接触面积多，运动较平稳，异响问题出现较少。因此对比双方的优势与不足，方形滑块的性能会更好一些。

主臂、副臂在工作过程中主要承受循环载荷和冲击载荷。而其主要的实效形式是过度形变和断裂。所以主臂、副臂的材料要有较好的综合力学性能，要有较高的强度和疲劳极限，考虑零件的成型工艺冲压成型后，还要具有良好的可塑性和韧性。使零件益于成型并且有较强的抗载荷和断裂的能力。一般的零件选用常见得材料优质碳素钢，零件冲压成形后，再进行材料表面处理，防止零件生锈锈蚀，但随着工业材料的发展，这种材料慢慢被镀锌板材料所取代，镀锌板材料耐腐蚀，不易氧化生锈，零件成型后不用进行表面防锈工序，减少了生产工艺，提高了生产效率，对环境污染较小。是零件选材的首先。

四、升降器的控制

电动升降器是由升降器开关来控制其工作。电动升降器开关的控制原理主要是这样：当接通电源时，打开升降器的上升开关，这时电流正向流经电机，使电动机正向转动，使玻璃向上运动。当打开升降器下降开关时，电流逆向流经电机，使电机反向转动，玻璃向下运动。

现在的许多汽车中，都会加装锁止开关，他能帮助驾驶人员控制其他车窗的开关，当按下锁止开关后其他车窗的开关将会失去作用，这是只有总开关才能操纵。这样可以防止孩童在乘车过程中把肢体伸出车窗，造成安全隐患，这极大提高了乘车的安全性。

电机的保护装置，操作升降器开关时，如果玻璃到了上止位点或者下止位点后，依旧没有松开按钮时，这是玻璃不能上升，电机还在运转，电机就发生了堵转，这时电机功率极低，电流很大会产生很高的热量，时间一长就会烧坏电机。为了防止这种情况发生，我们可以在电机内部或电路中安装堵转开关。堵转开关的工作原理是：它是一种热敏开关，当电机堵转时，电流变大，温度升高，开关自动断开，电机停止运行;当温度降低后开关闭合，电路通路，电机能正常运行。能很好的保护电机。

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