汽车玻璃升降器知识

科技专论

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汽车玻璃升降器知识

【摘要】汽车玻璃升降器是汽车升降系统的主要组成部分，通过对玻璃升降器工作功能的介绍、工作原理的理解、升降器的开发和设计流程的理解给今后对升降系统知识奠定更加多的知识。

【关键词】摇手柄;自锁性;导轨;主动臂;从动臂

一、汽车升降器概述

1、概念

是指由电机或摇把驱动，并通过传动机构将汽车车窗玻璃沿玻璃导向槽上升或下降，并能按要求停留在任意位置的装置。

2、功能1）调整汽车门窗开度的大小；故玻璃升降器又称为门窗调整器，或摇窗机构。2）保证车门玻璃升降平稳，门窗能随时顺利开启和关闭；3）当升降器不工作时，玻璃能停留在任意位置上。

二、汽车升降器基本构成

1、电动交叉臂式升降器的构成1）电动机、减速器、电机支架、主动臂、平衡臂、长导轨、短导轨、齿板、平衡弹簧。

2、电动绳轮式升降器的构成2）电动机、减速器、钢丝绳、玻璃托架、导向板及附件。

三、汽车升降器的工作原理

1、电动式玻璃升降器工作原理电动叉臂式玻璃升降器：由普通手动式玻璃升降器、可逆式直流电机和减速器等组成。工作原理就是开启电动机，由电动机带动减速器输出动力，通过主动臂和从动臂或拉动钢丝绳移动玻璃安装托架，迫使门窗玻璃作上升或下降的直线运动。

传动路线：摇手柄--小齿轮--扇形齿轮--升降臂（主动臂或从动臂）--玻璃安装槽板--玻璃升降运动。

2、电动绳轮式升降器由电动机、减速器、钢丝绳、导向板和玻璃安装托架等零部件组成，安装时门窗玻璃固定在玻璃安装托架上，玻璃导向槽与钢丝绳导向板平行。开启电动机，由电动机带动减速器输出动力，拉动钢丝绳移动玻璃安装托架，迫使门窗玻璃作上升或下降的直线运动。

传动路线：摇手柄--小齿轮--卷筒--钢丝绳 --玻璃托架--玻璃升降运动。

3、交叉臂式与绳轮式升降器的特点1）交叉臂式升降器的特点：由于交叉臂式玻璃升降器在运动过程中，玻璃的质心和传动臂的质心的重力作用线始终接近或重合于一条直线上，优点：工作运行平稳，升程较大，升降速度快，操纵方便，该结构还适用于尺寸大而形状不规整的车门玻璃，因此在国内外被广泛采用。缺点：主动臂和从动臂之间易产生磨损；易产生噪音；耐久性较差。2）绳轮式升降器的特点：由于门窗玻璃装在玻璃托架上，玻璃上下移动时玻璃的重力作用线始终与钢丝绳平行，即玻璃质心与玻璃托架的质心始终在同一直线上，故玻璃上下运动平稳。优点：它所用的零件少，质量轻，加工容易，安装方便，常用于轿车，尤其适用于大曲率弧形升降面的轿车车门上。缺点：电机的传动效率比较低；成本相对较高。

四、升降器的开发和设计流程

交叉臂式电动升降器的设计步骤：1）根据车门、玻璃状况确定升降器及电机的基本布局。2）确定升降器交叉臂机构。3）确定动力传动机构。4）运动校核。

1、根据车门、玻璃状况确定升降器及电机的基本布局在设计玻璃升降器之前，首先要了解玻璃曲面、升降器的安装方式和升降器的上下止点等知识。1）车门玻璃。根据玻璃的设计经验，玻璃都按照双曲率玻璃进行设计。2）基本布局及固定方式。电机固定在电机支架上，电机支架和短导轨固定在车门内板上(6点)，长导轨与车门玻璃

相连（2点）。一般情况下，A、F、G

共线且在升降器总行程的中间位置。

2、确定升降器交叉臂机构 1）确定升降器行程H=460mm和升降角度2A=88度（设计时给出）；2）确定主动臂长度L1；

mm A

H

L 330sin 21==

∴3）确定从动臂长度L2；

一般情况下：

AB=BE=BC=BD,

mm L L 16512

1

2==

∴考虑到滚轮轴的铆接直径，L1、L2实际尺寸要大于所求出的尺寸。4）确定长导轨的尺寸L3;当主动臂与从动臂重合时，是长导轨的最小尺寸；

mm

L L 33013==∴考虑到滚轮的半径、限位点和玻璃的固定点，长导轨可以根据设计经验加长50~100mm。

5、确定短导轨的尺寸L4;由三角函数可知：

mm L L L L 92)88180sin(165

33044

1)88180sin(244sin =−−=∴−−=°°

°°

°°考虑到滚轮的半径和短导轨的固定螺栓，短导轨可根据设计经验加长50~100mm。

3、确定动力传动机构

选择电动机的基本原则有两点：a.考虑电机的主要性能（起动、过载）、额定功率、额定转速等要满足设计要求。b.在以上前提下，优先选用结构简单、运行可靠、维修方便又价格合理的电动机。

齿轮是传递运动或动力的，因此齿轮设计必须满足下面两点基本要求：a.传动平稳。要求齿轮传动过程中速比稳定不变，以免产生冲击、振动和噪声。b.承载能力强。应尽量使齿轮的结构尺寸小，质量轻，而承受的力要大，并且耐磨性好，寿命长。根据车门内的布局，确定中心距a=122mm。平衡弹簧是用来平衡玻璃的重力的，当摇动手柄使玻璃上升时，弹簧放出能量平衡一部分玻璃的重力。一般平衡弹簧可用厚2.5mm，宽10mm，材料为65Mn的扁钢卷成，热处理：回火HB480。

根据公式计算出各点的重力矩。Ｍ=P •L1cosa 式中P------玻璃重力，N；L1--------摇臂长度，m；a-------摇臂与水平位置的夹角（升程角，°） 4、运动校核1）升降器在整个运动过程中的校核.将玻璃升降器由下极限位置运动到上极限位置，在此过程中校核玻璃升降器与门内外板、玻璃与内外板之间的间隙是否达到设计要求。2）升降器和其它相关件之间的校核.玻璃的升降和密封条有着密不可分的关系：a.两者的干涉量,在玻璃运动的过程中应保证在2mm以内；b.在运动的过程中玻璃也存在向前或向后的窜动，因此，玻璃导槽中密封条与玻璃也应预留2mm的余量，保证玻璃在存在运动偏差的情况下仍能顺利升降。

黄海龙 阎尧鹏 李志壮

长城汽车股份有限公司整车事业部