汽车玻璃升降器市场调研报告

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汽车玻璃升降器市场调研报告
引言
经过了这么多年的发展,汽车各个方面都有不同的发展,科技是日新月异的,汽车也是一样。

就汽车车窗是从无到有,从有到原始,从原始到先进发展的。

现在许多轿车门窗玻璃的升降(关闭和开启)已经抛弃了摇把式的手动升降方式,一般都改用按钮式的电动升降方式,即使用电动玻璃升降器来控制,也就是常说的“电动门窗”。

近年来电动门窗升降器得到了很快的发展,市场需求量越来越大。

据悉,美国通用汽车公司中等车几乎百分之百,小型车的百分之六十以及卡车的百分之五十都装了电动门窗升降器。

国内开发电动门窗升降器始于1992年,那时上海大众汽车公司开发豪华型桑塔纳轿车,需要增加电动门窗升降器、中央集控门锁等几种先进的功能部件。

上海实业交通电器有限公司的科技人员经过艰苦努力,按照德国大众标准TL82083电动门窗升降器供货技术条件,在1993年开发成功并正式为豪华型桑塔纳轿车配套了电动门窗升降器和中央集控门锁。

继后,上海实业交通电器有限公司又为一汽的奥迪、捷达,沈阳的金杯和北京的吉普车等开发了电动门窗升降器,从而使这产品以迅猛的速度进入了中国汽车主机和配件市场。

依据《中华人民共和国汽车行业标准QC/T 636-2000》,从电动玻璃升降器的从动臂和导向槽入手,对目前存在的不足进行标准化设计,系统地介绍玻璃升降器的结构功能,分析传统车窗玻璃升降器的主要技术指标及其相关原材料的选择。

目录
玻璃升降器的基本情况 (3)
电动玻璃升降器介绍 (3)
玻璃升降器的发展 (4)
玻璃升降器的分类 (4)
按机械升降机构分: (4)
按传动结构分 (5)
按操纵方式分 (5)
电动玻璃升降器的构造 (6)
电机的构成及特点 (6)
电机热保护器 (6)
绳轮式电动玻璃升降器 (7)
叉臂式结构的电动升降器 (8)
软轴式电动门窗升降器 (8)
电机技术要求 (8)
塑料在玻璃升降器的应用 (9)
国内玻璃升降器名录: (9)
主要生产公司: (9)
一般生产公司: (10)
总结: (11)
玻璃升降器的基本情况
车门附件主要包括车门玻璃升降器、门锁、内外手柄、门锁操纵机构、门铰链及门限位器等.在中高级轿车上大部分采用电动式玻璃升降器,并逐步扩展到各种车型上.其主要目的
是为了提高舒适性和安全性.摇窗电机是电动门窗升降器中重要部件,它是保证汽车玻璃灵活调整的机构,亦是汽车安全和舒适性的一个重要部件。

电动玻璃升降器是在摇把式手动玻璃升降器的基础上增加电动机及控制器而成的按钮式玻璃升降器,其操作方便灵活性优于手动玻璃升降器。

可以毫不过分地说,电动门窗升降器的可靠性很大程度上决定于摇窗电机的质量。

据国内外的汽车厂对电动门窗升降器售后故障统计分析表明,摇窗电机的故障占故障总数的百分之六十以上,所以,世界上不少著名电机制造厂商如SIEMENS , ITT, BOSCH近几年来,对摇窗电机作了较大的改进.取得了明显的效果。

电动玻璃升降器介绍
电动玻璃升降器结构的关键是电动机和减速器,这两者是组装成一体的,其中电动机采用可逆性永磁直流电动机,电动机内有两组绕向不同的磁场线圈,通过开关的控制可做正转和反转,也就是说可以控制门窗玻璃的上升或下降。

电动机是由双联开关按钮控制,设有升、降、关等三个工作状态,开关不操纵时自动停在" 关" 的位置上。

操纵电路设有总开关(中央控制)和分开关,两者线路并联。

总开关由驾车者,控制全部门窗玻璃的开闭,而各车门内把手上的分开关由乘员分别控制各个门窗玻璃的开闭,操作十分便利,如雅绅特电动玻璃升降器。

近年来随着汽车舒适性要求的不断提高,汽车电机在一辆汽车上安装的数量也越来越多,配
备门窗升降器电动机(俗称摇窗电机)的电动窗系统便是被国外大多数车型作为标准配件选用。

近年来,国内的很多汽车生产厂家也开始在很多轿车上将电动窗作为标准配置,在其他轿车、客车等车型上作为可选配置,使摇窗电机的需求量不断提高,1999年全国玻璃升降器产量为313.6万门,其中电动升降器约占25%。

随着轿车大规模进入家庭的日益临近,电动升降器所占的比率会逐步上升,到2005年,客车与轿车的总产量将达280万辆左右,摇窗电机的需求量非常可观。

玻璃升降器的发展
国外摇窗电机起源于60年代末70年代初,第一代产品体积较大,结构复杂,无防水设计,70年代初期开始在一些中高档轿车上配置。

第二代产品较第一代产品在体积上大为减小,同时增加了排水孔,70年代末起开始大规模配置,其改进型至今尚占有一部分市场份额,我国90年代初期引入装车的产品大多为此代产品。

第三代产品于80年代末90年代初投放市场,其特点为结构紧凑,使用透气膜技术,防水性能优越,电机性能稳定、可靠,使用寿命长,为90年代主流产品,至今仍占据市场主要份额。

第四代产品于90年代末投放市场,由于大量采用新材料新工艺,其部件结构趋向于一体化,体积进一步减小,重量大大降低,并可根据需要配置防夹电子模块,在国外正开始取代第三代电机。

目前国外正在研制第五代超小型电机,投放市场。

电动玻璃升降器与传统手摇式升降器相比,具有运行平稳、调节方便、遥控自如等特点。

随越来越多的智能系统在汽车中应用,智能型电动玻璃升降器开始出现。

它既能保持升降器具有足够的动力,又可以消除在运行过程中头手不小心被夹住的危险,这对於儿童特别重要。

智能玻璃升降器的功能,就是当玻璃在上升过程中遇到足够大的阻力就会自动停止,并下降一定的距离。

另一个功能是当天气突然变化雨雪来临时,车窗会自动关闭。

这些功能都是依靠安装在玻璃升降器电机中的电子模块来完成的,还可以将它们连接到汽车内部主体网络上,促进整车的智能化程度。

中国电动玻璃升降器研制工作起步较晚,90年代初上海实业交通电器有限公司等按照德国大众的技术标开发的电动玻璃升降器,经过严格试验,通过上海大众公司的批产供货认可。

90年代末,上海又相继开发了帕萨特和别克的电动玻璃升降器,其性能基本达到国外产品的同期水平。

如今在中国电动玻璃升降器的使用围,已逐步扩展到轻型客车和载货汽车。

2000年7月发布了中国首项电动玻璃升降器的行业标QC/T6362000,该标规定了电动玻璃升降器的技术要求、试验方法和检验规则,此项标的要求接近国外企业90年代初的标水平。

相信这项标的颁布对提高中国电动玻璃升降器的质量,促进新产品开发,增强产品在国际市场的竞争力,都将发挥积极作用。

玻璃升降器的分类
按机械升降机构分:
绳轮式----电动机驱动卷丝筒转动,带动钢丝绳并拉动玻璃托架在导轨中上下运动。

交叉臂式----电动机驱动小齿轮带动齿扇转动,通过交叉臂的带动玻璃托架上下运动,完成玻璃在导槽中的上下移动。

软轴式----电动机驱动小齿轮旋转,并带动软轴在轴套内滑动,从而使玻璃托架在导轨
上运动,完成玻璃升降之目的。

单臂式升降器
臂式玻璃升降器
双臂式升降器
平行臂式升降器
按传动结构分
柔式玻璃升降器
带式升降器
软轴式升降器
丝杠式玻璃升降器
手动式玻璃升降器
按操纵方式分
电动式玻璃升降器
液动式玻璃升降器
手动式、电动式、液动式玻璃升降器的结构基本相同,不同之处是它们的操纵方式。

手动式玻璃是通过人工摇动摇把使机械机构带动玻璃托架上下往复运动从而使玻璃达到上下运动的目的;电动式玻璃升降器是通过摇窗电机驱动机械结构架上下运动,从而使玻璃达到上下运动的目的;液动式玻璃升降器通过液压驱动装置驱动机械结构带动玻璃托架上下运动,从而使玻璃达到上下运动的目的。

电动玻璃升降器的构造
电机的构成及特点
由于汽车的特殊性,对摇窗电机同对其他汽车电机的要求一样是体积小、重量轻、噪声低、电磁干扰小、防护等级高,并且要在高温、低温、振动、潮湿的恶劣环境中可靠地工作。

摇窗电机还要满足窗玻璃升降速度、平顺性和门窗锁紧力的性能要求。

摇窗电机是一种永磁两极直流电动机,同一般永磁直流电机一样。

它是由带永磁体的定子电枢(转子)、炭刷组件以及与减速箱体连成一体的炭刷端盖组成,为了适应在汽车上安装以及满足使用要求,摇窗电机不论在外形和内部结构上,还是在电磁性能方面都有其独特的设计。

从电机的外形和结构上看,由于摇窗电机安装在车门内外门板之间狭小的夹缝之中。

所以,电机定子外壳均做成扁平状,而二极电机为外壳体制成扁平状创造了条件。

电机外壳与后轴承盖连成一体,这样既简化了电机装配,又提高了电机的密封性。

电机热保护器
摇窗电机在使用中,由于承受不正常的负载.或者控制开关失灵而造成长时间过载,为了避免损坏电机,一般电机中都装过载保护装置,通常是在电机电路中串联热保护器来防止电机过载,热保护器安装在靠近电机温度最高的换向器端处。

摇窗电机中采用的热保护器有二种:一种是超小型双金属片热保护器,当电路中的电流超过额定值,并持续一段时间,由于双金属片的作用,使热深护器触点打开,电流下降到零,然后,双金属片无电流通过而冷却,使触点重新闭合,这样重复地打开闭合电路,使电机保持在允许的温度下而不造成损坏,
直至故障排除。

另一种是电路中串联热敏电阻,当电机温度上升到一定值时,或者当电流急速增加时,元件电阻立即呈高电阻状态,通过的电流在毫秒(ms)内变小,电路如同开路,达到了保护电机的目的。

当故障排除电流消失后,热敏电阻又瞬时恢复到低电阻状态。

在热敏电阻元件中,除了常用的陶瓷热敏电阻元件外,近年来国外开发一种称作POLYSWITH过电流保险丝是由高分子材料制成的热敏元件,具有体积小、反应快、坚实不易碎等优点,所以也很适合在摇窗电机中使用。

现在许多轿车门窗玻璃的升降(关闭和开启)已经抛弃了摇把式的手动升降方式,一般都改用按钮式的电动升降方式,即使用电动玻璃升降器。

轿车用的电动玻璃升降器多是由电动机、减速器、导绳、导向板、玻璃安装托架等组成。

因导绳的材料或制作工艺方式不同,又分为绳轮式、软轴式和塑料带式三种电动玻璃升降器。

前二种是用钢丝绳做为导绳,后一种是用塑料带做为导绳。

以普遍使用的绳轮式电动玻璃升降器为例,它是由电动机、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。

而塑料带式电动玻璃升降器的导绳是用塑料带,带上有孔,用来移动和定位塑料带,控制门窗玻璃的升降。

下面重点介绍三种玻璃升降器
绳轮式电动玻璃升降器
绳轮式电动玻璃升降器在欧洲被广泛采用。

它主要由摇窗电机、绳索部件、卷丝筒、调整弹簧、支架机构、滑动支座等组成。

当摇窗电机作顺时针或逆时针旋转时,电机输出轴经蜗轮蜗杆减速带动卷丝筒正反向旋转。

卷丝筒又带动与钢丝相联的滑动支座,使滑动支座沿着支架机构中的导槽作上下运动,而滑动支座上固定着门窗玻璃,从而使玻璃上升或下降。

为了提高该装置的机械效率,减少摩擦损耗至关重要,因此,在钢丝与导槽摩擦面上须涂上润滑脂,在支架上下端钢丝转向处装有工程塑料制的动滑轮,一方面减少了钢丝运动时的摩擦,同时增加了钢丝折弯的曲率半径,延长了钢丝使用寿命。

调整弹簧的作用是消除钢丝使用中被拉长而造成的松弛现象,保证了升降器的可靠工作。

升降器中的支架机构是由一根作为滑动支座导向的导轨等零件组成,所以,有时也称为单导轨绳轮式结构。

可以看出,滑动支座应与窗玻璃的重心处相联结,否则,会影响玻璃升降稳定性。

在车窗玻璃较宽且形状不太规则,或者车门中只有一边玻璃导向槽时,单导轨结构就很难满足窗玻璃升降稳定性的要求。

因此,又出现了双导轨绳轮式结构。

与单导轨相比仅多了一套支架机构和滑动支座,二个滑动支座与玻璃联结点的距离拉开了,可想而知,玻璃升降时的稳定性提高了。

汽车前门中采用这种结构的较多。

如桑塔纳2000型取消前门三角窗的改进项目中,为了改善前车门外观,降低风阻,前门改用整块玻璃,这样将大幅度增加门玻璃的面积,提高了电动门窗升降器的负载。

为此,上海实业交通电器有限公司与上海大众汽车有限公司联合开发了新颖的双导轨绳轮式电动门窗升降器。

这种升降器中的摇窗电机功率增加了lOW,过剩力增加了50N,由于增加了导轨,窗玻璃安装较为方便,玻璃升降较平顺,同时可取消玻璃托架、直槽等零件。

相比较而言,绳轮式电动门窗升降器运行时噪声低,可靠性较高,经济性好,但其制造工艺性较差.尤其是升降器总成装配很难采用自动化。

生产效率较低,随着这种升降器使用的日益广泛,生产厂通过技术改造,合理安排工艺流程,采用柔性装配线等.生产效率正在逐步提高。

叉臂式结构的电动升降器
叉臂式结构的电动升降器主要由摇窗电机、扇形齿板、叉臂、玻璃托架、调整滑道和弹簧等构成。

电机带有蜗轮蜗杆减速装置,并通过安装支架固定在内门板上。

蜗轮输出轴部分是一个小模数齿轮,小齿轮与扇形齿板相啮合,扇形齿板是与叉臂中的一条臂相铆牢,从图中可看到,叉臂的另外三个支点中二个支点嵌联在玻璃托架滑槽内,另一支点嵌在调整滑道内。

当电机转动时,驱动小齿轮旋转带动扇形齿轮转动,然后,通过叉臂结构带动玻璃托架上下运动,从而达到玻璃升降的目的。

该机构中,在小齿轮与齿形板啮合时,为避免根切现象,常采用高度变位齿轮。

螺旋弹簧的作用
除了起到缓冲外,在玻璃下降时,弹簧旋紧而张力增大,使玻璃下降比较平稳,而玻璃上升时,弹簧的弹力又可助一臂之力,这对手动门窗升降器来说是很有利的。

对电动门窗升降器来说,摇窗电机的制动力矩可以选择得小一些。

叉臂式结构中零件较少、多数是冲制件。

工艺性好、生产效率高,使用可靠性高.特别适用于门窗玻璃大、负载重的车门中。

这种结构安装比较方便,与门窗玻璃联结稳定性好,调节玻璃的位置比较容易。

不足的是,玻璃升降时噪声要比绳轮式的大。

软轴式电动门窗升降器
软轴式结构的电动门窗升降器主要由摇窗电机、软轴、成形轴套、滑动支座、支架机构以及护套等组成。

摇窗电机的蜗轮输出端装有一链轮,软轴一般是用一根钢丝缠绕在由几根细钢丝绕成的软钢丝上,软钢丝的外层有一层植绒,植绒可以储油,起润滑作用,软轴的外轮廓相当于一根链条,软轴装在成形轴套中并与滑动支座相联结.当电机旋转时,输出端上的链轮与软轴外轮廓啮合,带动软轴在成形轴套内移动,从而使与门窗玻璃相联结的滑动支座沿着支架机构中导轨上下运动,达到了升降玻璃的目的。

软轴式结构的电动门窗升降器,国内使用得很少,市场上仅有些进口配件,供客户改装用.软轴式的特点是其传动结构相当紧凑.所占空间小。

目前,当作链条用的软轴国内尚无成熟的工艺.国外也有用工程塑料注塑成带形链条和塑料链轮,工艺比较简单,只要选择强度合适的工程塑料,这种结构的可靠性还是较高的,制造成本也较低。

电机技术要求
由于一辆汽车往往需要4个摇窗电机,需求量较大,加之各主机厂对电机引起的振动噪声的要求特别高,对电机在负载下的转速及堵转转矩波动都有很严格的要求,所以电机生产一般采用全自动或半自动的生产线。

摇窗电机的核心部件是电枢,其主轴高频淬火、蜗杆冷挤压(或铣削)、校直、精磨外圆,电枢压铁芯片、环氧喷涂、压换向器、绕线、点焊、精车、电测、动平衡等对工艺对电机性能的波动及振动噪声水平等非常关键,而电机装配线上磁瓦粘结及对电机防水性能、负载特性与振动噪声的在线测试则是确保电机满足客户要求的重要保证。

摇窗电机的额定功率一般在20~30W,速比50~72:1,根据不同客户系统的要求,空载转速为60~120转/min,堵转转矩7~16Nm,堵转电流<35A。

电机主要试验有寿命试验(-40℃~+80℃ )、淋雨试验、无线电抗干扰试验、热保护器试验、自锁试验、各种环境暴露试验、卡住试验、跌落试验、振动试验、冲击试验、退磁试验、绝缘电阻测试、噪声测
试等。

塑料在玻璃升降器的应用
从上图玻璃升降器中可以看出,工程塑料有POM,PA66以及TPE。

POM材料以DUPONT 100P,500P材料为主,产品是滑块,滑轮以及电机齿轮。

PA66材料主要是在电机内部,材料以DUPONT 103HSL,70G30HSL 70G33L为主,产品是电机骨架,电机端盖。

国内玻璃升降器名录:
主要生产公司:
上海实业交通电器有限公司
上海法雷奥汽车电机雨刮系统有限公司
天津电装汽车电机有限公司
长沙汽车电器厂集团有限公司
香港德昌电机工业制造有限公司
西门子威迪欧电机有限公司
张家港合力电机有限公司
中国胜华波集团
AVO微型电机昆山有限公司
日本电产芝浦(浙江)有限公司
上海埃梯梯汽车电器系统有限公司
三环集团十堰车身系统有限公司
吉林省红钻汽车电器股份有限公司
一般生产公司:
浙江省余姚市艾达微电机有限公司
湖北万向汽车零部件有限公司
浙江科峰汽车电器有限公司
浙江方正电机股份有限公司
玉环普天单向器有限公司
南京昭恒电器制造有限责任公司
宁波奥云德电器有限公司
宁波世通汽车零部件有限公司
余姚力源电机有限公司
浙江裕龙机电有限公司
浙江方正电机股份有限公司
句容联泰机电有限公司
平阳县升力机电有限公司
重庆博耐特实业集团
江苏超力电器有限公司
常州市凯迪电器有限公司
北京曙光国朝机电技术有限责任公司(白菊集团)天津阿斯莫汽车微电机有限公司
南京标尊电器有限公司
铜陵昭通汽车电器制造有限公司
慈溪市博宇电器有限公司
浙江松田汽车电机系统有限公司
宁波恒帅微电机有限公司
成都华川电装有限责任公司
瑞安市昌荣汽车玻璃升降器有限公司
佛山市天汇汽车电子有限公司
瑞安市瓯江电机有限公司
瑞安市南方宏捷汽配有限公司
瑞安市守信达汽车零部件有限公司
温州市诺贝特汽车电器有限公司
浙江瑞鹏汽车电器有限公司
上海万江汽车零部件有限公司
张家港润德汽车部件有限公司
中欧国际集团公司
贵阳万江航空机电有限公司
天津大中汽车零部件有限公司
镇江吉祥汽车零部件有限公司
江西省索密特实业有限公司
温州贝特机电实业有限公司
宁波北仑越达塑模电器有限公司
江西浩风电器有限公司
天津昶星汽车配件有限公司
温州天球电器有限公司
温州市顺来汽车电器厂
山东水星汽车部件集团
瑞安珍荣电机有限公司
张家港合众汽车部件有限公司
杭州科灵电器有限公司
瑞安市众品汽车配件制造有限公司
无锡山昌汽车部件有限公司
芜湖莫森泰克汽车科技有限公司
佛山天汇(维朗)金属塑料有限公司
上海南汇宏升汽车配件厂
总结:
国内汽车玻璃升降器企业众多,但是没有形成规模化企业。

而国内轿车汽车技术主要来自于欧美日等汽车发达国家的技术,因此他们对原材料的选择具有决定权,国内企业主要是赚取加工服务费,从目前的市场情况看,国内企业主要的市场是微型客车,内资轿车为主,其次是售后市场。

同时由于玻璃升降器产品存在一定的技术难度,国内企业往往无法满足整车厂的技术要求而丢失订单,因此,目前急需解决技术难题是首要任务。

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