繩輪式轎車電動玻璃升降器機構(gòu)及設(shè)計要點分析

何才志 姚志勇 劉敏

摘 要：在最近幾年里，人們逐漸將目光放在了轎車舒適性的上面，同時會對車身異常響動會產(chǎn)生一種反感的情緒。對玻璃升降器進行分析后可以得知，其在車門運動所起到的作用越發(fā)突出，能夠在很大程度上減少車身異常響動情況出現(xiàn)的概率，繼而提升行車體驗。現(xiàn)從以下幾個方面對繩輪式轎車電動玻璃升降器結(jié)構(gòu)及設(shè)計要點進行探討。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu);A大面;設(shè)計要點

引言

通過簡要分析電動玻璃升降器的機構(gòu)和設(shè)計，特別是對繩輪式電動玻璃升降器機構(gòu)和設(shè)計要點進行了深層次的研究，并緊緊圍繞著以下內(nèi)容展開論述：一是玻璃升降器的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程;二是A面質(zhì)量對升降器設(shè)計的影響。筆者結(jié)合自身經(jīng)驗提出相關(guān)見解，旨在為類似工作的順利進行指明方向。

1 基本構(gòu)成

因為驅(qū)動部件的不同，可以分為以下幾種類型：一種是手動玻璃升降器結(jié)構(gòu);另一種是電動玻璃升降器結(jié)構(gòu)。對于手動玻璃升降器總成的驅(qū)動部件通常以搖手柄帶動卷絲筒運動為主，基于溫度適宜的狀態(tài)下其轉(zhuǎn)動扭矩小于2.5N·m;就電動玻璃升降器構(gòu)成的驅(qū)動部件而言，其通常以兩極永磁直流電動機為主。客觀地說，電動機自身就存在自鎖功能，確保車窗玻璃基于受壓狀態(tài)下保持不下降，同時結(jié)構(gòu)的減速比一般是50：1～72：1。不只是這樣，電動機的熱保護裝置往往以雙金屬片結(jié)構(gòu)為主，而使用熱敏電阻的次數(shù)比較少一些。

從當(dāng)前的發(fā)展趨勢來看，越來越多的人將目光放在舒適性的上面，此時防夾電動玻璃升降器如雨后春筍一般涌現(xiàn)出來，并具備以下幾種功能：一是一鍵上升;二是軟停止;三是防夾手等，以上這些功能的實現(xiàn)均與防夾智能電動機存在著息息相關(guān)的聯(lián)系。對該電動機進行深入分析后，可以得知：其內(nèi)部的智能模塊上附著著相應(yīng)的霍爾效應(yīng)傳感器，該傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對感應(yīng)磁場的科學(xué)檢測，在電動機的旋轉(zhuǎn)以及旋向等方面的控制中較為適用。該升降器總成在車門上第一次運作期間，均要對上下死點位置進行多次學(xué)習(xí)之后才能實現(xiàn)對防夾區(qū)域的科學(xué)明確。這里值得注意的是，要是玻璃在緩慢上升的時候碰到了某些阻撓，這個時候該模塊就會以最快的速度發(fā)出指令，緊接著會看到電動機做出相應(yīng)的動作，繼而降低此種情況出現(xiàn)的概率。

2 繩輪式轎車電動玻璃升降器結(jié)構(gòu)及設(shè)計要點

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計

因為現(xiàn)階段的轎車設(shè)計為了減少風(fēng)阻情況出現(xiàn)的概率，車門玻璃通常被設(shè)計為雙曲率面，其中用作玻璃面設(shè)計的屬于一種橄欖形的雙曲率面。倘若想要令玻璃在運作期間處于順滑狀態(tài)，那么導(dǎo)軌也需要存在與玻璃雙曲率配合的雙曲率?；谶@種背景下，借助于沖壓雙曲率導(dǎo)軌的繩輪式玻璃升降器就演變成現(xiàn)階段不二選擇。當(dāng)對繩輪式升降器加以明確之后，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)對使用單雙導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)加大研究力度，兩者存在著以下差異：單導(dǎo)軌，構(gòu)造不復(fù)雜，也不會花費較多的資金，需要車門安裝空間不大，可以實現(xiàn)對車門內(nèi)板的科學(xué)設(shè)計;缺點是玻璃在具體運作期間不太穩(wěn)定。雙導(dǎo)軌，結(jié)構(gòu)趨于繁瑣化，造價昂貴，會對車門安裝提出各種各樣的要求，車門內(nèi)板設(shè)計難度系數(shù)強。在選擇單雙導(dǎo)軌的過程中，應(yīng)當(dāng)將目光放在經(jīng)濟型、升降器主要作用等方面之上。從客觀的角度出發(fā)來講，假如前門玻璃面積不大并

處于較為順滑的狀態(tài)時，那么一般以單導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)為主，反之就要以雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)為主。但是話又說回來，也有一些廠家將更多的目光放在了玻璃升降是否穩(wěn)定的上面，并在此基礎(chǔ)上要求前門要對雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)進行充分利用，其他部位可使用單導(dǎo)軌。當(dāng)明確具體型號之后，相關(guān)人員還應(yīng)當(dāng)做好結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。導(dǎo)軌就好比是玻璃升降器的靈魂，是整個環(huán)節(jié)中不容忽視的一部分。第一，應(yīng)當(dāng)對玻璃的提升點加以明確，以確保玻璃在具體上升期間不會出現(xiàn)卡死等情況。在充分結(jié)合扭矩平衡的基礎(chǔ)上對玻璃提升點的位置進行全面、細(xì)致的計算，因為玻璃運動和以下幾點均存在著天壤之別：一是密封條的摩擦力理論值;二是密封條的實際值，所以在具體計算期間還應(yīng)當(dāng)借助于相關(guān)經(jīng)驗加以調(diào)節(jié)。當(dāng)明確玻璃提升點之后，還應(yīng)當(dāng)采取有效措施對玻璃在整個行程中和A大面基于X向和Y向的偏差加以明確，緊接著結(jié)合glassdrop的結(jié)果設(shè)計與之相匹配的導(dǎo)軌空間位置與形狀，繼而完成導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計。

當(dāng)導(dǎo)軌設(shè)計結(jié)束后，相關(guān)人員除了要確定驅(qū)動部件的位置以及傳動掣的結(jié)構(gòu)這兩個部分之外，還應(yīng)當(dāng)將更多的時間和精力投入到對以下幾下內(nèi)容的研究中：一是總成自身各零件之間;二是總成和車門內(nèi)各部件等。通常情況下，當(dāng)認(rèn)真仔細(xì)檢查完結(jié)構(gòu)設(shè)計后，此部分算是成功了一半，余下的50%需要對零件的幾個數(shù)據(jù)做好計算選取工作：一是配合尺寸公差;二是總成安裝尺寸公差。當(dāng)工程樣件出來之后，還要做好定型試驗工作，旨在確保產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

2.2設(shè)計要點

倘若想要令玻璃升降平穩(wěn)，不出現(xiàn)跑偏蛇行的情況，那么這就要求相關(guān)人員要深度剖玻璃A面，在結(jié)合玻璃glassdrop運動分析等方面的基礎(chǔ)上，以下幾個方面所形成的偏差均要保持在±0.5mm的范圍內(nèi)：一是每一個行程;二是A大面X向;三是A大面Y向。倘若無法滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，那么就要在第一時間反饋至相應(yīng)的主機廠，目的是為了實現(xiàn)對造型A面的科學(xué)優(yōu)化，繼而有效降低日后工程設(shè)計的難度。結(jié)合相關(guān)資料顯示，A大面屬于腰鼓形面;與此同時，因為R1≠R2（其中近似擬合值通過R表示，其實屬于NUBS曲線），所以就一樣的角速度ω，倘若|R1-R2|越大，那么這個時候V1與V2會存在著較大的差值，并且當(dāng)玻璃逐漸下降到底的情況下，那么此時就會和A面處于偏離狀態(tài)，繼而和相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不吻合。

這里將某量產(chǎn)的兩款車型當(dāng)作主要論述對象，相關(guān)人員把玻璃玻璃行劃分成5個位置，并在此基礎(chǔ)上對其Y向偏差進行深層次的研究，為A大面質(zhì)量優(yōu)劣對玻璃升降器設(shè)計的影響可以得到有效證明打下扎實的基礎(chǔ)。

2.3充分論證A大面質(zhì)量優(yōu)劣對玻璃升降器設(shè)計的影響。

對車型進行分析后，可以得到以下信息：一是A大面前后R差值處于很小的狀態(tài);二是曲率梳很光順?；谶@種背景下，決定將其當(dāng)作參考標(biāo)準(zhǔn)，對玻璃的glassdrop運動分析展開進一步的研究，從中可以得到以下信息：一是運動偏差不大;二是效果顯著，換言之就是與設(shè)計要求（<0.5mm）處于一致的狀態(tài)。

結(jié)語

立足于實際情況，對繩輪式玻璃升降器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計要點進行了簡單論述，并在此基礎(chǔ)上借助于CATIA運動仿真，針對主機廠的A面做好了相應(yīng)的設(shè)計工作，目的是為了從源頭上減少設(shè)計失誤情況發(fā)生的概率。

參考文獻：

[1]崔東升. 某車型前門電動玻璃升降器設(shè)計[C]. 河南省汽車工程學(xué)會.第十六屆河南省汽車工程科技學(xué)術(shù)研討會論文集.河南省汽車工程學(xué)會：河南省汽車工程學(xué)會，2019：54-55.

[2]陳勇強，郜晗，張小芳.車門電動玻璃升降器試驗臺設(shè)計[J].時代汽車，2019（12）：84-86.

[3]李瑞生，李超帥，李偉，林森，于波.電動玻璃升降器運行限制電流的計算研究[J].汽車實用技術(shù)，2017（18）：10-12.

[4]周奇才，費紅偉，熊肖磊.乘用轎車電動玻璃升降器的系列化設(shè)計[J].機械設(shè)計與研究，2011，27（06）：95-98.

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