汽车电动玻璃升降器的结构以及软轴的应用

汽车门窗玻璃不但要保证驾驶员有足够的视角，以安全驾驶和行车；同时，为满足乘坐舒适的需要，玻璃的位置经常需要调整，因而玻璃调整的范围与操纵的灵活方便就成为重要的性能指标。保证汽车玻璃灵活调整的机构就是玻璃升降器，它亦是汽车安全和舒适性的一个重要部件。

2.1汽车玻璃升降器结构及特点

我国于1981年推行了JB2882-81《载重汽车用玻璃升降器技术条件8标准，在此标准的基础上，根据我国汽车玻璃升降器的制造使用及检测情况，并参照国际上有关的先进技术指标及数据，修改制定了汽车行业标准QC/T29026-91《汽车用玻璃升降器试验方法》和QCT29027-91（汽车用玻璃升降器技术条件》，并于1991年颁布实施，该标准对于汽车玻璃开降器的基本技术性能及测试方法作了明确的规定。由于目前我国大量使用的主要为臂式玻璃升降器，其它类型特别是柔式玻璃升降器尚缺乏有关的技术资料和技术数据，故上述标准仅适用于臂式玻璃开降器，其它类型玻璃升降器亦可參照执行。

由于臂式玻璃升降器制造工艺相对简单，成本低，目前我国80%左右的汽车玻璃升降器采用臂式玻璃升降器。而柔式玻璃升降器从平稳性、运动阻力来说大大优于前者结构更紧凑，且安装和布置都较为方便，但目前我国关于柔式升降器尚无正式的国家标准。

软轴式玻璃升降器在世界各种中高档车辆特别是轿车上已被大量采用，是一种比较先进的玻璃升降器。近年来国内的引进汽车产品，如重汽斯泰尔、北京切诺基和南京依维柯等均采用这种开降器，目前已在国内一些汽配厂如北京汽车玻璃升降器厂、南汽随车工具厂、四川汽车厂附件厂等完成了有关软轴式玻璃升降器的生产工艺的技术开发（引进），可提供国产化产品，随着其批量化生产水平的提高，亦可用于替代臂式玻璃升降器。

由于汽车结构布局设计、制造成本、制造技术的要求，手动推拉式的车窗调整机构仍为许多车辆采用。目前臂式及手动（机械式）玻璃升降器为主要使用类型，柔式玻璃升降器的应用尚限于引进车型，而电动式玻璃升降器应用较少。

电动玻璃升降器在国外中高档车上应用已很普通，由于其结构复杂、成本高、且国内小型电机产品性能不稳定，故目前在我国汽车产品中应用尚少。可以预见，随着我国汽车设计、制造水平的提高，电动玻璃升降器将越来越多地应用于汽车产品。

目前我国汽车玻璃升降器产品的主要发展方向：

1.改进产品制造质量，提高使用可靠性。

2.提高零件週用性。

3.减小零件质量，使结构更加紧凑。

4.提高软轴式玻璃升降器生产水平。

2.1.1汽车玻璃升降器的定义和类型中华人民共和国汽车行业标准QCT626-1999汽车用玻璃升降器技术条件》中对于玻璃升降器是这样定义的：“玻璃升降器是指按一定的驱动方式将汽车车窗玻璃沿玻璃导槽升起或下降，并能停留在任意位置的装置”。新颁布的汽车行业标准QCT29027-91《汽车用玻璃升降器技术条件》中对于玻璃升降器是这样定义的：“玻璃升降器是指按一定的驱动方式将汽车车窗玻璃沿玻璃导槽升起或下降，并能停留在任意位置的装置”。考虑到一些特殊的玻璃调整装置（如某些轿车可调开度的三角窗玻离、太阳顶窗等），似乎应称其为玻璃调整器才更为确切。在国外汽车行业的有关技术资料中，玻璃升降器的用词为Window Regulator其意即玻璃调整器，或许由于玻璃的位置调整多为上下运动，故通常称之为玻璃升降器。各种玻璃升降器均需通过某种形式的驱动机构以实现对玻璃运动位置的调整，对于玻璃为上下运动的玻璃升降器而言，当玻璃上升时，通过该机构将玻璃提升至需要的位置；而玻璃下降时，则可依靠玻璃自身的重力作为动力，此时驱动机构主要起限位及减缓作用，但由于实际上玻璃下降运动过程中需克服与密封件（导槽、封口胶条等）间的摩擦、及传动机构中的阻力等，因此玻璃升降器也起一部分驱动作用，以保证车窗玻璃的稳定移动。

汽车玻璃升降器通常可有如下分类：

根据机械升降机构的工作原理不同，电动玻璃升降器分为3种形式：

绳轮式、叉臂式、软轴式。一般而论，绳轮式电动玻璃升降器可用于各种圆弧玻璃的车型中，但由于安装空间要求较大，目前主要用于玻璃圆弧较小的中高档轿车和高档面包车中又臂式电动玻璃升降器主要用于玻璃圆弧较大的载货汽车、面包车及中低档轿车中教轴式电动玻璃升降器可用于各种玻璃圆弧的车型中，但运行噪声较大，目前主要用于玻璃圆孤适中的面包车及中低档轿车中。从技术成熟程度、工艺成热程度、运行噪声、可靠性、通用性和经济性来分析这几种结构，一般广为接受的结论如表2.1所示。

表2.1几种结构的玻璃升降器的综合比较

2.1.2常用的玻璃升降器的结构形式特点

2.1.2.1臂式玻璃升降器

臂式玻璃升降器的传动机构为齿轮齿板喷合传动，除齿轮外其主要构件均为板式结构，加工方便，成本低，在目前国内车辆上使用较为普遍。

但由于其采用悬臂式支撑结构及齿轮齿板机构，故工作阻力较大。

2.1.2.1.1单臂式玻璃升降器

单臂式玻璃升降器（见图2-1）的结构特点是只有一个升降肾，结构最简单，但由于升降臂支承点与玻璃质心之间的相对位置经常变化，玻璃开降时会产生倾斜、卡滞，该结构只适用于玻璃两侧为平行直边的情况，使用不很普適。

我国的BJ1040，N130，CA1090等车型，日本丰田及五十铃系列轻型货车前车门等采用单臂式玻璃升降器。

2.1.2.1.2双臂式玻璃升降器

该玻璃升降器的结构特点是具有两个升降臂，依两臂的布置方式又分为平行臂式升降器（见图2-2）和交叉臂式升降器（见图2-3），与单臂式玻璃升降器相比，双臂式玻璃升降器本身可保证玻璃平行升降，提升力也比较大。其中交叉臂式玻璃升降器支承宽度较大，故运动比较平稳，被普遍采用，而平行臂式玻璃升降器结构相对比较简单、紧凑，但由于支承宽度较小，工作载荷变化较大，因而运动平稳性不如前者。

等；采用交叉臂式玻璃升降器的车型比较多，有LZW1010，SC1010。BJ10410，N1061，sxz1035W，EQ1141G、金杯轻型客车，日本丰田、五十铃轻型货车，三菱轻型客车等。

2.1.2.2柔式玻璃升降器

柔式玻璃升降器的传动机构为齿轮软轴啮合传动，具有“柔式”的特点，故其设置、安装都比较灵活方便，结构设计也比较简捷且自身结构紧凑，总体质量轻。由于提升轴提升力作用线的相对位置是固定的，可保证与玻璃质心的运动轨迹始终重合（或平行）放能很好的保证玻璃平稳移动。

2.1.2.1绳轮式玻璃升降器

图2-4为用于桑塔纳轿车的绳轮式玻璃升降器的结构简图。该升降器以钢丝绳为运动软轴，靠两个滑轮定位，通过小齿轮与扇形齿轮的嗜合，聚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。

图2-5是带式玻璃升降器的结构简图。该升降器运动软轴果用塑料穿孔带，其它零件亦多采用塑斜制品，从而大大减轻了升降器总成的自身质量。其传动机构中均涂以洞滑脂，使用过程中无须维护保养，运动平稳。摇把手柄的位置可自由布置，设计、安装和调整都很方便，其耐久性试验可达25000次。该升降器通过小齿轮与穿孔带啮合实现玻璃升降器的运动。

2.1.2.2.3软轴式玻璃升降器

图2-6为大发车前门软轴式玻璃升降器结构图。该玻璃升降器软轴主体是由钢丝绕成的弹簧，弹簧内圆穿有多股钢丝绳，在钢丝绳上缠绕高出表面2mm的羊毛，并涂以润滑脂，以降低齿轮与弹簧啮合时的摩擦力。

在弹簧外圈上套有导向管，以保证弹簧式软轴的运动轨迹和运动顺畅。该升降器的特点是工作可靠性好，运动平稳，工作噪音小，使用寿命长，但制作技术比其它柔式升降器要求高，需要专门的工艺设备。

2.2电动玻璃升降器

电动玻璃升降器的操纵机构是以直流电机代替手动摇把。配装电动玻璃升降器的车辆，车门玻璃的升降或调整可由驾驶员方便地操纵按键控制，可同时调整，也可分组调整或单独调整，操作非常方便准确，大大提高了操纵的可靠性和驾驶员工作的舒适性，而且有利于操作自动化（例如有些高级轿车变速杆换至“P”驻车位置时，全部玻璃会自动关严）。

电动玻璃升降器主要由普通机械式玻璃升降器的传动及提升支承部分、可逆式直流电机和减速器、控制开关等组成。图2-7为日本PAJERO越野车的前车门玻璃升降器，可选装手动式或电动式玻璃升降器。

图2-8为轿车侧三角风窗电动调整器，一般三角窗的调整变化量比较小，故减速器的减速比较大，以保证三角窗适宜的调整转动速度，便于调整控制。

图2-9为后门窗电动寂璃升降器的结构简图，它常用于商用汽车，其中的保险开关用于控制玻璃升降的极限位置。

由于玻璃升降器开闭控制力的大小在不同的工作环境、不同使用部位差别很大A，因此要求电机能适应某些特殊工况，例如窗玻璃上附着雨雪，有灰尘或异物卡滞时，玻璃运动到极限位置时，都将产生较大过载电流。因而，用于汽车电动玻璃升降器的电机要求具有耐过载的特性，必须设置过载保护电路。当因某种原因发生玻璃卡滞或不能移动时可自动切断电源，避免电机烧损。图2-10为电动玻璃升降器电机的工作特性曲线。电机启动瞬间，电流迅速开高（一般为额定工作电流的2-2。5倍），随后系统进入工作状态，这时工作电流（约5A）大大低于启动电流，故曲线开始阶段是陡然下降的。由于正常工作负荷较低，且比较平稳，所以工作过程曲线近似为一水平直线，当达到玻璃运动极限位置时，电机处于拘束状态（传动机构受阻），电流再次迅递升至蜂值，此时需及时切断电源，使电机停止工作。

电动玻璃升降器一般采用可逆式直流电机，工作电压12 v，工作电流5A，约束电动玻璃升降器主要由电动机、机械升降机构和控制系统三大部分组成。3种结构的电动玻璃升降器的结构比较如下。

2.2.1、交叉臂式电动玻璃升降器

结构特点：电动机驱动小齿轮带动齿扇转动，通过交叉臂的杠杆带动玻璃托架上下运动，完成玻璃在导轨中的上下移动，交叉臂式电动驳璃升降器由电机、减速器和交叉臂三部件构成（见图2-11）交叉臂部件与手动交叉臂式玻璃升降器相同，均为1-3mm厚度的钢板冲压件。这种升降器的优点是强度高，加工方便，玻璃升降运动时平稳性好。缺点是较其它型的电动玻璃升降器重量大。

应用范围在各种四轮汽车上均得到广泛地应用，但是在豪华型和高速型轿车上很少使用。

2.2.2、绳轮式电动玻璃升降器

结构特点：绳轮式电动玻璃升降墨是由电动机、减速器、钢丝绳、导向板和玻璃安装托架等零部件组成（见图2-12），钢丝绳部件与手动钢丝绳式玻璃升降器相同。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。

这种升降器的优点是：零件少，重量轻，结构简单，安装位置可调整，缺点是：安装时必须调整销丝绳导向板的位置，使其与窗上的玻璃导向槽平行。否则，玻璃运动时，易产生玻璃与导向槽卡住现象。

应用范围：主要用于轿车，其它汽车很少使用。

2.2.3、软轴式电动玻璃升降器

结构特点：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下运动，完成玻璃升降之目的，软轴式电动玻璃升降器由电机、减速器和软轴部件组成（见图2-13），软轴部件与手动软轴式玻璃升降器相同。这种升降器的优点：是零件少，结构简单，工作平稳，无噪音，安装位置可调整。缺点是：软轴系由多股钢丝绳外套螺旋弹赞组成，在多股钢丝绳上夹有的绒毛，制造工艺较复杂。

应用范围：各种汽车均可采用。

综上所述3种电动玻璃升降器的结构情况，可知：电动玻璃升降器主要由电动机、机械升降机构和控制系统三大部分组成。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。

电动玻璃升降器的构成，它等于同型手动玻璃升降器加上电机和减速器三部分的总成，故安装手动玻璃升降器的汽车，配装相应的电机和减速器后，即可改造为电动玻璃升降器，国外汽车维修站早已开展此项业务。