【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 證車門玻璃平穩(wěn)升降、門窗能隨時(shí)并順利地開啟和關(guān)閉，并能使玻璃停留在任意位置，不隨外力作用或汽車的顛簸而上下跳動(dòng)。因此要求玻璃升降器結(jié)構(gòu)可靠、操縱輕便省力，并需有防止玻璃升降器倒轉(zhuǎn)的制動(dòng)裝置。隨著汽車的不斷改進(jìn)和發(fā)展，玻璃升降器也由簡(jiǎn)單的絲桿式、單臂式逐漸發(fā)展為今天的電動(dòng)式。電動(dòng)玻璃升降器的發(fā)展前景是廣闊的。 市場(chǎng)預(yù)測(cè)國內(nèi)主要生產(chǎn)電動(dòng)玻璃升降器廠商及配套車型情況見表 21。表 21 國內(nèi)主要生產(chǎn)電動(dòng)玻璃升降器生產(chǎn)廠一覽表產(chǎn)品名稱 企業(yè)名稱 主要車型電動(dòng)玻璃升降器 上海實(shí)業(yè)交通電器有限公司 桑塔納、別克、帕薩特、金杯、獵豹張家港博澤汽車部件有限公司 桑塔納、捷達(dá)、奧迪貴州萬江電機(jī)廠 捷達(dá)、小紅旗、馬自達(dá)鎮(zhèn)江 Rockwell 富康、切諾基躍進(jìn)集團(tuán)隨車工廠 依維柯重慶力士得繩索有限公司 雅閣吉林省紅鉆汽車電器股份有限公司 捷達(dá)溫州天球電器有限公司 —浙江中歐汽車電器有限公司 —目前電動(dòng)玻璃升降器產(chǎn)品市場(chǎng)主要由上海實(shí)業(yè)交通電器有限公司、張家港博澤汽車部件有限公司、貴州萬江電機(jī)廠占有。其市場(chǎng)占有率(手動(dòng)+電動(dòng))見表 22。車門玻璃升降器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真3表 22 1999 年被玻璃升降器總產(chǎn)量即主要廠商比較表產(chǎn)品名稱 全國總產(chǎn)量 主要生產(chǎn)廠商 年銷量（萬只，電動(dòng)）市場(chǎng)占有率（% ）玻璃升降器 萬只（手動(dòng)+電動(dòng)）上海實(shí)業(yè)交通電器有限公司 張家港博澤汽車部件有限公司 中國貴航集團(tuán)萬江電機(jī)廠 “十五”期間轎車將由目前 56．6l 萬輛發(fā)展到 110～121 萬輛；客車由 41．82 萬輛發(fā)展到 55～68 萬輛；卡車由 58．19 萬輛發(fā)展到 106．121 萬輛，玻璃升降器的發(fā)展預(yù)測(cè)見表 23表示。表 23 汽車需求量及玻璃升降器發(fā)展數(shù)量車型 2022 年需求量（萬輛） 玻璃升降器發(fā)展量（萬只）載貨汽車 106121 216242客車 5568 110136轎車 110121 440484總量 271310 766862玻璃升降器的總產(chǎn)量從表 22 與表 23 比較可以看出，到“十五” 末將增加 ～倍，可見其發(fā)展前景是很好的。其中電動(dòng)玻璃升降器的發(fā)展肯定要高于手動(dòng)玻璃升降器，其占玻璃升降器份額由 99 年的 ％到 2022 年預(yù)計(jì)將達(dá)到 30％。 主要技術(shù)指標(biāo)情況改革開放以來我國汽車行業(yè)依靠技術(shù)引進(jìn)及合資，使我國汽車業(yè)的技術(shù)水平迅速發(fā)展，相應(yīng)的汽車零部件制造技術(shù)也迅速發(fā)展。目前為上海大眾，一汽大眾配套的電動(dòng)玻璃升降器都采用了德國大眾的 TL82083 標(biāo)準(zhǔn)。為上海通用配套的電動(dòng)玻璃升降器采用了GM 公司的 1997Buick“W” car 門窗升降子系統(tǒng)的技術(shù)要求。為神龍富康配套的電動(dòng)玻璃升降器采用了 B28 4250 的雪鐵龍標(biāo)準(zhǔn)。由于電動(dòng)玻璃升降器在國內(nèi)發(fā)展很快，在國內(nèi)制訂一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已提到議事日程，最近武漢汽車車身附件研究所和上海實(shí)業(yè)交通電器有限公司起草制訂了 QC／T6362022 汽車電動(dòng)玻璃升降器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它綜合了國外先進(jìn)汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我國電動(dòng)玻璃升降器的實(shí)際情況，在分析試驗(yàn)的基礎(chǔ)上而制訂的。這將對(duì)規(guī)范我國電動(dòng)玻璃升降器的設(shè)計(jì)，制造，試驗(yàn)技術(shù)起到指導(dǎo)作用。無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文4 汽車玻璃升降器的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)前我國電動(dòng)玻璃升降器的發(fā)展很快，它不但在轎車中大量配套，而且也開始在輕型客車中大量配套。最近還有在卡車中配套的意向，其使用方便，安全，舒適的特點(diǎn)已被越來越多的人接受。其配套市場(chǎng)的天地是廣闊的。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，電動(dòng)玻璃升降器呈現(xiàn)智能性、模塊化的發(fā)展趨勢(shì)。為了使電動(dòng)玻璃升降器保持強(qiáng)勁的動(dòng)力，又防止在使用過程中出現(xiàn)不小心被夾住的不安全因素，目前的電動(dòng)玻璃升降器已具有一定的智能，它能使玻璃在上升中碰到一定的阻力時(shí)，即停止上升并下降，足以防止乘客肢體不小心被夾住的小概率事件。這一功能是靠安裝在搖窗電機(jī)中的電子模塊來完成的，上海大眾新開發(fā)的帕薩特轎車的電動(dòng)玻璃升降器就具有這種防夾功能。另一發(fā)展趨勢(shì)就是模塊化，在國際汽車工業(yè)發(fā)展過程中，為了更好地迎合顧客的個(gè)性化要求，降低產(chǎn)品成本，提高汽車質(zhì)量，整車廠逐漸將自制件壓縮，并盡量減少整車廠的工作量，將整車廠的精力都放在新車型的開發(fā)上，因此提出了模塊供貨的要求，將原來直接由各供應(yīng)商提供單個(gè)零件，由整車廠在生產(chǎn)線上組裝的生產(chǎn)模式逐步轉(zhuǎn)為由一級(jí)供應(yīng)商承擔(dān)模塊供貨，整車廠僅作模塊組裝，這樣可大大壓縮整車廠的工作時(shí)間，加速汽車的更新?lián)Q代。過去汽車廠是比誰生產(chǎn)線長，今后可能是生產(chǎn)線越長，效率越低。車門玻璃升降器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真53 汽車玻璃升降器的結(jié)構(gòu)工作原理與技術(shù)參數(shù) 結(jié)構(gòu)及工作原理電動(dòng)玻璃升降器從其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上分，大致可分成三大類；繩輪式、叉臂式、軟軸式。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及配套車型如表 31 所示。表 31 電動(dòng)玻璃升降器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式 動(dòng)力源 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 國內(nèi)配套車型繩輪式 直流微電機(jī)由開關(guān)改變電機(jī)極性，作正反向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)機(jī)構(gòu)作上下運(yùn)動(dòng)。由電機(jī)傳動(dòng)軸帶動(dòng)卷絲筒旋轉(zhuǎn)，卷絲筒帶動(dòng)鋼絲繩在導(dǎo)軌上作上下運(yùn)動(dòng)，鋼絲繩再帶動(dòng)導(dǎo)軌上的傳動(dòng)掣（用以固定窗玻璃）作上下運(yùn)動(dòng)，起到升降玻璃的作用。由電機(jī)傳動(dòng)軸上的小齒輪帶動(dòng)叉臂中的長臂上的扇形齒輪在角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)，改變長臂與短臂的夾角，起到升降玻璃的作用直流微電機(jī)由開關(guān)改變電機(jī)極性，作正反向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)機(jī)構(gòu)作上下運(yùn)動(dòng)。由電機(jī)傳動(dòng)軸上小齒輪帶動(dòng)螺旋型鋼絲軟軸在導(dǎo)向管內(nèi)作上下運(yùn)動(dòng)，軟軸上傳動(dòng)掣帶動(dòng)玻璃作上下運(yùn)動(dòng)，起到升降玻璃的作用。結(jié)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，噪音小，車型適用范圍廣 低，用于車門玻璃弧度較小的車門該機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝比較復(fù)雜。 上海：桑塔納一汽：奧迪一汽：捷達(dá)二汽：富康上海：別克廣州：雅閣上海：帕薩特包車天津：夏利北京：切諾基南京：依維柯無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文6圖 車門玻璃升降器的的型式a）單臂式；b）交叉雙臂式；c）平行雙臂式；d）繩輪式；e、f ）軟軸式；；；；；；；；；車門玻璃升降器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真7 技術(shù)參數(shù)及分析下面將電動(dòng)玻璃升降器國內(nèi)外主要技術(shù)指標(biāo)如表 32 排列以供參考。表 32 國內(nèi)外電動(dòng)玻璃升降器主要技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)內(nèi)容 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T6362022德國大眾TL82083美國GM97Buick雪鐵龍B28 4250額定電壓 12V 12V 12V 工作電壓 1115V 915V 916V 10～16V最大消耗電流 28A 25A 28A 25A額定負(fù)載 按圖紙規(guī)定 80N 120N 65N,80N,100N上升速度或上升時(shí)間70200mm/s 120180mm/s 或 36s177。 ＞16cm/s剩余力 按圖紙規(guī)定 150177。50N 178～355N ＞300N自鎖性 500N 500N 450N 300N絕緣強(qiáng)度 絕緣電阻 —— 20 MΩ環(huán)境溫度 20+70℃ 20+80℃ 30+75℃ 40+85℃防水性 IPX4 IP53 PDW5033 B30 4410(2 型)耐久性 前門 15000 循環(huán)后門 7500 循環(huán)前門 12500 循環(huán)后門 7500 循環(huán)前門 14250 循環(huán)后門 7500 循環(huán)前門 10000 循環(huán)后門 5000 循環(huán)從表 32 的主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比來看，我國汽車電動(dòng)玻璃升降器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基本上采用了國外先進(jìn)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，如按此標(biāo)準(zhǔn)制造汽車電動(dòng)玻璃升降器，其產(chǎn)品可達(dá)到國際先進(jìn)水平。從表中可看出，目前別克轎車對(duì)電動(dòng)玻璃升降器的技術(shù)要求是最高的，其技術(shù)指標(biāo)中額定負(fù)載大，要達(dá) 120N，剩余力最大要達(dá) 355N，其耐久性試驗(yàn)中一個(gè)循環(huán)的運(yùn)動(dòng)次數(shù)也是最多的，玻璃在一個(gè)循環(huán)中需運(yùn)動(dòng) 8 次。要達(dá)到這些指標(biāo)，對(duì)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都提出了更高的要求。無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文84 玻璃升降器的設(shè)計(jì)方案 車門玻璃參數(shù)的確定根據(jù)車門外板窗框的結(jié)構(gòu)，玻璃面（兩玻璃關(guān)于 XZ 平面對(duì)稱）在整車坐標(biāo)中的空間位置（單位：mm）定義為：GGG3 玻璃曲線（圖 ）在整車坐標(biāo)系中的坐標(biāo)如表 41。表 41 GG2 、G3 曲線坐標(biāo)G1X Y Z G2X Y Z G3X Y Z 車門玻璃升降器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真9 續(xù)表 41G3X Y Z 圖 未倒圓的車窗玻璃外形構(gòu)建一個(gè)圓柱曲面無限逼近 GG3 曲線，測(cè)得曲面的半徑 R=3200mm（取整數(shù)） ，玻璃的四點(diǎn)坐標(biāo)如下：點(diǎn) a: X=1424 Y=177。655 Z=1426點(diǎn) b: X=2400 Y=177。655 Z=1426點(diǎn) c: X=2400 Y=177。 Z=226點(diǎn) d: X=1424 Y=177。 Z=226 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文10圖 玻璃面 玻璃在車門上的干涉校核玻璃與周邊件的配合情況：玻璃左右側(cè)卡在玻璃導(dǎo)槽中，如圖 所示。圖 玻璃與周邊件的配合 1玻璃是嵌在滑門內(nèi)外板的縫隙中的，玻璃表面與滑門腰部外加強(qiáng)板的間隙為 ；玻璃內(nèi)表面與滑門腰部內(nèi)加強(qiáng)板的間隙為 （圖 ）車門玻璃升降器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真11圖 玻璃與周邊件的配合 2由圖 可知，玻璃與車門周邊件沒有發(fā)生干涉。 玻璃升降器類型的選擇在玻璃升降器的形式選擇類型選擇上也常以車窗弧度半徑和車窗導(dǎo)軌布局位置來作為依據(jù)進(jìn)行選型。當(dāng)車窗弧度半徑越小其弦高也越大（如圖 所示） ，此時(shí)布置繩輪式升降器更符合這種類型的車門。無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文12圖 玻璃弧度對(duì)弦高（Y 向竄動(dòng)量 4）的影響當(dāng)車窗玻璃較大時(shí)可以選擇雙導(dǎo)軌形式繩輪升降器，以減少運(yùn)行過程中可能產(chǎn)生的不正常的抖動(dòng)和側(cè)偏等現(xiàn)象。當(dāng)玻璃弧度曲率較小且玻璃較大而形狀不規(guī)整時(shí)，雖然從理論上而言繩輪式升降器由于其導(dǎo)軌弧度和車窗玻璃理論運(yùn)行弧度軌跡更逼近（和叉臂式相比不存在弦高現(xiàn)象） 、運(yùn)行噪音低等優(yōu)勢(shì)，但是叉臂式升降器零件數(shù)少（多為金屬鈑金件） 、加工裝配方便、使用壽命長等因素目前仍舊被廣泛采用。由于該車型后門玻璃半徑R=3200mm，曲率較小，面積較大且形狀不規(guī)整，根據(jù)表31，選擇叉臂式玻璃升降器，同時(shí)結(jié)合客戶的要求，選擇電機(jī)驅(qū)動(dòng)，確定結(jié)構(gòu)類型為叉臂式電動(dòng)玻璃升降器。車門玻璃升降器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真13 車窗玻璃運(yùn)行弧度的確定圖 車窗玻璃運(yùn)行弧度如圖 根據(jù)滑門車窗的結(jié)構(gòu)可知及客戶提供的數(shù)據(jù)，可知:玻璃在 Z 向的行程 LAB=玻璃的半徑 R=3200mm由勾股定理，得:sinα/2=玻璃的運(yùn)行弧度 α==弧 lAB=αR=3200=384mm 叉臂組件所在平面位置的初步確定為盡量減少補(bǔ)償弦高的差值以減少叉臂的變形量，叉臂組件所在平面布局在和車窗玻璃運(yùn)行軌跡空間圓所在平面垂直位置上。無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文145 電動(dòng)玻璃升降器的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向槽的設(shè)計(jì)根據(jù)玻璃的外形尺寸及在整車坐標(biāo)系中的位置，兩個(gè)玻璃托架定位孔圓心在整車坐標(biāo)系的坐標(biāo)為：A（X=1749，Y=，Z= ）B（X=2112 ，Y=，Z=）經(jīng) CATIA 測(cè)定，玻璃的重心坐標(biāo)：（X= ，Y=，Z=） 。在 Z 方向重心坐標(biāo)在點(diǎn) A、B 之間，能保證玻璃在升降運(yùn)動(dòng)時(shí)兩個(gè)玻璃托架在 X 方向給玻璃相等的作用力，保證玻璃運(yùn)行平穩(wěn)。點(diǎn) A、B 之間的距離為 363mm，則導(dǎo)向槽 A 的兩個(gè)定位孔之間距離也為 363mm，為了不與車門內(nèi)板上的其他部件產(chǎn)生干涉，導(dǎo)向槽 A 的長度為 384mm。圖 玻璃支撐部分?jǐn)嗝鎴D為方便導(dǎo)向塊裝入導(dǎo)向槽，分別在導(dǎo)向槽兩端設(shè)置槽口(圖 )。左端： 右端： 圖 長導(dǎo)槽局部視圖 1玻璃支撐臂導(dǎo)向塊球頭型鉚釘