汽车玻璃升降器设计说明

科技专论458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； mmAHL330sin21==∴3）确定从动臂长度L2；一般情况下：AB=BE=BC=BD,mmLL1651212==∴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； mmLL33013==∴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： mmLLLL92)88180sin(44sin165330441)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汽车玻璃升降器知识作者：黄海龙， 阎尧鹏， 李志壮作者单位：长城汽车股份有限公司整车事业部刊名：科技与企业英文刊名：KEJI YU QIYE年，卷(期)：2014(15) 引用本文格式：黄海龙.阎尧鹏.李志壮 汽车玻璃升降器知识[期刊论文]-科技与企业 2014(15)

汽车玻璃升降器设计研究

摘要：汽车电动玻璃升降器不仅是汽车的功能性零件，还是汽车使用比较频繁的零件。本文介绍了汽车玻璃升降器的种类与工作原理，介绍了汽车玻璃升降器的结构设计与升降器的空间布置，保证玻璃升降器在车门里的空间足够，能够稳定可靠的工作。

关键词：汽车玻璃升降器；模块；布置

国外升降器的发明是在60年代末70年代初，第一代升降器体积比较大，结构也比较复杂，还没有防水的功能，最初，玻璃升降器是使用在比较高级的车辆上。第二代升降器和第一代产品相比，体积减小，增加了防水的功能，70年代末开始大量配备玻璃升降器。我国的玻璃升降器起步是在90年初，一开始是作为汽车配件出现在我国的。现在中国的玻璃升降器已经不仅仅局限于豪华车型，而且玻璃升降器在一般汽车上的使用也越来越多。2000年，我国发布了玻璃升降器的行业标准QC/T6362000。

1 汽车玻璃升降器的种类与工作原理

玻璃升降器作为汽车比较重要的一个配件，也是驾驶人使用频率最高的一个汽车配件。玻璃升降器一般由动力机构、传动机构、升降机构和支撑机构四大机构组成。本文主要探究了绳轮式电动玻璃升降器，因为绳轮式电动玻璃升降器运行比较平稳，大部分的汽车现在采用的都是绳轮式电动玻璃升降器。

绳轮式电动玻璃升降器包括：单导轨式和双导轨式升降器。单导轨玻璃升降器，单导轨玻璃升降器的工作原理为：当升降器电机作正、反方向转动时，电机输出的转矩传给卷丝筒，卷丝筒作正或反方向转动。当玻璃升降器安装到车门里时，升降器导轨运动的面要涂有润滑油脂，以减小其摩擦，提高升降器的使用寿命。其中调整弹簧的效果是消除由于经常使用钢丝而引起的松弛现象，提高升降器的使用可靠性。对轴承进行预紧，以增加轴承的刚性和增加外壳的刚性。 2 汽车玻璃升降器的结构设计与升降器的布置

2.1绳轮式升降器结构的设计

（1） 绳轮式升降器导轨曲率的确定。门玻璃曲率与升降器导轨曲率要一致，升降器导轨曲率通常由现实运行中的几何方法确定，对于环面玻璃，具有车门数据模型的，使用与玻璃前面或后面平行的扩展，对玻璃的质心位置移动一定的距离，通过切割玻璃的中心线得到一条相交线，该线的曲率是导轨的曲率。

车辆工程毕业设计130汽车电动玻璃升降器的设计

第1章 绪 论

玻璃升降器是实现汽车车门玻璃升降运动的车门附件。通过玻璃升降器带动玻璃托架作上下运动，从而使得车门玻璃沿着车门窗框的导槽或导轨作升降运动。目前常用的玻璃升降器主要有交叉臂式和绳轮式传动两种常见结构形式。后者能够适应玻璃在大曲率弧形升降面上移动。此外有手动和电动两种操纵方式。车门设计和布局中，正确布置和选择升降器是保证玻璃升降操纵轻便、工作可靠的关键。

作为车门系统中的运动部件，升降器不仅仅和车身内外板的空间布置相关，同时也和车门两侧导轨、玻璃内外水切、密封条都有一定关联。在车门系统特别是内外门板和玻璃形状初步确认后，需要在基于车门系统和玻璃升降器相关联部件进行布局和分析。

因为如果玻璃升降器空间布局不恰当在实际过程中经常遇到玻璃升降卡滞、抖动偏离车门边框导槽等现象。运动不平稳常常也意味着在整个运动行程或某个特定位置出现静态或动态力学状态恶劣的情况。反应在实际中会出现形式实验失败或使用过程中的零件失效，如交叉臂式升降器中的长臂、短臂的磨损，绳轮式升降器的钢丝绳断裂等。 为解决这些可能存在的问题需要在车门内外板上的附件布局及玻璃升降器结构设计时，充分考虑其布局的合理性并应用计算机辅助进行分析。为合理布置升降器在车门系统中的位置需要在车门设计和升降器产品设计时对玻璃升降时产生关联的零件进行系统布局和考虑。

行业概述

随着汽车技术的发展，汽车的舒适性不断提高以满足人们的要求。汽车车门是车上相对独立的总成，车门设计不但关系到汽车的实用性，对汽车也有很大的装饰作用。因此车门的设计也越来越讲究，而且使用越来越多的网络和电控技术。从1957年新中国的第一辆汽车正式生产下线，中国汽车在20世纪中期经历了漫长的缓慢发展阶段，在经过20XX年和20XX年的两轮爆发式增长后，开始步入平稳增长阶段。20XX年严峻的宏观经济形势下，中国汽车行业的发展面临着前所未有的挑战与机遇，同时也受到来自各个方面的冲击。中国要想从汽车制造大国发展成为汽车产业强国，就必须在汽车产品的研发上取得突破。欧美日的汽车企业之所以能够如此强势，与他们几十年甚至上百年的技术革新与经验积累是分不开的，翻开他们汽车产业发展的历史，我们都

车窗玻璃升降器的结构优化与最佳设计方法

导语：

车窗玻璃升降器是汽车中常见的关键部件之一，负责控制车窗的开启和关闭。为了提高车窗升降器的性能和可靠性，以及减少其体积和重量，结构优化和最佳设计方法成为研究的重点。本文将探讨车窗玻璃升降器的结构优化与最佳设计方法，旨在提供一些对于工程师和设计师来说有参考价值的信息。

一、车窗玻璃升降器的结构组成

车窗玻璃升降器主要由电机、减速器、转动杆、车窗玻璃支架和传动机构等组成。其中，电机通过减速器驱动转动杆运动，进而带动车窗玻璃的升降。传动机构起到传递动力和转换运动方向的作用。

二、结构优化的目标和方法

车窗玻璃升降器的结构优化的目标主要包括以下几个方面：

1. 提高升降速度和力量：通过优化电机、减速器和传动机构的选型和参数设计，可以提高升降速度和力量，提升用户的使用体验。

2. 减小体积和重量：通过采用轻量化材料和结构设计，减少组件的体积和重量，可以提高整车的燃油效率和降低能耗。

3. 提高可靠性和耐久性：通过结构强度的分析和优化，优化关键零部件的选材和工艺，提高车窗玻璃升降器的可靠性和耐久性。

结构优化的方法包括以下几个方面：

1. 材料优化：选择高强度、轻量化的材料，如铝合金和高强度钢材，以提高结构强度和减轻重量。 2. 结构优化：通过有限元分析和结构拓扑优化，提高结构的刚度和强度，减小应力集中和变形，以提高可靠性和耐久性。

3. 动力系统优化：选择合适的电机和减速器，以提高升降速度和力量，同时考虑能耗和噪声控制的要求。

4. 传动机构优化：通过选择合适的传动机构、减少传动部件的数量和摩擦损失，以提高传动效率和减小能耗。

三、最佳设计方法

针对车窗玻璃升降器的最佳设计方法，以下几个方面值得考虑：

1. 功能性设计：设计应满足车窗的升降要求，并考虑开关控制的方便性和使用寿命的要求。

2. 可维修性设计：在设计过程中注重拆装和维修的便利性，采用模块化设计，便于组装和更换部件。