汽车玻璃升降器的构造与升降系统

entire · 发表于 2013-2-15 21:40:51

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”。
　　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采用塑料带，带上有孔，用来移动和定位塑料带，控制门窗玻璃的升降。
　　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，不操纵时开关自动停在“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。
　　电动机的质量直接关系到电动玻璃升降器的正常工作，它一定要具有体积小、重量轻、防护等级高、噪声低、电磁干扰小、运行可靠等特点。
　　现代轿车已广泛应用微电子技术，电机工作会发射电磁波干扰其它电器件的工作；前几年通用汽车公司一篇售后分析报告显示，近40%的电动玻璃升降器故障是由电动机密封性差引起的。因此，减少电磁干扰和解决电机密封性问题巳成为近年汽车电机技术的热门话题。
　　90年代中期以来，电动玻璃升降器的控制机构技术发展很快，电子模块控制形式大量应用于批量装车，并设有安全保护装置。
　　例如博世公司生产的电动玻璃升降器系统，在电动机中埋植磁环，感应电机转速，在电子模块中埋植霍尔元件，感应电流，并通过电子模块控制对电动机的过流、过压及过热保护，而且当玻璃上升途中遇到人力障碍时会自动识别而反向运行，防止乘员夹伤。
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一辆2005年款北京吉普2500越野车，用户反映该车左前门电动窗主开关不能控制其他3个车门的玻璃升降，而其他3个车门的升降开关能够控制本车门的玻璃。维修人员怀疑是主开关的问题，但更换后故障没有排除。

笔者接车后，开始时认为该车的电动玻璃升降器控制系统与传统的控制系统是一样的，但后来才发现，这两种玻璃控制系统根本不相同。传统型玻璃升降控制系统原理图如图1所示，该控制方式大量应用在没有总线控制系统的车辆上。在这种玻璃升降控制系统中，其他3个车门的开关(副开关)都必须经过驾驶员侧主开关构成回路，其中1条线或2条作为电源线，另外2条或1条是通过主开关的接地控制线。玻璃升降是通过副开关中的双刀开关分别接通电源达到上升和下降的目的，而主开关控制时也是同样的原理。
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但在检查该车时，笔者发现该车的电动玻璃升降器控制系统电路(图2)与传统的玻璃控制方式接线不同，各车门上的玻璃升降开关只有一条地线，而且没有回到主开关而是直接接地，各车门的玻璃升降开关之间还多了2条较细的线分别与其他车门的升降开关相连。从电路图上可以看到，各个车门玻璃升降开关用虚线的方框图表示，并没有标出内部结构。笔者实车检查后发现，该车的玻璃升降开关与传统类型的玻璃升降开关不同，而是一个集成控制模块。查找资料后得知，2005年款北京吉普装备的是温州德科生产的电动玻璃升降器控制系统(零件号码后缀为*AB，银色面板)。该系统包括4个控制模块，分别控制各个车门的玻璃升降和电动门锁。左前车门上主开关的控制信号通过2条数据总线发送，再由其他3个车门开关模块识别接收。系统总线网关是右前门玻璃升降开关模块，2条总线(紫/白、棕/白)上的电压是10.8 V左右，而且2个后门的开关模块因为信号识别不同不能互换。至此，笔者终于了解其系统结构原理。
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因为右前门开关模块起到网关的作用，所以首先应该检查其工作是否正常。检查后发现，由于右前门开关模块的插头接触不良导致总线上没有信号，主开关的控制信息也就无法传送，也就不能控制其他3个车门。而各个车门开关模块可以独立控制本门的玻璃升降，所以仍然能正常工作。将插头妥善处理后，试车故障排除。该车的玻璃升降控制采用了简单的总线控制方式，这大大减少了系统中导线的使用，又为扩展实现多种功能提供了可能。而且，这种简单总线也没有CAN总线和LAN总线那么高的要求，在中低档车上应用不失为很好的方法。

通过该案例的分析，我们可以充分了解传统开关控制型和总线控制型电动玻璃升降系统的基本原理，维修人员在实际维修中应该灵活理解，以达到举一反三的目的。
桑塔纳2000电动车门窗玻璃升降器的结构
1、电动车门窗玻璃升降器的结构
桑塔纳2000型轿车采用了电动车门窗玻璃升降器。如图9-108所示，为电动车门窗玻璃升降器的结构。电气部分由过热保险丝（20A）、开关、自动继电器（中央线路板14号位）、延时继电器（中央线路板15号位）、直流电机等组成，机械部分由蜗轮、蜗杆、绕线轮、钢丝绳、导轨、滑动支架等组成
1-支架安装位置 2-电动机安装位置 3-固定架 4-联轴缓冲器 5-电动机 6-卷丝筒 7-盖板8-调整弹簧9-绳索结构 10-玻璃安装位置 11-滑动支架 12-弹簧套筒13-安装缓冲器 14-铭牌 15-均压孔 16-支架结构
当电动窗玻璃升降器中的直流永磁电动机接通额定电流后，转轴输出转矩，经蜗轮蜗杆减速后，再由缓冲联轴器传递到卷丝筒，带动卷丝筒旋转，使钢丝绳拉动安装在玻璃托架上的滑动支架在导轨中上下运动，达到车门窗玻璃升降的目的。
电动车门窗玻璃升降器组合开关，如图9-109所示。位于手动排挡杆前面的平台上。
点火开关置于 ON时，可使用按键式组合开关方便地控制四扇车门窗玻璃的升降。后排座位的乘客还可以使用安装在左右门上的按键开关进行单独操作。
组合开关上的4个按键分别控制各自相应的车门窗玻璃升降，中间黄色开关为后窗玻璃升降总开关，可以切断后窗车门上的窗玻璃升降器开关。
驾驶员门窗玻璃升降的操作与其他门有所不同，只需要点一下下降键，车门窗玻璃即可一降到底，如需中途停下，点一下上升键就可以了。
当点火开关关闭时，延时继电器会工作1分钟，在此期间车门窗玻璃仍可起开关作用，然后自动切断（地线）。
电动车门窗升降器的电气线路图见图9-110所示。
帕萨特汽车电动窗升降器失灵故障解除

故障现象：上海大众帕萨特B5轿车电动玻璃升降器控制功能失灵。故障检修：根据用户反映的情况，维修人员先检查了舒适系统熔丝，结果发现舒适系统熔丝熔断。维修人员首先更换......
故障现象：上海大众帕萨特B5轿车电动玻璃升降器控制功能失灵。

故障检修：根据用户反映的情况，维修人员先检查了舒适系统熔丝，结果发现舒适系统熔丝熔断。维修人员首先更换了熔断的熔丝，经反复试验，故障均未出现，于是将车辆交付用户。没过几天，用户反映故障再次出现。维修人员再一次检查了电动玻璃升降器，但没有发现任何问题。于是仔细询问了用户，用户反映晚上回家时升降器还是好的，但第２天早上便不好用了，其间只是打开过行李舱，再上车玻璃升降器就失灵了。根据询问用户得到的信息，维修人员初步判定问题出在行李舱相关线路上，于是维修人员着手对行李舱线束进行检查。为此他们剖开了行李舱线束在行李舱合页附近的相关线束，由于线束反复弯折，线束绝缘皮已开裂露出铜线。根据检查所发现的情况，维修人员更换了线束，经反复试验，故障未再出现。 AB汽车网
电线的绝缘皮破损，从而导致线路搭铁短路，最终造成舒适系统熔丝熔断，这样解释合情合理。为此维修人员确认该车的故障已经排除，于是信心十足地向用户保证故障已经彻底排除。可车辆在使用了几天后故障再次出现，维修人员感觉到问题比较棘手。
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任何故障都有其原因，如何才能抓住其本质呢？我们反过来分析一下该车的故障，熔丝是由于过载熔断的，那么在故障发生时肯定会出现很大的电流，超过了熔丝所能承受的极限，因此导致该车发生故障的“罪魁祸首”就是过大的电流，我们抓住这个本质就可以找到故障点。

对于这种车线路短路的故障，根据我们维修站现有的诊断设备并结合笔者的维修经验，我们决定利用大众车专用的故障诊断仪VAS5051上附带的电流感应钳来排除该车的故障。

由于此种诊断工具可以直观地“看到”线路中流过的电流，我们可以很迅速地找到线路中的短路点。对于该工具的具体特点、工作原理及使用注意事项已经在前面介绍过，这里不再赘述。在将VAS5051的电流感应钳连接到蓄电池负极接线上后，维修人员反复开启、关闭行李舱，同时观察故障诊断仪VAS5051上显示的电流值的变化。经过多次试验，故障终于出现，线路中瞬时流过了23A左右的电流，产生如此大的电流，舒适系统熔丝必将熔断。由于故障属于偶发性的，我们进一步试验发现，故障只偶尔出现在行李舱开启的瞬间，那么会不会是行李舱的开启电机有问题呢？在更换了行李舱开启电机后，经试验故障依然出现。经仔细检查发现，行李舱锁机构有时会动作不顺畅，故障原因是否就在于此呢？经再次模拟试验，维修人员确定当行李舱锁运动不顺畅时就会出现线路电流过大，熔丝熔断的现象。 www.abcar.com.cn
经过对行李舱锁机构进行调整、润滑，故障终于被彻底排除。

检修分析：该车产生故障的原因比较简单，由于锁机构的卡滞，造成行李舱开启电机工作阻力过大，最终导致相关线路过载，舒适系统熔丝熔断。

此类偶发性故障的排除的确较为复杂，由于在前2次的维修中维修人员排除了看似可以引致故障的疑点，而故障当时又没有出现，所以造成了误诊。因此在解决偶发性故障时一定要尽量把可能引发故障的原因都找到，并进行足够次数的模拟，更为重要的是要仔细分析故障现象、抓住产生故障的本质原因。

通过对该车故障的排除，让我们感觉到作为机电结合、技术较为复杂的现代汽车，出现一些难以预料的偶发性故障的部位越来越多，这就要求我们维修人员在平时必须养成正确的诊断思路。
桑塔纳2000电动车门窗玻璃升降器的结构
2、电动车门窗升降器常见故障与排除
（1）玻璃升降器不工作
玻璃升降器不工作，分全部还是部分不工作，当点火开关置于ON，按键按下不工作，可能的原因有：保险丝熔断、线路断路、电动机损坏、开关损坏。可按照先查电路通断的方式进行排查，有必要时把损坏的元器件换新。
（2）电动机正常，升降器不工作
通常是钢丝绳断，或跳槽，滑动支架断，或支架的传动钢丝夹转动。可拆检排查，有必要时换新件。
（3）玻璃升降器工作时发卡、有异响
可拆检排查，重新调整安装螺钉和卷丝筒内的钢丝绳位置，检查安装支架弧度是否正确、导轨是否损坏变形、有异物，电动机损伤否，有必要时换新件。