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下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985目录摘要ABSTRACT第1章绪论111概述112市场预测213主要技术指标情况414汽车玻璃升降器发展趋势4第2章汽车玻璃升降结构工作原理和技术参621结构及工作原理622技术参数及分析823本章小结8第3章电动玻璃升降器的设计方案1031车门玻璃的确定1032玻璃升降器的选择和布置1133升降器厚度、安装进准面的确定1434升降器中位线、主臂旋转中心的布置1435玻璃在车门上的干涉校核1536电机的选择1637扇形齿板的设计18371确定模数和压力角18372确定主动臂的角行程18373确定齿数和分度圆直下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985径1838玻璃导向与保护机构1939导向槽的设计20310交叉臂的设计20311车门玻璃密封条21312车门玻璃内外挡水条22313车门设计的相关标准22314本章小结22第4章有关运动部件的数据校核2341运动行程校核2342传动动力校核2343本章小结24第5章升降器电子控制系统设计2551驾驶员电动升降器2552前座电动升降器2553后座右侧电动升降器2554后座左侧电动升降器2555防夹处理26551电机部分27552感应器2756防夹功能原理26562玻璃所处区域的信号采集27562障碍物的信号采集2857防夹玻璃升降器对安装的要求2958防夹电动车窗的改进30581基于“触觉”的防夹30下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985582基于“视觉”的防夹3059电动玻璃升降器过流保护31591电动玻璃升降器的控制31592电动玻璃升降器过流保护的分类32593PPTC在电动玻璃升降器中应用32510本章小结33结论34参考文献35致谢36附录A37附录B39下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985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（寿命试验）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。11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2003年和2006年的两轮爆发式增长后，开始步入平稳增长阶段。2009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，我们都下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985能够清晰的感受到他们相同的企业发展脉络明确的市场定位，坚定不移的技术研发，引领潮流的战略方向，这一切，做足了他们的原始积累。我们的起步尽管有些晚，但是汽车产业作为中国经济的支柱产业之一，近年来在技术研发上的投入力度明显增加，从过去的汽车产品进口到产品引进生产再到技术转化，近几年来更是直接的技术引进、并购国外先进的汽车企业，中国的汽车技术如雨后春笋般迅猛发展。电动玻璃升降器在我国诞生于90年代初，是轿车作为生产资料向消费资料变化的一个特征。最早开始应用在桑塔纳普通型的选装车上，称为豪华型轿车，以后在奥迪、捷达、富康等轿车上都开始选装电动玻璃升降器。由于电动玻璃升降器比传统的手动玻璃升降器具有许多优越性，他运行平稳，调节自如，不需要人力，给驾驶员和乘员带来一种舒适感和安全感。汽车上装有电动玻璃升降器，给汽车带来一种豪华的气氛，受人喜爱。因此，目前在中级以上轿车都将电动玻璃升降器作为一种标准配置，用以提高汽车的装配档次。现在，国内生产的中高档轿车，例如奥迪A6、别克君越、雅阁、帕萨特、东风标致307都配置了电动玻璃升降器，其他轿车和面包车也开始大量选装电动玻璃升降器。目前，大客车和卡车也有配置电动玻璃升降器的需求。电动玻璃升降器的发展前景广阔。近年来随着汽车舒适性要求的不断提高，汽车电机在一辆汽车上安装的数量也越来越多，配备门窗升降器电动机俗称摇窗电机的电动窗系统便是被国外大多数车型作为标准配件选用。国内的很多汽车生产厂家也开始在很多轿车上将电动窗作为标准配置，在其他轿车、客车等车型上作为可选配置，使摇窗电机的需求量不断提高，1999年全国玻璃升降器产量为3136万门，其中电动升降器约占25。随着轿车大规模进入家庭的日益临近，电动升降器所占的比率会逐步上升，预计到2005年，客车与轿车的总产量将达180万辆左右，摇窗电机的需求量将非常可观。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）提高零件通用性。3）减小零件质量，使结构更加紧凑。12市场预测国内主要生产电动玻璃升降器厂商及配套车型情况见表11下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985表11国内主要生产电动玻璃升降器生产厂一览表产品名称企业名称主要车型电动玻璃升降器上海实业交通电器有限公司桑塔纳、别克、帕萨特、金杯、猎豹张家港博泽汽车部件有限公司桑塔纳、捷达、奥迪贵州万江电机厂捷达、小红旗、马自达镇江ROCKWELL富康、切诺基跃进集团随车工厂依维柯重庆力士得绳索有限公司雅阁吉林省红钴汽车电器股份有限公司捷达温州天球电器有限公司浙江中欧汽车电器有限公司目前电动玻璃升降器产品市场主要由上海实业交通电器有限公司、张家港博泽汽车部件有限公司、贵州万江电机厂占有。其市场占有率（手动电动）见表12表121999年玻璃升降器总产量即主要厂商比较产品名称全国总销量主要生产商年销量万只，电动市场占有率（）玻璃升降器3116万只上海实业交通电器有限公司4248136张家港博泽汽车部件有限公司26986中国贵航集团万江电机厂21807“十五”期间轿车将由5661万辆发展到110121万量；客车由4182万辆发展到5568万量；卡车由5819万辆发展到106121万辆。玻璃升降器的总产量从表12与表13比较看出，到“十五”末将增加24275倍，可见其发展前景是很好的。其中电动玻璃升降器的发展肯定要高于手动玻璃升降器，其占玻璃升降器份额由99年228到2007年达到30。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985表13汽车需求量及玻璃升降器发展数量车型2005年需求量（万量）玻璃升降器发展量（万只）载货汽车106121216242客车5568110136轿车110121440484总量27131076686213主要技术指标情况我国于1981年推行了JB28828L载重汽车用玻璃升降器技术条件标准，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QCT2902691汽车用玻璃升降器试验方法和QCT2902791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升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升降器，其它类型玻璃升降器亦可参照执行。改革开放以来我国汽车行业依靠技术引进及合资，使我国汽车行业的技术水平迅速发展，相应的汽车零部件制造技术也迅速发展。目前为上海大众，一汽大众配套的电动玻璃升降器都采用了德国大众的TL82083标准。为上海通用配套的电动玻璃升降器采用了GM公司的1997BUICK”W”CAR门窗升降子系统的技术要求。为神龙富康配套的电动玻璃升降器采用了B284250的雪铁龙标准。由于电动玻璃升降器在国内发展很快，在国内制定一个行业标准已提到议事日程，最近武汉汽车车身附件研究所和上海实业交通电器有限公司起草制定了QC/T6362008汽车电动玻璃升降器的行业标准，它综合了国外先进汽车企业标准，集合我国电动玻璃升降器的实际情况，在分析实验的基础上而制定的。这将对规范我国电动玻璃升降器的设计，制造，实验技术起到指导作用。14汽车玻璃升降器的发展趋势当前我国电动玻璃升降器的发展很快，它不但在轿车中大量配套，而且也开始在轻型客车中大量配套。最近还有在卡车中配套的意向，其使用放表，安全，舒适的特点已被越来的越多的人接受配套市场的天地是广阔的。随着汽车工业的法杖，电动玻璃升降器呈现只能性，模块化的发展趋势。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985为了使电动玻璃升降器保持强劲的动力，又防止在使用过程中出现不小心被夹住的不安全因素，目前的电动玻璃升降器已具有一定的智能，他能使玻璃在上升中碰到一定的阻力时，即停止上升并下降，足以防止乘客肢体不小心被夹住的小概率事件。这一功能是靠安装在摇窗电机中的电子模块来完成的，上海大众新开发的帕萨特轿车的电动玻璃升降器具有这种放夹功能。另一发展趋势就是模块化，在国际汽车工业发展过程中，为了更好地迎合顾客的个性化要求，降低生产成本，提高汽车质量，整车厂逐渐将自制件压缩，并尽量减少整车厂的工作量，将整车厂的精力都放在新车型的开发上，因此提车了模块供货的要求，将原来直接由各供应商提供单个零件，由整车厂在生产线上组装的生产模式逐步转为由一级供应商承担模块供货，整车厂仅作模块组装，这样可大大压缩整车厂的工作时间，加速汽车的更新换代。过去汽车厂是比谁生产线长，今后可能是生产线越长，效率越低。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985第2章汽车玻璃升降器的结构工作原理与技术参数21结构及工作原理电动玻璃升降器从其结构特点上分，大致可分为；绳轮式、叉臂式、软轴式。其结构特点及配套车型如表21所示。表21电动玻璃升降器结构特点结构形式动力源结构特点国内配套车型绳轮式直流微电机由开关改变电机极性，作正反向旋转，带动机构作上下运动。由电动机传动轴带动卷丝筒旋转，卷丝筒带动钢丝绳在导轨上作上下运动，钢丝绳在带动导轨上的传动作上下运动，起到升降玻璃的作用。结构运行平稳，噪音小，车型适用范围广。上海桑塔纳一汽奥迪一汽捷达二汽富康上海别克广州雅阁上海帕萨特叉臂式直流微电机由开关改变电机极性，作正反向旋转，带动机构作上下运动。由电机传动轴上的小齿轮带动叉臂中的长臂上的扇形齿轮在一定角度内旋转，改变长臂与短臂的夹角，起到升降玻璃的作用该结构能适用负载较大车门玻璃，结构简单，制造成本低，用于车门玻璃弧度较小的车门。一汽金杯海狮面包车柳汽三菱MPV面包车天津夏利下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985软轴式直流微电机由开关改变电机极性，作正反向旋转，带动机构作上下运动。由电机传动轴上小齿轮带动螺旋型钢丝软轴在导向管内作上下运动，软轴上传动带动玻璃上下运动，起到玻璃升降的作用。该机构简单，制造工艺比较复杂。北京切诺基南京依维柯下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985图22车门玻璃升降器的型式A）单臂式；B）交叉臂式；C）平行双臂式；D）绳轮式；EF）软轴式1扇形齿轮；2玻璃导向槽；3升降臂；4小齿轮；5弹簧；6滑轮；7托架；8丝；9齿条；10钢丝卷22技术参数及分析下面将电动玻璃升降器国内外主要技术指标如表23排列以供参考表23国内外电动玻璃升降器主要技术指标技术指标内容行业标准QC/T6362000德国大众TL82083美国GM978BUICK雪铁龙B284250稳定电压12V12V12V135V工作电压1115V915V916V1016V最大消耗电流28A25A28A25A额定负载按图纸规定80N120N65N,80N,100N上升速度或上升时间70200MM/S120180MM/S或36秒3001S16CM/S剩余力按图纸规定100N200N178N355N300N自锁性500N500N450N300N绝缘强度550V1MIN750V2S1000V1MIN绝缘电阻03M20M下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985环境温度2070208030754085防水性IPX4IPX5PDW5033B3044102型耐久性前门15000循环后门7500循环前门12500循环后门7500循环前门14250循环后门7500循环从表23的主要技术指标对比来看，我国汽车电动玻璃升降器行业标准基本上采用了国外先进企业的标准，如按此标准制造汽车电动玻璃升降器，其产品可达到国际先进水平。从表中可看出，目前别克轿车对电动玻璃升降器的技术要求是最高的，其技术指标中额定负载大，要达120N，剩余力最大要求达355N，其耐久性试验中一个循环的运动次数也是最多的，玻璃在一个循环中需运动8次。要达到这些指标，对、传动机构都提出了更高的要求。23本章小结本章主要介绍了电动玻璃升降器的结构工作原理，结构形式和对国内主要技术指标的对比，了解国内外电动玻璃升降器的差距。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985第3章玻璃升降器的设计方案31车门玻璃的确定目前几乎所有车门玻璃都采用钢化曲面玻璃。曲面玻璃在轿车上得到了广泛的应用，曲面玻璃可以有效的利用车内空间，减少车门厚度，并且外形美观，使车身更趋于流线型，车室内的宽度也有所增大。但曲面玻璃在制造上有一定的难度，并且在升过程中容易发生卡滞，一般将曲面玻璃的球面弦高控制在4MM以下。轿车车门玻璃面主要分为五种类型1、圆柱面玻璃这种玻璃生产的工艺比较简单，但是对整车的造型美观方面影响；2、斜圆柱玻璃在布置玻璃圆断面方向时尽可能与玻璃导槽的方向一致，这导槽的模拟就是一个圆，玻璃的升降布置比较顺畅；3、圆环面玻璃这种玻璃的滑槽的设计相对比较简单一些，因为切出来的曲的曲率变化相对较小；4、啤酒桶面玻璃很多玻璃均采用这种形式，玻璃的生产艺相对复杂一点，但是更能保证车身整体的美观；下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709855、任意的A面对于这种曲面的玻璃，主要就是去近似拟合一下滑槽，只要满足相应的要求就好了，但是自由曲面玻璃在制造上有一定的难度，并且在降过程中容易发生卡住现象。车门玻璃的形状、大小、位置的确定是顺利实现玻璃升降布置的前提，也是车门布置的重要内容。玻璃形状和窗口处造型形状及窗框结构密切相关确定时应本着尽量逼近外形的原则，并保证玻璃沿导轨顺利升降。逼近外形是指车门玻璃的大小、形状与车身造型所要求的窗口一致，并尽量使玻璃外表面与车身外表面贴近。首先玻璃中心线的曲率和趋势应逼近外表面线，其次是保证玻璃沿导轨顺利升降，玻璃前后两边导轨平行且具有足够的导向段，并要求导轨的曲率保持不变。图31车门玻璃车门玻璃普遍采用安全钢化玻璃，厚度多为32MM、35MM。随着人们审美观的不断提高，对整车造型要求也越来越高，为了与整车造型风格相匹配，车门玻璃由以往的单曲率渐变为双曲率。但为了满足工艺要求，设计阶段玻璃最小曲率半径R最好能大于1500MM，避免因工艺难度太大而导致的制造成本增加、产品合格率降低。一般大型货车玻璃玻璃实际运动轨迹的圆弧半径或曲率半径R在30004000之间，微型客车在20003000MM之间，轿车一般在15002300MM之间，一些跑车、造型特别的概念车可能会小于1500MM，门框高H一般说来货车微型于轿车，在350600MM之间。选取R2000，门框高H400,总挠度B1002MM。32玻璃升降器的选择和布置下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985图32电动升降器1玻璃安装槽板2扇形齿轮3电机组4涡轮蜗杆小齿轮5升降臂当玻璃托槽跟随玻璃由上止点运行到下止点时，在方向上发生的最大总变形量称为总挠度B，值对升降器的运行阻力、弹性变形以及耐久性有重要影响，日值太小玻璃与腰线密封胶条的压力值小，密封不好；值太大升降器变形大，玻璃与胶条摩擦力大，容易发生永久性变形。考虑到升降器本身允许的最大弹性变形以及车门的密封需要，日值根据车型大小一般在818MM之间。大尺寸的升降器值可以取大一些，小尺寸的升降器B值可以取小一些。值在814MM之间时选用适应变形能力一般的交叉臂式升降器；而值在L418MM之间时选择适合变更大的绳轮式升降器；当值大于18MM时，绳轮式升降器钢丝布置与导轨圆弧发生的干涉量过大，钢丝绳容易与导轨圆弧发生强力摩擦而损坏，需要选择其他不常用类型的升降器。因此，应尽量避免将车窗玻璃轨迹线的圆弧半径设计的过小，导致日值过大而给升降器布置设计造成困难。B值在814MM之间选用适应能力一般的交叉臂式，在1418MM之间选用绳轮式。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985图34升降器压缩、引张量1上止点压缩量A12MM2最大引张量B93MM3下止点压缩量C25MM升降器布置以经验值来判断，但不是绝对的，最终的参数确定需要经过校核，其推荐值如表31所示。表31升降器布置尺寸推荐值序号变量内容推荐值1A玻璃托架与玻璃导槽夹角1042B上止点滚轮间距200MM3C下止点滚轮间距190MM下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709854D滚轮中心到止点余量10MM5E举升臂滚轮的余量10MM6F平衡臂滚轮中心的余量10MM7G马达到内手柄间隙56MM8H玻璃残余量3MMH5MM升降器与玻璃中心的关系玻璃升降器在H方向的配置以玻璃下边缘为基准，放置在中间，在L方向，以玻璃中心为基准，玻璃中心与臂交叉点距离为S，S60MM，如图35所示。图35叉臂交点与玻璃重心的关系33升降器厚度、安装进准面的确定升降器器厚度是指升降器理想运动平面到升降器安装基准面之间的平行距离；升降器安装基准面是指固定升降器的车门内板平面，一般包括固定板座和固定滚轮滑槽的2处平面，通常为了模具制造、测量方便等原因把这2处设计在同一平面内。升降器厚度的取值主要依据2个原则确保升降器支撑玻璃的距离不因过长而导致升降器所受扭矩过大，发生大的变形；升降器安装平面不影响其他功能件比如门锁、门限位器等零件的布置。因此给出升降器厚度的一般经验值是3045之间，不推荐取太大值，否则升降器机构强度会降低。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985图36升降器厚度选取示意图34升降器中位线、主臂旋转中心的布置中位线、主臂旋转中心布置如图4所示。升降器中位线是指升降器的小导轨中心线，小导轨将副臂一端的滚轮圆心与主臂旋转中心保持在中位线上，副臂另外一端的滚轮中心与主臂滚轮中心连线玻璃导槽中心线在运动过程中也始终与中位线保持平行，从而实现玻璃的水平升降。当升降器的玻璃导槽运动到中位线时，主臂中心线、2个副臂中心线与玻璃导槽中心线完全运动到同一水平面上。中位线将升降器总行程分为上行程X1与下行程X2对没有特殊布置要求的车门，X1与X2大致相同，相差最大不能超过40MM，以保证主臂不会弯曲，从而保证主臂强度以及材料利用率。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985图37中位线、主臂旋转中心布置升降器大小主要指主臂长度，主臂长度小，则升降器交叉支撑臂的宽度J1、J2小，支撑玻璃的稳定性差，如图所示；主臂长度越大,J1、J2越大，支撑玻璃的稳定性越好。但主臂长度还受到以下因素的限制，主臂顶端滚轮运动圆弧轨迹不能过于靠近门锁布置区，否则容易造成干涉；为保持升降器总传动比不会减少太多，主臂长度增大需要相应增大扇形齿板半径，增加升降器质量，以加大车门铰链的负担；主臂工作转角取60。95。，以便选取较合适的平衡弹簧；扇形齿板半径R2增大后，手柄旋转半径尺半径R3轨迹也会相应靠近仪表板，容易造成干涉。图38升降器主臂过下图39升降器主臂过大35玻璃在车门上的干涉校核玻璃与周边件的配合情况玻璃左右侧卡在玻璃导槽中，如图36所示下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985图310玻璃与周边件的配合1玻璃是嵌在滑门内外板的缝隙中的，玻璃表面与滑门腰部外加强板得间隙为108MM玻璃内表面与滑门腰部内加强板得间隙为245MM（图311）图311玻璃与周边的配合236电机的选择电动玻璃升降器的电机参数要求下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985上升载荷为80N下降载荷为20N减速器工作效率为50减速机构工作率95门框高H400MM玻璃摩擦力为20N5秒内完全升起玻璃重80NP（80N20N）04M/5016WP实P/951684W电动机的质量直接关系到电动玻璃升降器的正常工作，根据玻璃升降器的技术指标及客户要求，选择万宝至（MABUCHI）JF/LF578VA452玻璃升降器专用电机，他具有体积小，重量轻、防护等级高、噪声低、电磁干扰小、运行可靠等特点。该电机为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，通过双联开关的控制可做正转和反转，设有升、降、关等三个工作状态，不操控时开关自动停在“关”的位置上。操纵电路设有总开关和分开关，两者线路并联。总开关由驾车者，控制全部门窗的开闭。在该电动机中埋植磁环，感应电机旋转，在电子模块中埋霍尔元件，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。表32电机特性项目规格时间短时间电压135V,02电流6A以下转速6210R/MIN额定扭矩216NM电流2A无负荷转速90R/MIN电流175A有负荷扭转69123NM绝缘电阻1M以上电机直齿圆柱齿轮特性模数M2压力角A20齿数Z18下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985分度圆直径D154齿顶高HAHAM122MM齿根高HFHACM1025225MM齿距P314M628MM；齿厚S314M/2314MM图312电机图37扇形齿板的设计371确定模数和压力角因为扇形齿板上的齿与驱动电机的小齿轮啮合，所以他的特性为模数M2，压力角A20372确定主动臂的角行程由勾股定理，得SIN220/300472SIN184/30037837847285主动臂角行程85373确定齿数和分度圆直径下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985玻璃从上止点运动到下止点的时间初定为35S，360NT/60I；I360NT/6066235/851537齿数Z2IZ1153781222MM分度圆D2MZ22123246MM齿顶高HAHAM122MM齿根高HFHACM1025225MM齿距P314M628MM齿厚S314MM；38玻璃导向与保护机构玻璃导轨和窗框共同组成玻璃导向与保护机构。车门玻璃导轨用钢板冲压或滚压成型焊接或用螺钉连接于车门上。导轨内与玻璃接触的部位装有导槽，导槽用橡胶制成。导槽起导向、密封功能，行车和关闭车门时吸收玻璃的震动，避免玻璃直接与金属件接触，且起到美化。减小玻璃与车门外板的高度差、降低空气阻力的作用。导槽与玻璃接触的表面是聚氯乙烯，为了减小玻璃摩擦部位产生的摩擦阻力，增加玻璃的密封性，防止在寒冷地带的冻结，有密封条的特性。图313车门玻璃导轨玻璃导轨多为滚压件，主要包括本体与安装支架两个部分，如图315所示。设计一定要确保安装支架的强度，现在多采用15MM到2MM料厚的支架。支架结构必须具备下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985加强筋、翻遍等特征以确保其强度。如图316所示。图314玻璃导轨断面图图315玻璃导轨构成图316导轨支架39导向槽的设计图317玻璃支撑部分断面图玻璃长830MM，玻璃导向槽长度在350MM到550MM之间，取玻璃长导向槽长度为430MM，短导向槽230MM，宽度20MM,厚1MM，滑块高18MM，长17MM，厚6MM。310交叉臂的设计下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985如图318所示，通过对常规交叉臂式升降器直流电机性能、玻璃升降器基本性能、玻璃行程要求等因素进行综合考虑，确定从动臂两端定位孔的距离ACGC150MM,主动臂两端定位孔的距离BEEC300。因为玻璃导槽的固定点之间的距离HJ400MM,EN382MM，当AB经过E点时，ACB180,ACBC300MMHJ400MM,ACBC300MMEN382MM,所以导向槽不会对交叉臂产生干涉。图318升降器运动简图311车门玻璃密封条车门玻璃密封条是安装在车门窗框上的密封条，一般由软硬两种密实胶组成，并可嵌入金属骨架，在不同方向唇边上植绒可降低玻璃升降时同玻璃间的摩擦阻力，还有减少噪音的作用，如图315所示。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985图319车门玻璃密封条312车门玻璃内外挡水条车门玻璃内外挡水条位于车门窗框下方的车窗内外侧植绒密封条，一般由单种胶料构成，可提高整车外形的美观水平，如图316所示。图320车门玻璃外挡水条313车门设计的相关标准车门设计时需要考虑的几个设计或试验标准QC/T6362000汽车电动玻璃升降器绳轮式QCT6261999汽车玻璃升降器齿轮臂式GB96561996汽车用安全玻璃QC/T2652004汽车零部件编号规则TB196487客车门窗用密封条检验方法HG/T30881987车辆门窗橡胶密封条314本章小结本章主要确定了电动玻璃升降器的设计方案，车门玻璃的确定，升降器的选择和布置以及玻璃在车门上的干涉校核，确定升降器电机及其它零部件的尺寸和设计。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985第4章有关运动部件的数据校核41运动行程的校核为提高车窗的密闭性，需在原来的行程上加上10MM的上升量，即在没有导轨约束的情况下当玻璃到达上止点后仍能上升10MM。则LEG203MMEM167MM从动臂不与导向槽干涉。说明交叉臂在上止点AB到下止点AB升降时满足行程要求。42传动动力校核表41臂式玻璃升降器各部分的阻力实测值比率主要因素阻力（）平衡弹簧的作用39升降臂的质量和齿轮的摩擦64玻璃支撑部分115齿轮部分276玻璃质量282玻璃升降运动302合计1000以为目前设计的是电动玻璃升降器，升降器在玻璃车窗行程内任一点通过电机的自锁力都能自锁，不需要平衡弹簧进行自锁所以将表41修改为表42表42臂式玻璃升降器各部分的阻力实测值比率主要因素阻力（）玻璃升降运动291玻璃质量271齿轮部分266玻璃支撑部分111升降臂的质量和齿轮的摩擦61合计1000由运动行程可知，当升降器由下向上运动到上止点时，主动臂在Z方向上的驱动力最小，升降器总成在Z方向的阻力最大。小齿轮与扇形齿板的传动臂I1537，玻璃的质量M4，根据表42可知下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985在升降器上升至上止点时电动玻璃升降器在Z方向上的总阻力F4098100/2711446N；小齿轮给扇形齿板的扭矩T169123813NM最大负荷,扇形齿板与主动臂固定；则主动臂的最大扭矩TMAXT1I813153712496NM主动臂在C点上的垂直作用力FTMAX/015M83307N；FFCOS83307COS47256602N剩余力F2FF566021446421N传动动力满足升降器性能要求。43本章小结本章主要介绍了电动玻璃升降器运动行程和传动动力的校核，为了确保升降器不存在设计上的缺陷，对以设计内容进行分析和改善。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985第五章升降器电子控制系统和防夹设计51驾驶员电动升降器1、当开关关闭时，310、311相接，电动机两端搭铁，不工作；2、开关作上升运动，升10、311相接，电流流向为电源升10驾驶室电动机113搭铁，电动机运转，驾驶室玻璃上升；3、开关作下降运动，降11、103相接，电流流向为电源降11驾驶室电动机103搭铁，驾驶室电动机运转，驾驶室玻璃下降。52前座电动升降器1、当开关关闭时，驾驶室开关43、53相接，前座电机开关124、135相接，即前座电动机两端搭铁，不工作；2、当驾驶室开关关闭，如前座电动机开关作上升运动，则开关212、513相接，电流流向为电源212前座电动机1353搭铁，前座电动机运转，玻璃上升。3、若前座电动机开关作下降运动，即开关412、213相接，电流流向为电源213前座电动机1243搭铁，前座电动机运转，玻璃下降；53后座右侧电动升降器1、当开关关闭时，驾驶室开关63、73相接，后座右侧电机开关614、715相接，即后座右侧电动机两端搭铁，不工作；2、当驾驶室开关关闭，如后座右侧电动机开关作上升运动，则开关214、715相接，电流流向为电源214后座右侧电动机1573搭铁，后座右侧电动机运转，玻璃上升。3、若后座右侧电动机开关作下降运动，即开关614、215相接，电流流向为电源215后座右侧电动机1463搭铁，后座右侧电动机运转，玻璃下降；54后座左侧电动升降器1、当开关关闭时，驾驶室开关83、93相接，后座左侧电机开关816、917相接，即后座左侧电动机两端搭铁，不工作；2、当驾驶室开关关闭，如后座左侧电动机开关作上升运动，则开关216、179下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985相接，电流流向为电源216后座左侧电动机1793搭铁，后座左侧电动机运转，玻璃上升。3、若后座左侧电动机开关作下降运动，即开关168、172相接，电流流向为电源217后座左侧电动机1683搭铁，后座左侧电动机运转，玻璃下降；55防夹处理目前，许多汽车上都装有电动车窗，主要以一触式升降车窗为主。随着汽车人性化设计时代的到来，具有防夹功能的电动车窗也随之问世。但是，目前一些轿车上配备的防夹电动车窗技术是不是已经很成熟、完善，还是值得研究的。所谓防夹玻璃升降器，是指玻璃上升时，如果在上升区域内有人体某部位或物件时会立即反转一段距离后停止，以防止夹伤乘客。电动车窗的原动力就是一个电机，利用一些齿轮、连杆、滑槽之类的的组合，通过正反电流把电动马达顺时针、逆时针的旋转动作，转变成车窗上下移动的动作。即当按下电动窗开关，首先启动电动马达带动一支蜗杆，蜗杆和一个正齿轮咬合，驱动一个伞形的正齿轮旋转，再带动一组连杆运动，而车窗便固定在连杆摇臂另一端的滑槽上，随着连杆摇臂末端的滑块在滑槽内滑动，带动车窗垂直上下运动。研究发现，电动窗关闭过程中，向上推动的力量最强可达526，最弱的力量亦可达到166，尤其是具有窗框的电动门窗，力量同窗较大，约在322526之间。当发生意外情况时，即使是成年人也没有足够的力量制止，更不用说是小孩或老人，所以电动车窗夹人的事故就时有发生。为满足汽车人性化设计的需求，就要求电动车窗具有一定的防夹功能。所谓防夹电动窗，就是加装一组电流感应器，由霍尔传感器时刻检测着电动机的转速，当电动车窗升起时，一旦电动马达转速减缓，当霍尔传感器检测到转速有变化时就会向ECU报告信息，ECU向继电器发出指令，电路会让电流反向，使电动机停转或反转，于是车窗也就停止移动或下降，因此具有一定的防夹功能。防夹电动车窗的原理，如图所示。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985图51防夹电动窗原理图551电机部分一般电动玻璃升降器结构的关键是电机，其中电机采用可逆性永磁直流电机，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饿反转来实现升降。而防夹电机是在一般电机的基础上，点集中增加传感器，开关控制部分中添加处理元件来实现防夹功能。通常是在电机中埋植磁环，感应电机转速，在电子模块汇总埋植霍尔元件，感应电流，并通过电子控制模块对电动机的过流、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动，防止乘员夹伤。防夹电机部分主要包含直流电机（内置减速器）和感应器两部分。552感应器为了保证玻璃升降器具备防夹功能，要求ECU必须包含两种功能。（1）判定玻璃是在防夹区还是非防夹区（2）判定玻璃是否遇到障碍物。如果ECU判定玻璃处在防夹区，并且玻璃遇到障碍物，则ECU将发出指令，给电机两端输出反向的电源，促使电机反转，并在反转一段时间内停止。为了能实现ECU的这两种功能，则电机的感应器必须具备以下功能，（1）采集并输出玻璃所处区域的信号；（2）采集并输出电机转速的脉冲信号。因此一般感应器包含两部分，位置感应器和转速感应器。56防夹功能原理561玻璃所处区域的信号采集关闭玻璃的过程中，可能遇到障碍物，同时玻璃关闭时最终必然会接触到上侧门框上的玻璃导轨胶条。为了既能实现防夹功能，又可以最终关闭玻璃。一般的在玻璃上升的区间内即从玻璃的上止点到下止点范围内划分为两个区间（1）非防夹区从玻璃上止点到以下某一范围（一般玻璃升降器的非防夹区为玻璃上止点以下10左右）。该区域内即便玻璃上升时遇到障碍物电机也不会反转，以保证玻璃遇到上侧门框上的玻璃导轨胶条会停止而不是反转。（2）防夹区非防夹区以外的区域。该区域内，玻璃上升时遇到障碍物，电机会反转一段距离后停止。以确定不会夹伤人体的某部位如手、手臂等。同时也起到自保护作用，不会因为过载而损伤电机。（3）防夹区和非防夹区得识别及玻璃所处区域信号采集下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985如图52电机旋转，带动1拨叉齿轮，又通过3从动齿轮带动2内齿圈；其传动比为3619，起到减速的作用。5调整钢圈为开口的钢丝环，两端伸出3左右的一段钢丝。调整钢圈套在2内齿圈外侧，内齿圈旋转是靠与调整钢圈间的摩擦力带动调整钢圈同步转动，调整钢圈两端伸出钢丝又带动定位环套同步旋转；定位换套上部有止动块，下部有突出结构，其作用在于当止动块在接触6基板限位块前得一段距离内（11525）触发常闭状态的限位开关断开；这样就可以采集并输出玻璃已经上升到非防夹区域内的信号。图52玻璃所处位置的信号采集机构（1拨叉齿轮；2内齿圈；3从动齿轮；4定位环套；5调整钢圈；6基板限位块；7限位开关）562障碍物的信号采集障碍物及信号采集及输出是通过固化到电机内部的传感器来实现的。电机顺时针旋转，玻璃上升，此时会在感应器的输出端产生脉冲信号，当玻璃上升过程中遇到障碍物时，电机的转速会变慢，从而改变了感应器输出的脉冲信号，ECU对脉冲信号判断，如果脉冲信号的频率F满足以下条件FF阀值则ECU判定玻璃遇到障碍物。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985图53玻璃受到异常阻力前后的脉冲信号示意图57防夹玻璃升降器对安装的要求1、确保玻璃处于导轨胶条的合理位置先把防夹玻璃升降器、玻璃装入车门内，紧固螺钉不要旋紧，接通电源，反复动作几次，以保证玻璃处于导轨胶条较均匀的位置上，然后玻璃升到顶端，依次旋紧螺钉。2、防止上止点上偏在防夹玻璃升降器安装到门上后使用专用的检测线路及开关系统进行作动检查。不可以直接使用蓄电池检测。3、检查项目包含1）通过控制按钮测试向上寸动，向下寸动，向上连续作动，向下连续作动是否能正常进行。要求作动平稳、流畅，无异音。2）用专用工具对防夹区检查把专用工具放到门框下并与门框接触，使升降器向上连续作动，接触后，要求玻璃反转规定距离。3）如果发现玻璃上升接触到门框后又发生反转等问题，可以尝试是否可以通过调节复位开关来修正。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985图54防夹功能检验位置58防夹电动车窗的改进581基于“触觉”的防夹由于车窗玻璃到达终端的阻力比移动过程中的阻力大得多，因此他们控制方式是不一样的。当车窗玻璃到达关闭的终端时，因阻力变大，电动机过载，电流也变大。此时继电器有过载保护功能，会自动切断电流。有的汽车在玻璃升降的终点设有终点装置限位开关，当玻璃到达终端时压住限位开关，电流被切断，电动机停止运转。在摇臂末端的滑块上加装一个灵敏压力传感器代替电流感应器（图54）。当车窗上升时，灵敏压力传感器感应到轻微压力信号后立刻向ECU发出信号，ECU将会通过继电器让电流变向或断开，以达到保护的目的。图54基于“触觉”的防夹电动车窗的改进582基于“视觉”的防夹所谓“视觉”，是一套光学控制系统。它检测有无异物在电动车窗移动范围内，从而控制玻璃移动，无需异物直接接触到玻璃。这个光学控制系统主要元件是光学传感器，它由红外线发射器和感应接收器组成，安装在车窗的上下边框上。在车窗上升时，开始启动红外线扫描装置，能连续精确地扫描制定的区域，具体就是车窗上下边缘的平面，一旦检测到有异物，传感器会极迅速地把信息反馈至ECU，ECU发出指令使电动机停止运转。此系统实现后能够在很大程度上增强电动车窗的安全性，真正实现无接触防夹，下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985在汽车人性化设计的时代更能满足人们对汽车安全性的要求。基于“视觉”的防夹电动车窗原理如图55所示；图55基于“视觉”的防夹电动车窗的改进59电动玻璃升降器过流保护591电动玻璃升降器的控制对电动玻璃升降器的控制及保护主要源自于对电动玻璃升降器电机的控制。现代电动玻璃升降器主要采用集中控制，即通过一个中央控制器接受各个玻璃升降的开关信号，然后由中央控制器去控制相应电动玻璃升降器的升降如图所示。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985图56电动玻璃升降器的集中控制框图592电动玻璃升降器过流保护的分类根据过流保护装置的不同可分为内部过流保护和外部过流保护。内部过流保护就是将过流保护电路集成到电动玻璃升降器总成中。由于内部过流保护增加了电动玻璃升降器总成整体的占用空间，同时由于电动玻璃升降器位于车门内部，其环境较为苛刻，受震动影响较大，内部过哦刘保护电路的可靠性会有所下降。正因如此，现代轿车的电动玻璃升降器过流保护很少采用内部过流保护。外部过流保护是将电动玻璃升降器的过流保护电路集成到升降器总成的外部装置中，如中央集控器、熔断丝及继电器总成。由于外部过流保护可减少电机玻璃升降器总成的整体占用空间，所以被广泛应用于现代轿车中。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985图57电动玻璃升降器内部过流保护图58电动玻璃升降器外部过流保护593PPTC在电动玻璃升降器中应用汽车电动玻璃升降器的电动机属于微型电动机，微型电动机得绕组通常是由很细的铜丝绕成，耐电流的能力差。当电动机负载较重时，流过绕组的电流会很快速增加，同时电动机温度急剧升高，铜丝绕组极易烧毁。在传统电动玻璃升降器过流保护过程中，由于反复关断，造成电流发生震荡，电动机整体温度不能下降，电动机被烧坏问题不能有效解决。在电机内加装PPTC，可以对电动机过载时提供及时的保护功能，避免电动机被烧毁。510本章小结本章主要介绍了电动玻璃升降器的电子控制系统和防夹系统，对防夹系统的优化设计和对升降器的过流保护。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985结论与传统玻璃升降器相比，电动玻璃升降器具有可靠性高，结构合理、简单，操纵方便等特点，有效提高了汽车的乘坐舒适性。电动玻璃升降器由电动机、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载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985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。本次设计对电动玻璃升降器进行了详细的分析和阐述1、整个电动升降器的发展，对未来市场前景的预测2、阐述了电动玻璃升降器的结构和工作原理，形式和主要技术指标3、确定升降器的设计方案；4、对主要部件进行校核分析，避免出现运动干涉；5、设计电动玻璃升降器的电子控制系统和防夹设计；现代产品设计的基本理论与技术是基于知识驱动的产品设计开发系统研究的理论基础。除本文所提到的一些传统的玻璃升降器的，随着汽车工业的不断发展和电子技术在汽车上的广泛应用，最近国外以开发多种新型玻璃升降器以达到减振、减噪、延长其寿命的目的。参考文献1马宪民，人工智能的原理与方法M，西安；西安工业大学出版社，20022郭竹亭，汽车车身设计M，长春；吉林科学技术出版社，19923郭竹亭汽车车身设计M吉林吉林科学技术出版社，199442国家发展和改革委员会QCFF6262008汽车玻璃升降器S200853全国汽车标准化技术委员会QCRR6362000汽车电动玻璃升降器S2000下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709856姜华基于KBE的交叉臂式车门玻璃升降器参数化建模技术及软件开发吉林大学硕士学位论文D，2005年24327蒋斌浅论汽车玻璃升降器的结构与发展J汽车技术，19962年第10期8黄金葭汽车车身结构与设计M长春吉林工业大学出版社198939龚徽寒汽车现代设计制造M北京人民交通出版社1995810潘旭峰现代汽车电子技术M北京北京理工大学出版杜11曹云翔郭瑞文季