汽车玻璃升降器滑块的研究
时间：2020-12-29 12:00:07 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
分析了臂式玻璃升降器和绳轮式升降器的构造和原理，重点指出滑块的重要性，针对传统滑块的不足进行了分析，针对电动玻璃升降器的特点对其滑块进行了改进，实现了低摩擦、运动稳定和低噪音的功能。
电动玻璃升降器滑块
0引言
随着经济的发展，汽车行业也获得了巨大的市场空间，各个汽车品牌之间形成了激烈的竞争，消费者对汽车的要求也越来越高。汽车的车门作为汽车车身的一个重要组成部分，也越来越被更多人关注，尤其是车门的玻璃升降系统，除了需要完成车窗玻璃的升降工作以外，还需要更多地关注其工作的稳定性、安全性和经济性。随着工业技术的发展，玻璃升降器也从最初的手动转变成现在流行的电动升降。
1玻璃升降器的结构
玻璃升降器的种类很多，目前应用的比较多的有臂式玻璃升降器和绳轮式升降器。二种升降器有各自的特点。臂式玻璃升降器的结构，主要由叉臂、滑块、导轨、电机和转动齿板组成。转动齿板连接在叉臂上，由电机进行驱动，叉臂下部安装滑块，上部负责玻璃的支撑。绳轮式升降器的结构，主要由电机、卷丝机构、绳索、导轨和滑块组成。卷丝机构负责绳索的控制，驱动源为电机，滑块负责连接车窗玻璃，在导轨上移动。在材料上，臂式升降器主要由金属材料组成，而绳轮式升降器允许有少量塑料件。
2玻璃升降器原理
玻璃升降器尽管在种类上有所区别，但是主要功能都是负责车窗玻璃的升降，现针对电动玻璃升降器的原理进行分析。
臂式升降器的工作原理，主要驱动机构由齿轮双出轴电机完成，电机齿轮与扇形的转动齿板啮合，在工作时带动叉臂在导轨上运动，为了避免出现较大的摩擦，在叉臂的下端通过滑块与导轨进行连接。当电机正转时，叉臂下端的距离减小，带动玻璃车窗沿着对应的路线上升，反之下降。具体传动路线为：电机→转动齿板→叉臂→滑块→导轨→玻璃车窗。
绳轮式升降器的工作原理，主要通过电机进行正反驱动，带动绳索进行圆周运动，滑块与车窗玻璃连接在一起，绳索带动滑块与车窗玻璃一起在导轨上运动，实现了车窗玻璃的上升与下降。具体传动路线为：电机→绳索→滑块→车窗玻璃。
3滑块的研究
3.1传统的滑块
通过上面的介绍可知，正确的完成车窗的升降，滑块的功能非常重要。在叉臂式玻璃升降器中，滑块主要作用是导向，可以在导轨中往复运动，减小摩擦，使车窗上下运动时可以贴合前后玻璃槽，减小了摩擦。目前叉臂式升降器所用的滑块有圆形和方形二种形式，如图1所示。圆形滑块摩擦阻力小，使用灵活，但是与导轨槽里的接触面积少，工作中不容易保证车窗的运动轨迹。方形滑块运动平稳，接触面积多，但是阻力大容易产生噪音。绳轮式滑块主要起安装作用，把玻璃车窗安装在滑块上，然后带动在导轨上运动，对滑块要求很高。容易产生噪音，玻璃运动的平稳性很难精确保证。
3.2滑块的改进
针对传统的滑块不足，对玻璃升降器中的滑块进行了改进。如图2所示为改进的滑块。该滑块采用自润滑材料制作，主要形状为六边形，二个侧面可以与导轨进行安装，导轨可以在滑动平台中进行运动，同时为了保证运动轨迹在侧面设计了弹性爪，弹性爪的背面设计为三角槽，满足移动过程中的弹性形变，在顶面的两侧设置有滑动平台，可以实现摩擦的降低，顶端的凸台起到导向作用，使滑块运动时不会偏离轨迹，其他槽形结构可以满足滑块的力学性能变化和材料的节省。
图2改进的滑块（1本体；2连接孔；3、4弹性爪；5滑动平台；6凸台；7缓冲平台；8深槽）
这种滑块在使用中可以实现以下性能：
（1）摩擦力小。滑块在运行过程中，如果摩擦力过大会增加运动的阻力，而且出现磨损严重的情况，为了保证滑块与导轨的匹配，改进的滑块设计了滑动平台，结合自润性材料可以实现摩擦力的降低，当然为了保证滑块的移动效果，装配时采用的是间隙装配方式，为了精确控制滑块的运动轨迹，采用弹性爪结构实现了滑块自身结构的微调，进一步减小工作过程中车窗波路运动的摩擦力。
（2）运动稳定。传统的滑块由于自身结构的限制加上本身在自由度上的设计，装配时与导轨之间存在一定的间隙，这个间隙的大小直接影响车窗玻璃的运动轨迹，间隙过大会导致玻璃在升降过程中产生振动，不容易实现精确的运动轨迹，影响玻璃车窗的落槽；间隙过小会增加运动的阻力，滑块需要克服的摩擦力增大，影响使用寿命，容易出现异响。改进的滑块通过槽形的结构和凸台的导向作用实现运动轨迹的双向控制，增加了玻璃车窗运动的稳定性，提高了工作精度。
（3）灵活性强。改进的滑块由于采用了弹性爪结构，可以实现弹性形变，在滑块运动过程中不会出现卡滞现象，另外设计的缓冲平台本身具有吸能减震的作用，使得整个过程轻便灵活，没有振动性。大量的孔型和槽形结构节省了材料降低了滑块本身的质量，使得运动更加灵活。
4结论
综上所述，汽车玻璃升降器的滑块在车窗玻璃升降过程中影响着玻璃车窗运动的轨迹，缓解了运动过程中产生的振动。改进的滑块可以实现多种功能，结构简单，可以实现量产，关键对于车窗运动的稳定性有关键作用，摩擦力小，灵活性也有了很大的提高。采用自润性材料进行制作，可以消除异响，实现自身的灵活转动，使得玻璃升降器的稳定性、安全性和经济型都有了很大的提高。
参考文献：
[1]吴君杰.电动玻璃升降器.汽车实用技术2003（10）：34.
[2]蒋斌.浅论汽车玻璃升降器的结构与发展.汽车技术，1996（10）：1-6.
[3]廖红兵，刘达斌.浅析电动玻璃升降器.机械设计与研究，2007（专刊）：155-158.
基金项目：2013年滁州职业技术学院院级科研规划课题（项目编号YJQ-2013-06）。
