Descripció i principi de funcionament de les finestres elèctriques

Tots els fabricants d’automòbils s’esforcen perquè els seus models no només siguin segurs i còmodes, sinó que també siguin pràctics. El disseny de qualsevol cotxe inclou molts elements diferents que permeten distingir un model de cotxe específic d'altres vehicles.

Tot i les diferències tècniques i visuals importants, no es construeix cap cotxe sense vidres laterals retràctils. Per facilitar al conductor l'obertura / tancament de finestres, es va inventar un mecanisme amb el qual podeu pujar o baixar el vidre de la porta. L'opció més pressupostària és un regulador de finestres mecànic. Però avui en dia, en molts models del segment pressupostari, les finestres elèctriques es troben sovint a la configuració bàsica.

Considerem el principi de funcionament d’aquest mecanisme, la seva estructura, així com algunes de les seves característiques. Però primer, submergim-nos una mica en la història de la creació d’una finestra elèctrica.

La història de l'aparició de la finestra elèctrica

El primer elevador de finestres mecànic va ser desenvolupat pels enginyers de la companyia alemanya Brose el 1926 (es va registrar una patent, però el dispositiu es va instal·lar als cotxes dos anys després). Molts fabricants d'automòbils (més de 80) eren clients d'aquesta empresa. La marca continua dedicada a la fabricació de diversos components per a seients, portes i carrosseries.

La primera versió automàtica del regulador de finestres, que tenia accionament elèctric, va aparèixer el 1940. Aquest sistema es va instal·lar als models americans Packard 180. El principi del mecanisme es basava en l'electrohidràulica. Per descomptat, el disseny del primer desenvolupament era excessiu i no totes les portes permetien instal·lar el sistema. Una mica més tard, la marca Ford va oferir el mecanisme d’aixecament automàtic com a opció.

Les limusines premium Lincoln i les berlines de 7 places, produïdes des del 1941, també estaven equipades amb aquest sistema. Cadillac és una altra empresa que ofereix als compradors de vehicles un elevador de vidre a cada porta. Una mica més tard, aquest disseny es va començar a trobar en descapotables. En aquest cas, el funcionament del mecanisme es sincronitzava amb la tracció del sostre. Quan es va baixar la part superior, les finestres de les portes s’amagaven automàticament.

Inicialment, els cabriolets estaven equipats amb un impulsor accionat per un amplificador de buit. Una mica més tard, va ser substituït per un analògic més eficient, alimentat per una bomba hidràulica. Paral·lelament a la millora del sistema existent, enginyers de diferents empreses han desenvolupat altres modificacions de mecanismes que asseguren la pujada o baixada de vidre a les portes.

El 1956 va aparèixer el Lincoln Continental MkII. En aquest cotxe es van instal·lar vidres elèctrics accionats per un motor elèctric. Aquest sistema va ser desenvolupat pels enginyers de la marca automobilística Ford en cooperació amb els especialistes de la companyia Brose. El tipus elèctric d’elevadors de vidre s’ha consolidat com l’opció més senzilla i fiable per als turismes, de manera que aquesta modificació particular s’utilitza en un cotxe modern.

Finalitat de la finestra elèctrica

Com indica el nom del mecanisme, el seu propòsit és que el conductor o el passatger del cotxe canviïn independentment la posició del vidre de la porta. Atès que l’analògic mecànic clàssic s’adapta perfectament a aquesta tasca, la modificació elèctrica té com a finalitat proporcionar la màxima comoditat en aquest cas.

En alguns models de cotxes, aquest element es pot instal·lar com a opció de confort addicional, mentre que en altres es pot incloure al paquet bàsic de funcions. Per controlar l’accionament elèctric, s’instal·la un botó especial a la maneta de la targeta de la porta. Amb menys freqüència, aquest control es troba al túnel central entre els seients davanters. A la versió pressupostària, la funció de controlar totes les finestres del cotxe s’assigna al conductor. Per fer-ho, s’instal·la un bloc de botons al mànec de la targeta de la porta, cadascun dels quals és responsable d’una finestra específica.

El principi del regulador de finestra

La instal·lació de qualsevol regulador de finestra modern es realitza a la part interior de la porta, sota vidre. Depenent del tipus de mecanisme, la unitat s’instal·la en un subestructura o directament a la carcassa de la porta.

L'acció dels vidres elèctrics no és diferent de les contraparts mecàniques. L’única diferència és que hi ha menys distracció de conduir per pujar / baixar el got. En aquest cas, n’hi ha prou amb prémer el botó corresponent del mòdul de control.

En el disseny clàssic, el disseny és un trapezoide, que inclou una caixa de canvis, un tambor i un cable enrotllat al voltant de l’eix de la caixa de canvis. En lloc d’un mànec, que s’utilitza en la versió mecànica, la caixa del canvi s’alinea amb l’eix del motor elèctric. Actua com una mà per fer girar el mecanisme per moure el vidre verticalment.

Un altre element important del sistema de finestres modernes és un mòdul de control de microprocessador (o bloc), així com un relé. La unitat de control electrònic detecta els senyals del botó i envia l’impuls corresponent a un actuador específic.

Després d’haver rebut un senyal, el motor elèctric comença a moure’s i mou el vidre. Quan es prem el botó breument, es rep el senyal mentre es prem. Però quan es manté premut aquest component, s'activa un mode automàtic a la unitat de control, durant el qual el motor continua funcionant fins i tot quan es deixa anar el botó. Per evitar que la unitat es cremi quan el vidre es recolza contra la part superior de l'arc, el sistema apaga l'alimentació elèctrica del motor. El mateix s'aplica a la posició més baixa del vidre.

Disseny de reguladors de finestra

El clàssic regulador de finestra mecànic consisteix en:

• Suports de vidre;
• Guies verticals;
• Amortidor de goma (situat a la part inferior del cos de la porta i la seva funció és restringir el moviment del vidre);
• Segellador de finestres. Aquest element es troba a la part superior del marc de la finestra o del sostre, si és convertible (consulteu les característiques d’aquest tipus de cos) en una altra ressenya) o hardtop (es considera una característica d’aquest tipus de cos aquí). La seva tasca és la mateixa que la d'un amortidor de goma: limitar el moviment del vidre a la posició superior màxima;
• Conduir. Pot ser una versió mecànica (en aquest cas, s’instal·larà un mànec a la targeta de la porta per girar l’engranatge del tambor, sobre el qual s’enrotlla el cable) o de tipus elèctric. En el segon cas, la targeta de la porta no tindrà cap mànec per al moviment del vidre. En canvi, a la porta s’instal·la un motor elèctric reversible (pot girar en diferents direccions en funció dels pols actuals);
• Un mecanisme d’elevació mitjançant el qual es mou el vidre en una direcció específica. Hi ha diversos tipus de mecanismes. Considerarem les seves característiques una mica més endavant.

Dispositiu de finestra elèctrica

Com es va esmentar anteriorment, la majoria de finestres elèctriques tenen el mateix disseny que les seves contraparts mecàniques. Una excepció és el motor elèctric i l’electrònica de control.

Una característica del disseny de finestres elèctriques amb motor elèctric és la presència de:

• Motor elèctric reversible, que executa les ordres de la unitat de control, inclòs en el disseny de la unitat o mòdul;
• Cables elèctrics;
• Una unitat de control que processa senyals (depèn del tipus de cablejat: elèctric o electrònic) que provenen del mòdul de control (botons) i en surt una ordre a l’actuador de la porta corresponent;
• Botons de control. La seva ubicació depèn de l’ergonomia de l’espai interior, però en la majoria dels casos aquests elements s’instal·laran a les nanses de les portes interiors.

Tipus d’ascensors

Inicialment, el mecanisme d’elevació de finestres era del mateix tipus. Era un mecanisme flexible que només podia funcionar girant el mànec de la finestra. Amb el pas del temps, enginyers de diferents empreses han desenvolupat diverses modificacions dels polipastos.

Un modern regulador de finestra electromecànic es pot equipar amb:

• Trosov;
• Prestatge;
• Elevador de palanca.

Considerem la peculiaritat de cadascun d’ells per separat.

Corda

Aquesta és la modificació més popular dels mecanismes d’elevació. Per a la fabricació d’aquest tipus de construccions, es necessiten pocs materials i el mecanisme en si es diferencia d’altres anàlegs per la seva simplicitat d’operació.

El disseny té diversos rodets sobre els quals s’enrotlla el cable. En alguns models, s’utilitza una cadena que augmenta el recurs de treball del mecanisme. Un altre element d’aquest disseny és el tambor de transmissió. Quan el motor comença a funcionar, fa girar el tambor. Com a resultat d’aquesta acció, el cable s’enrotlla al voltant d’aquest element, movent-se cap amunt / avall de la barra sobre la qual es fixa el vidre. Aquesta tira es mou exclusivament en direcció vertical a causa de les guies situades als laterals del vidre.

Per evitar que el vidre es distorsionés, els fabricants van fer aquest disseny triangular (en algunes versions, en forma de trapezoide). També té dos tubs de guia pels quals s’enfila el cable.

Aquest disseny té un inconvenient important. A causa del treball actiu, el cable flexible es deteriora ràpidament a causa del desgast natural i també s’estira o es torça. Per aquest motiu, alguns vehicles utilitzen una cadena en lloc d’un cable. A més, el tambor de la unitat no és prou fort.

Prestatge

Un altre tipus d’elevació, bastant estrany, és el pinyó de cremallera. L’avantatge d’aquest disseny és el seu baix preu, així com la seva senzillesa. Una altra característica distintiva d’aquesta modificació és el seu funcionament suau i suau. El dispositiu d’aquest ascensor inclou un bastidor vertical amb dents a un costat. Es fixa un suport transversal amb vidre fixat a l'extrem superior del carril. El mateix vidre es mou al llarg de les guies, de manera que no es deformi durant el funcionament d’un empenyedor.

El motor està fixat en un altre suport transversal. Hi ha un engranatge a l’eix del motor elèctric, que s’enganxa a les dents del bastidor vertical i el mou en la direcció desitjada.

A causa del fet que el tren d'engranatges no està protegit per cap tapa, la pols i els grans de sorra poden entrar entre les dents. Això comporta un desgast prematur de l’engranatge. Un altre desavantatge és que el trencament d’una dent comporta un mal funcionament del mecanisme (el vidre roman en un lloc). A més, s’ha de controlar l’estat del tren d’engranatges, lubricant-lo periòdicament. I el factor més important que impossibilita la instal·lació d’aquest mecanisme en molts cotxes són les seves dimensions. L’estructura massiva simplement no s’adapta a l’espai de les portes estretes.

Palanca

Els elevadors d’enllaços funcionen de forma ràpida i fiable. El disseny de la unitat també té un element dentat, només gira ("dibuixa" un semicercle) i no puja verticalment, com en el cas anterior. En comparació amb altres opcions, aquest model té un disseny més complex, que consta de diverses palanques.

En aquesta categoria, hi ha tres subespècies de mecanismes d’elevació:

1. Amb una palanca... Aquest disseny consistirà en un braç, engranatge i plaques. La pròpia palanca està fixada a la roda dentada i a la palanca hi ha plaques sobre les quals es fixa el vidre. S'instal·larà un control lliscant a un costat de la palanca, al llarg del qual es mouran les plaques amb vidre. La rotació de la roda dentada la proporciona un engranatge muntat a l’eix del motor elèctric.
2. Amb dues palanques... No hi ha cap diferència fonamental en aquest disseny en comparació amb l’analògic d’una sola palanca. De fet, es tracta d’una modificació més complexa del mecanisme anterior. La segona palanca s'instal·la a la principal, que té un disseny similar a la modificació d'una sola palanca. La presència del segon element impedeix que el vidre es torci durant el seu aixecament.
3. De dos braços, amb rodes... El mecanisme té dues rodes dentades amb dents muntades als laterals de la roda dentada principal. El dispositiu és tal que acciona simultàniament les dues rodes a les quals s’uneixen les plaques.

Quan s’envia una ordre al motor, l’engranatge, fixat a l’eix, gira l’eix de l’eix dentat. Al seu torn, amb l’ajut de palanques, ella puja / baixa el vidre muntat al suport transversal. Cal tenir en compte que els fabricants de cotxes poden utilitzar una estructura de palanca diferent, ja que cada model de cotxe pot tenir mides de portes diferents.

Els avantatges dels elevadors de braços inclouen una construcció senzilla i un funcionament silenciós. Són fàcils d’instal·lar i el seu disseny versàtil permet la instal·lació en qualsevol màquina. Com que aquí s’utilitza una transmissió de marxes, com en la modificació anterior, té els mateixos desavantatges. Els grans de sorra poden entrar al mecanisme, que destrueixen gradualment les dents. També s’ha de lubricar periòdicament. A més, el mecanisme aixeca el vidre a diferents velocitats. L'inici del moviment és bastant ràpid, però el vidre es porta a la posició superior molt lentament. Sovint hi ha sacsejades en el moviment del got.

Característiques d'operació i control de finestres elèctriques

Atès que la finestra elèctrica es basa en la construcció d'un analògic mecànic, el seu funcionament té un principi senzill i no requereix habilitats ni subtileses especials. Per a cada porta (depèn del model del cotxe) es requereix una conducció. El motor elèctric rep una ordre de la unitat de control que, al seu torn, capta el senyal del botó. Per aixecar el got, el botó sol estar alçat (però hi ha altres opcions, com la que es mostra a la foto següent). Per baixar el got, premeu el botó.

Alguns sistemes moderns funcionen exclusivament amb el motor en marxa. Gràcies a això, es garanteix la seguretat que la bateria no està completament descarregada a causa del mode d'espera de l'electrònica (per saber com arrencar el cotxe si la bateria està completament descarregada, llegiu en un altre article). Però molts cotxes estan equipats amb finestres elèctriques que es poden activar quan s’apaga el motor de combustió interna.

Molts models de cotxes estan equipats amb productes electrònics més còmodes. Per exemple, quan un conductor deixa el cotxe sense obrir la finestra, el sistema pot reconèixer-ho i fa la feina per si mateix. Hi ha modificacions dels sistemes de control que permeten baixar / aixecar el vidre de forma remota. Per a això, hi ha botons especials al porta-claus del cotxe.

Pel que fa al sistema electrònic, hi ha dues modificacions. El primer consisteix a connectar el botó de control directament al circuit elèctric del motor. Aquest esquema consistirà en circuits separats que funcionaran independentment els uns dels altres. L’avantatge d’aquest acord és que, en cas d’avaria d’una unitat individual, el sistema pot funcionar.

Com que el disseny no té cap unitat de control, el sistema mai fallarà a causa de la sobrecàrrega del microprocessador, etc. No obstant això, aquest disseny té un inconvenient important. Per pujar o baixar completament el vidre, el conductor ha de mantenir premut un botó, la qual cosa distreu tant la conducció com en el cas d’un analògic mecànic.

La segona modificació del sistema de control és electrònica. En aquesta versió, l’esquema serà el següent. Tots els motors elèctrics estan connectats a una unitat de control, a la qual també es connecten els botons. Per evitar que el motor es cremi a causa de l’alta resistència, quan el vidre arriba al punt mort extrem (superior o inferior), hi ha un bloqueig a l’electrònica.

Tot i que es pot utilitzar un botó separat per a cada porta, els passatgers de la fila posterior només poden accionar la seva pròpia porta. El mòdul principal, amb el qual és possible activar la transmissió de vidre de qualsevol porta, només està a la disposició del conductor. En funció de l'equipament del vehicle, aquesta opció també pot estar disponible per al passatger davanter. Per fer-ho, alguns fabricants d’automòbils instal·len un bloc de botons entre els seients davanters del túnel central.

Per què necessito una funció de bloqueig?

Gairebé tots els models moderns de finestres elèctriques tenen un pany. Aquesta funció impedeix que el vidre es mogui fins i tot quan el conductor prem un botó del mòdul de control principal. Aquesta opció augmenta la seguretat al cotxe.

Aquesta funció serà especialment útil per a aquells que viatgin amb nens. Tot i que d’acord amb els requisits de molts països, els conductors han d’instal·lar seients especials per a nens, una finestra oberta a prop del nen és perillosa. Per ajudar els automobilistes que busquen un seient de cotxe per a nens, us recomanem que llegiu l'article sobre butaques amb el sistema Isofix... I per a aquells que ja han comprat aquest component del sistema de seguretat, però no saben instal·lar-lo correctament, sí una altra ressenya.

Quan un conductor condueix un cotxe, no sempre pot seguir tot el que passa a la cabina sense distreure’s de la carretera. Per tal que el nen no pateixi el flux de vent (per exemple, pot refredar-se), el conductor puja el vidre a l’alçada requerida, bloqueja el funcionament de les finestres i els nens no podran obrir les finestres en la seva pròpia.

La funció de bloqueig funciona a tots els botons de les portes posteriors del passatger. Per activar-lo, cal prémer el botó de control corresponent del mòdul de control. Mentre l'opció està activa, els ascensors posteriors no rebran cap senyal de la unitat de control per moure el vidre.

Una altra característica útil dels moderns sistemes de finestres elèctriques és el funcionament reversible. Quan, en aixecar el vidre, el sistema detecta una desacceleració de la rotació de l’eix del motor o la seva aturada completa, però el vidre encara no ha arribat al punt extrem extrem, la unitat de control indica al motor elèctric que giri en l’altra direcció. Això evita lesions si un nen o una mascota miren per la finestra.

Tot i que es creu que els vidres elèctrics no tenen cap impacte en la seguretat mentre es condueix, quan el conductor es distreu menys de conduir, això mantindrà la seguretat de tothom a la carretera. Però, com dèiem una mica abans, l’aspecte mecànic dels reguladors de finestres farà front perfectament a aquesta tasca. Per aquest motiu, la presència d’un motor elèctric s’inclou a l’opció de confort del vehicle.

Al final de la revisió, oferim un petit vídeo sobre com instal·lar finestres elèctriques al cotxe:

S05E05 Instal·lar finestres elèctriques [BMIRussian]