Описание и принцип работы электростеклоподъемников

Каждый автопроизводитель стремится сделать свои модели не только безопасными и комфортными, но также практичными. В конструкцию любой машины входит много разных элементов, которые позволяют выделить конкретную модель авто от других транспортных средств.

Несмотря на серьезные визуальные и технические различия, ни один автомобиль не создается без опускающихся боковых окон. Чтобы облегчить задачу для водителя в открывании/закрывании окон, был придуман механизм, с помощью которого можно поднять или опустить стекло в двери. Самый бюджетный вариант – механический стеклоподъемник. Но на сегодняшний день во многих моделях авто бюджетного сегмента нередко в базовой комплектации встречаются электростеклоподъемники.

Рассмотрим принцип работы данного механизма, его устройство, а также некоторые его особенности. Но вначале немного окунемся в историю создания стеклоподъемника.

История появления электростеклоподъемника

Первый механический стеклоподъемник был разработан инженерами немецкой компании Brose в 1926-м году (зарегистрирован патент, но на автомобили устройство стали устанавливать спустя два года). Клиентами этой фирмы были многие автопроизводители (более 80). Бренд до сих пор занимается изготовлением разных компонентов для автокресел, дверей и кузовов.

Первый автоматический вариант стеклоподъемников, который имел электрический привод, появился в 1940-м году. Такая система была установлена в американских моделях Packard 180. Принцип работы механизма основывался на электрогидравлике. Конечно, конструкция первой разработки была габаритной и не каждая дверь позволяла установить систему. Немного позже в качестве опции автоматический подъёмный механизм стал предлагать автобренд Ford.

Премиальные лимузины и 7-местные седаны Lincoln, выпускаемые, начиная с 1941-го года, тоже оснащались данной системой. Cadillac – очередная компания, которая предлагала покупателям своих автомобилей подъёмник стекла в каждую дверь. Немного позже эта конструкция стала встречаться в кабриолетах. В этом случае работа механизма была синхронизирована с приводом крыши. Когда происходило опускание верха, автоматически прятались и стекла в двери.

Изначально в кабриолетах устанавливался привод, работающий от вакуумного усилителя. Чуть позже его заменили на более эффективный аналог, работающий от гидравлической помпы. Параллельно с усовершенствованием существующей системы инженеры разных компаний разрабатывали и другие модификации механизмов, обеспечивающих подъём или опускание стекла в дверях.

В 1956-м году появился Lincoln Continental MkII. В этом автомобиле были установлены стеклоподъемники, в качестве привода которых использовался электродвигатель. Ту систему разработали инженеры автобренда Ford при сотрудничестве со специалистами компании Brose. Электрический тип подъемников для стекол зарекомендовал себя, как самый простой и надежный вариант для легковых автомобилей, поэтому в современном автомобиле используется именно эта модификация.

Назначение электростеклоподъемника

Как следует из названия механизма, его назначение в том, чтобы водитель или пассажир в машине мог самостоятельно изменять положение дверного стекла. Так как с этой задачей отлично справляется классический механический аналог, то назначение электрической модификации в том, чтобы обеспечить максимальное удобство в данном случае.

В некоторых моделях авто этот элемент может устанавливаться в качестве дополнительной опции комфорта, а в других – входить в базовый пакет функций. Чтобы управлять электроприводом, на ручке дверной карты устанавливается специальная кнопка. Реже этот управляющий элемент располагается на центральном тоннеле между передними сиденьями. В бюджетном варианте функция управления всеми окнами машины возложена на водителя. Для этого на ручке дверной карты устанавливается блок кнопок, каждая из которых отвечает за конкретное окно.

Принцип работы стеклоподъемника

Монтаж любого современного стеклоподъемника осуществляется во внутреннюю часть двери – под стеклом. В зависимости от типа механизма привод устанавливается на подрамник или непосредственно в дверной корпус.

Действие электростеклоподъемников ничем не отличается от механических аналогов. Единственное отличие в том, что для подъема/опускания стекла нужно меньше отвлекаться от вождения. В этом случае достаточно нажать соответствующую кнопку на модуле управления.

В классическом исполнении конструкция представляет собой трапецию, в которую входит редуктор, барабан и трос, наматывающийся на вал редуктора. Вместо ручки, которая используется в механическом варианте, редуктор совмещен с валом электрического мотора. Он выполняет функцию руки, вращающей механизм, чтобы обеспечить вертикальное перемещение стекла.

Еще одним важным элементом в системе современных стеклоподъемников является микропроцессорный модуль (или блок) управления, а также реле. Электронный блок управления определяет сигналы, поступающие от кнопки, и отправляет соответствующий импульс на конкретный исполнительный механизм.

Получив сигнал, электромотор начинает движение, и перемещает стекло. При кратковременном нажатии на кнопку сигнал поступает, пока она нажата. Но когда этот компонент удерживается в нажатом положении, в блоке управления активируется автоматический режим, в процессе которого моторчик продолжает работать, даже когда кнопка отпущена. Чтобы привод не сгорел, когда стекло упрется в верхнюю часть арки, система выключает подачу электричества на моторчик. То же касается крайнего нижнего положения стекла.

Конструкция стеклоподъемников

Классический механический стеклоподъемник состоит из:

• Опоры стекла;
• Вертикальных направляющих;
• Резинового демпфера (расположен в нижней части дверного корпуса, и его функция – ограничивать движение стекла);
• Оконного уплотнителя. Этот элемент расположен в верхней части оконной рамы или крыши, если это кабриолет (об особенностях этой разновидности кузовов читайте в другом обзоре) или хардтоп (особенность этого типа кузова рассматривается здесь). Его задача заключается в том же, что и у резинового демпфера – ограничивать движение стекла в максимальном верхнем положении;
• Привода. Это может быть механический вариант (в этом случае в дверной карте будет устанавливаться ручка для вращения шестеренки барабана, на которую наматывается трос) или электрический тип. Во втором случае в дверной карте не будет никаких ручек для движения стекла. Вместо нее в двери устанавливается реверсивный (может вращаться в разные стороны в зависимости от полюсов тока) электрический моторчик;
• Подъемного механизма, с помощью которого стекло перемещается в конкретном направлении. Существует несколько разновидностей механизмов. Их особенности мы рассмотрим немного позже.

Устройство электрического стеклоподъемника

Как говорилось ранее, большинство электростеклоподъемников имеет ту же конструкцию, что и их механические аналоги. Исключением является электрический мотор и управляющая электроника.

Особенностью конструкции стеклоподъемников с электродвигателем является наличие:

• Электромотора реверсивного типа, который выполняет команды блока управления, и входящего в конструкцию привода или модуля;
• Электрических проводов;
• Блока управления, который обрабатывает сигналы (это зависит от типа электросхемы: электрическая или электронная), поступающие от модуля управления (кнопки), а из него выходит команда на исполнительный элемент соответствующей двери;
• Кнопок управления. Их расположение зависит от эргономики салонного пространства, но в большинстве случаев эти элементы будут установлены на внутренних ручках двери.

Разновидности подъемников

Изначально подъемный механизм окон имел однотипную конструкцию. Это был гибкий механизм, который мог работать исключительно за счет поворотов ручки стеклоподъемника. Со временем инженерами разных компаний были разработаны несколько модификаций подъемников.

Современный электромеханический стеклоподъемник может оснащаться:

• Тросовым;
• Реечным;
• Рычажным подъёмником.

Рассмотрим особенность каждого из них в отдельности.

Тросовый

Это самая популярная модификация подъемных механизмов. Для изготовления данного типа конструкции требуется немного материалов, а сам механизм отличается от других аналогов простотой работы.

В конструкции имеется несколько роликов, на которые намотан трос. В некоторых моделях используется цепь, что увеличивает рабочий ресурс механизма. Еще один элемент в данной конструкции – барабан привода. Когда начинает работать мотор, он приводит во вращение барабан. В результате этого действие трос наматывается на этот элемент, перемещая вверх/вниз планку, на которой закреплено стекло. Эта планка перемещается исключительно в вертикальном направлении за счет направляющих, расположенных по бокам стекла.

Чтобы предотвратить перекос стекла, производители сделали такую конструкцию треугольной (в некоторых вариантах – в виде трапеции). В ней также имеется две направляющие трубки, в которых продет трос.

У данной конструкции есть существенный недостаток. За счет активной работы гибкий трос быстро приходит в негодность из-за естественного износа, а также растягивается или закручивается. По этой причине в некоторых автомобилях вместо троса используется цепь. Также барабан привода недостаточно прочный.

Реечный

Еще один тип подъемника, который встречается достаточно редко, это реечный. Плюс такой конструкции в невысокой цене, а также в ее простоте. Еще одной отличительной особенностью данной модификации является плавная и мягкая работа. В устройство данного подъемника входит вертикальная рейка с зубьями на одной стороне. К верхнему концу рейки закрепляется поперечный кронштейн с зафиксированным на нем стеклом. Само стекло перемещается по направляющим, благодаря чему оно не перекашивается в процессе работы одного толкателя.

Моторчик зафиксирован на еще одном поперечном кронштейне. На валу электродвигателя имеется шестеренка, которая цепляется за зубья вертикальной рейки, и перемещает ее в нужном направлении.

Из-за того, что зубчатая передача не защищена никакими кожухами, между зубьями могут попадать пыль и песчинки. Это приводит к преждевременному износу шестерни. Еще один недостаток заключается в том, что поломка одного зуба приводит к неисправности механизма (стекло остается на одном месте). Также за состоянием зубчатой передачи необходимо следить – периодически смазывать. И самый главный фактор, из-за которого во многих автомобилях невозможно установить такой механизм, это его габариты. Массивная конструкция попросту не помещается в пространство узких дверей.

Рычажный

Быстро и надежно работают рычажные модификации подъемников. В конструкции привода также имеется зубчатый элемент, только он поворачивается («рисует» полукруг), а не поднимается вертикально, как в предыдущем случае. По сравнению с другими вариантами данная модель имеет более сложную конструкцию, которая состоит из нескольких рычагов.

В данной категории существует три подвида подъемных механизмов:

1. С одним рычагом. Такая конструкция будет состоять из одного рычага, зубчатого колеса и пластин. На зубчатом колесе фиксируется сам рычаг, а на рычаге пластины, на которых закреплено стекло. На одной стороне рычага будет установлен ползунок, по которому будет осуществляться перемещение пластин со стеклом. Вращение зубчатого колеса обеспечивается шестерней, установленной на валу электромоторчика.
2. С двумя рычагами. Принципиального отличия у данной конструкции по сравнению с однорычажным аналогом нет. По сути, это более сложная модификация предыдущего механизма. Второй рычаг устанавливается на основном, который имеет схожую конструкцию с однорычажной модификацией. Наличие второго элемента предотвращает перекос стекла в процессе его подъема.
3. С двумя рычагами, колесный. В конструкции механизма имеется два колеса с зубцами, установленные по сторонам основного шестеренчатого колеса. Устройство такое, что оно одновременно приводит в движение оба колесика, к которым прикреплены пластины.

Когда на моторчик поступает команда, шестерня, закрепленная на валу, поворачивает зубчатую полуось. Она в свою очередь при помощи рычагов поднимает/опускает стекло, закрепленное на поперечном кронштейне. Стоит учесть, что автопроизводители могут использовать разную рычажную конструкцию, так как каждая модель автомобилей может иметь свои размеры дверей.

К достоинствам рычажных подъемников относится простая конструкция и тихая работа. Их легко устанавливать, а универсальная конструкция позволяет выполнить установку на любой машине. Так как здесь используется зубчатая передача, как в предыдущей модификации, то недостатки у нее те же. В механизм могут попадать песчинки, которые постепенно разрушают зубья. Также его необходимо периодически смазывать. Кроме того, механизм поднимает стекло с разной скоростью. Начало движения достаточно быстрое, но к верхнему положению стекло доводится очень медленно. Нередко наблюдаются рывки в движении стекла.

Особенности работы и управления стеклоподъемников

Так как электростеклоподъемник базируется на конструкции механического аналога, то его работа имеет простой принцип, и не требует каких-либо особенных навыков или тонкостей. Для каждой двери (это зависит от модели автомобиля) полагается по одному приводу. Электродвигатель получает команду от блока управления, а тот в свою очередь фиксирует сигнал от кнопки. Чтобы поднять стекло, кнопка обычно приподнимается (но встречаются и другие варианты, например, тот, который показан на фото ниже). Для движения стекла вниз следует нажать на кнопку.

Некоторые современные системы работают исключительно при заведенном моторе. Благодаря этому обеспечивается безопасность, предотвращающая полный разряд аккумулятора из-за режима ожидания электроники (о том, как завести машину, если аккумуляторная батарея полностью разрядилась, читайте в другой статье). Но многие автомобили оснащаются электростеклоподъемниками, которые можно активировать при заглушенном ДВС.

Многие модели автомобилей оснащаются более комфортной электроникой. Например, когда водитель покидает машину, не подняв окна, система способна это распознать, и сама выполняет эту работу. Существуют модификации систем управления, которые позволяют опустить/поднять стекло удаленно. Для этого на брелоке от машины имеются специальные кнопки.

Что касается электронной системы, то их существует две модификации. Первая подразумевает подключение кнопки управления непосредственно к электроцепи моторчика. Такая схема будет состоять из отдельных контуров, которые будут работать независимо друг от друга. Достоинством подобной компоновки в том, что при поломке отдельного привода система может функционировать.

Так как конструкция не имеет блока управления, то система никогда не даст сбоя из-за перегрузки микропроцессора и так далее. Однако у такого исполнения есть существенный недостаток. Чтобы полностью поднять или опустить стекло, водителю приходится удерживать кнопку, что так же отвлекает от управления транспортом, как и в случае с механическим аналогом.

Вторая модификация системы управления – электронная. В данном исполнении схема будет следующей. Все электродвигатели подсоединены к блоку управления, к которому также подключены кнопки. Чтобы двигатель не перегорел из-за большого сопротивления, когда стекло доходит до крайней мертвой точки (верхней или нижней), в электронике имеется блокировка.

Хотя для каждой двери может использоваться отдельная кнопка, пассажиры заднего ряда могут управлять только своей дверью. Главный модуль, с помощью которого можно активировать привод стекла на любой двери, находится только в распоряжении водителя. В зависимости от комплектации автомобиля эта опция может быть доступна и переднему пассажиру. Для этого некоторые автопроизводители устанавливают блок кнопок между передними креслами на центральном тоннеле.

Зачем нужна функция блокировки

Почти в каждой современной модели электрического стеклоподъемника имеется блокировка. Эта функция предотвращает перемещение стекла, даже когда водитель нажимает кнопку на главном модуле управления. Эта опция повышает безопасность в машине.

Особенно полезной эта функция будет для тех, кто едет с детьми. Хотя в согласии с требованиями многих стран водители обязаны устанавливать специальные детские кресла, открытое возле ребенка окно представляет опасность. В помощь автомобилистам, подыскивающих детское автокресло, рекомендуем ознакомиться со статьей о креслах с системой Isofix. А для тех, кто уже приобрел такой компонент системы безопасности, но не знает, как правильно установить его, есть другой обзор.

Когда водитель управляет машиной, ему не всегда удается следить за всем, происходящим в салоне, не отвлекаясь от дороги. Чтобы ребенок не пострадал от потока ветра (например, может простудиться), водитель поднимает на нужную высоту стекло, блокирует работу стеклоподъемников, и дети не смогут самостоятельно открывать окна.

Функция блокировки действует на все кнопки дверей задних пассажиров. Чтобы ее активировать, необходимо нажать соответствующую управляющую кнопку на модуле управления. Пока опция будет активной, на задние подъемники не будет поступать сигнал от блока управления на перемещение стекла.

Еще одной полезной функцией современных систем электростеклоподъемников является реверсивная работа. Когда при подъеме стекла система фиксирует замедление вращения вала моторчика или его полную остановку, но стекло еще не дошло до крайней верхней точки, блок управления дает команду электродвигателю вращаться в другом направлении. Это предотвращает от получения травм, если в окно выглядывает ребенок или домашний питомец.

Хотя считается, что электростеклоподъемники не влияют на безопасность во время движения машины, когда водитель меньше отвлекается от управления транспортным средством, это обезопасит всех, кто находится на дороге. Но, как мы говорили немного ранее, с этой задачей превосходно справится и механический вид стеклоподъемников. По этой причине наличие электрического привода входит в опцию комфорта автомобиля.

В завершение обзора предлагаем небольшое видео о том, как установить стеклоподъемники с электрическим приводом на свой автомобиль:

S05E05 Устанавливаем электростеклоподъёмники [BMIRussian]