Descrição e princípio de operação dos vidros elétricos

Cada montadora se esforça para tornar seus modelos não apenas seguros e confortáveis, mas também práticos. O design de qualquer carro inclui muitos elementos diferentes que permitem distinguir um modelo de carro específico de outros veículos.

Apesar das grandes diferenças visuais e técnicas, nenhum carro é construído sem janelas laterais retráteis. Para facilitar a abertura / fechamento dos vidros pelo motorista, foi inventado um mecanismo com o qual é possível levantar ou abaixar o vidro da porta. A opção mais orçamentária é um regulador de janela mecânica. Mas hoje, em muitos modelos do segmento de orçamento, os vidros elétricos costumam ser encontrados na configuração básica.

Considere o princípio de funcionamento deste mecanismo, sua estrutura, bem como algumas de suas características. Mas primeiro, vamos mergulhar um pouco na história da criação de uma janela elétrica.

A história do aparecimento da janela elétrica

O primeiro elevador mecânico de janela foi desenvolvido por engenheiros da empresa alemã Brose em 1926 (uma patente foi registrada, mas o dispositivo foi instalado em carros dois anos depois). Muitos fabricantes de automóveis (mais de 80) eram clientes desta empresa. A marca ainda se dedica à fabricação de diversos componentes para bancos, portas e carrocerias de automóveis.

A primeira versão automática do regulador de janela, que tinha acionamento elétrico, surgiu em 1940. Tal sistema foi instalado nos modelos americanos Packard 180. O princípio do mecanismo era baseado na eletro-hidráulica. Obviamente, o design do primeiro desenvolvimento era superdimensionado e nem todas as portas permitiam a instalação do sistema. Um pouco mais tarde, o mecanismo de levantamento automático foi oferecido como opção pela marca Ford.

As limusines premium e os sedãs de 7 lugares da Lincoln, produzidos desde 1941, também foram equipados com esse sistema. Cadillac é mais uma empresa que ofereceu a seus compradores de automóveis um elevador de vidro em cada porta. Um pouco mais tarde, esse desenho começou a ser encontrado nos conversíveis. Neste caso, o funcionamento do mecanismo foi sincronizado com o acionamento do teto. Quando a capota foi baixada, as janelas das portas foram automaticamente ocultadas.

Inicialmente, os cabriolets eram equipados com um acionamento acionado por um amplificador a vácuo. Pouco depois, foi substituído por um análogo mais eficiente, acionado por bomba hidráulica. Paralelamente à melhoria do sistema existente, engenheiros de diferentes empresas desenvolveram outras modificações de mecanismos que garantem o levantamento ou abaixamento dos vidros das portas.

Em 1956, o Lincoln Continental MkII apareceu. Neste carro, foram instalados vidros elétricos, acionados por um motor elétrico. Esse sistema foi desenvolvido por engenheiros da marca de automóveis Ford em colaboração com especialistas da Brose. O tipo de elevadores de vidro elétricos se estabeleceu como a opção mais simples e confiável para automóveis de passageiros, portanto, essa modificação específica é usada em um carro moderno.

Objetivo da janela de energia

Como o nome do mecanismo indica, sua finalidade é que o motorista ou o passageiro do carro alterem independentemente a posição do vidro da porta. Uma vez que o análogo mecânico clássico lida perfeitamente com essa tarefa, o objetivo da modificação elétrica é fornecer o máximo de conveniência neste caso.

Em alguns modelos de automóveis, este elemento pode ser instalado como uma opção de conforto adicional, enquanto em outros pode ser incluído no pacote básico de funções. Para controlar o acionamento elétrico, um botão especial é instalado na maçaneta do cartão da porta. Menos comumente, esse controle está localizado no túnel central entre os bancos dianteiros. Na versão econômica, a função de controlar todas as janelas do carro é atribuída ao motorista. Para isso, é instalado um bloco de botões na maçaneta da placa da porta, cada um responsável por uma janela específica.

O princípio do regulador de janela

A instalação de qualquer regulador de janela moderno é realizada na parte interna da porta - sob o vidro. Dependendo do tipo de mecanismo, o acionamento é instalado em um sobrechassi ou diretamente na caixa da porta.

A ação dos vidros elétricos não difere das contrapartes mecânicas. A única diferença é que há menos distração ao dirigir para levantar / abaixar o vidro. Neste caso, basta pressionar o botão correspondente no módulo de controle.

No design clássico, a estrutura é um trapézio, que inclui uma caixa de câmbio, um tambor e um cabo enrolado em torno do eixo da caixa de câmbio. Em vez de uma alça, que é usada na versão mecânica, a caixa de engrenagens é alinhada com o eixo do motor elétrico. Ele atua como uma mão para girar o mecanismo para mover o vidro verticalmente.

Outro elemento importante no sistema de vidros elétricos modernos é um módulo microprocessador (ou bloco) de controle, bem como um relé. A unidade de controle eletrônico detecta os sinais vindos do botão e envia o impulso correspondente a um atuador específico.

Tendo recebido um sinal, o motor elétrico começa a se mover e movimenta o vidro. Quando o botão é pressionado brevemente, o sinal é recebido enquanto ele é pressionado. Mas quando este componente é pressionado, um modo automático é ativado na unidade de controle, durante o qual o motor continua a funcionar mesmo quando o botão é solto. Para evitar que a unidade queime quando o vidro encostar na parte superior do arco, o sistema desliga o fornecimento de eletricidade para o motor. O mesmo se aplica à posição mais baixa do vidro.

Projeto do regulador de janela

O regulador de janela mecânico clássico consiste em:

• Suportes de vidro;
• Guias verticais;
• Amortecedor de borracha (localizado na parte inferior do corpo da porta, e sua função é restringir o movimento do vidro);
• Selante de janela. Este elemento está localizado na parte superior da moldura da janela ou telhado, se for um conversível (leia sobre as características deste tipo de carroceria em outra revisão) ou capota rígida (uma característica deste tipo de corpo é considerada aqui) Sua função é a mesma de um amortecedor de borracha - limitar o movimento do vidro na posição superior máxima;
• Dirigir. Pode ser uma versão mecânica (neste caso, uma alça será instalada na placa da porta para girar a engrenagem do tambor, na qual o cabo é enrolado) ou do tipo elétrico. No segundo caso, não haverá puxadores para movimentação do vidro no cartão da porta. Em vez disso, um motor elétrico reversível é instalado na porta (ele pode girar em diferentes direções dependendo dos pólos de corrente);
• Um mecanismo de elevação pelo qual o vidro é movido em uma direção específica. Existem vários tipos de mecanismos. Vamos considerar suas características um pouco mais tarde.

Dispositivo de janela elétrica

Conforme mencionado anteriormente, a maioria dos vidros elétricos tem o mesmo design que suas contrapartes mecânicas. Uma exceção é o motor elétrico e a eletrônica de controle.

Uma característica do projeto de vidros elétricos com motor elétrico é a presença de:

• Motor elétrico reversível, que executa os comandos da unidade de controle e está incluído no projeto do inversor ou módulo;
• Fios elétricos;
• Uma unidade de controle que processa os sinais (depende do tipo de fiação: elétrica ou eletrônica) vindos do módulo de controle (botões), e dele sai um comando ao atuador da porta correspondente;
• Botões de controle. A sua localização depende da ergonomia do espaço interior, mas na maioria dos casos estes elementos serão instalados nas maçanetas interiores das portas.

Tipos de elevadores

Inicialmente, o mecanismo de levantamento da janela era do mesmo tipo. Era um mecanismo flexível que só funcionava girando a maçaneta da janela. Com o tempo, engenheiros de diferentes empresas desenvolveram várias modificações nas talhas.

Um regulador de janela eletromecânico moderno pode ser equipado com:

• Trosov;
• Prateleira;
• Elevação da alavanca.

Vamos considerar a peculiaridade de cada um deles separadamente.

Corda

Esta é a modificação mais popular dos mecanismos de elevação. Para a fabricação desse tipo de construção, poucos materiais são necessários e o mecanismo em si difere de outros análogos pela simplicidade de operação.

O projeto tem vários rolos nos quais o cabo é enrolado. Em alguns modelos, uma corrente é usada, o que aumenta o recurso de trabalho do mecanismo. Outro elemento neste projeto é o tambor de acionamento. Quando o motor começa a funcionar, ele gira o tambor. Como resultado desta ação, o cabo é enrolado em torno deste elemento, movendo-se para cima / para baixo na barra na qual o vidro está fixado. Esta tira move-se exclusivamente na direção vertical devido às guias localizadas nas laterais do vidro.

Para evitar o enviesamento do vidro, os fabricantes fizeram tal estrutura triangular (em algumas versões, em forma de trapézio). Também possui dois tubos-guia através dos quais o cabo é passado.

Este design tem uma desvantagem significativa. Devido ao trabalho ativo, o cabo flexível se deteriora rapidamente devido ao desgaste natural e também estica ou torce. Por esse motivo, alguns veículos usam uma corrente em vez de um cabo. Além disso, o tambor de transmissão não é forte o suficiente.

Prateleira

Outro tipo de levantamento, que é bastante raro, é a cremalheira e o pinhão. A vantagem deste design é o seu baixo preço, bem como a sua simplicidade. Outra característica distintiva dessa modificação é sua operação suave e suave. O dispositivo deste elevador inclui uma cremalheira vertical com dentes de um lado. Um suporte transversal com vidro fixado nele é fixado na extremidade superior do trilho. O próprio vidro se move ao longo das guias, de modo que não se deforma durante a operação de um empurrador.

O motor é fixado em outro suporte transversal. Existe uma engrenagem no eixo do motor elétrico, que se agarra aos dentes da cremalheira vertical e a movimenta na direção desejada.

Como o trem de engrenagens não está protegido por tampas, poeira e grãos de areia podem entrar entre os dentes. Isso leva ao desgaste prematuro da engrenagem. Outra desvantagem é que a quebra de um dente leva ao mau funcionamento do mecanismo (o vidro permanece no mesmo lugar). Além disso, a condição do trem de engrenagens deve ser monitorada - lubrificada periodicamente. E o fator mais importante que torna impossível instalar tal mecanismo em muitos carros são suas dimensões. A estrutura maciça simplesmente não cabe no espaço de portas estreitas.

Alavanca

Os elevadores de link funcionam de forma rápida e confiável. O desenho do acionamento também possui um elemento dentado, só que gira ("desenha" um semicírculo), e não sobe verticalmente, como no caso anterior. Em comparação com outras opções, este modelo possui um design mais complexo, que consiste em várias alavancas.

Nesta categoria, existem três subespécies de mecanismos de elevação:

1. Com uma alavanca... Este projeto consistirá em um braço, engrenagem e placas. A própria alavanca é fixada na roda dentada e na alavanca existem placas nas quais o vidro é fixado. Um controle deslizante será instalado em um lado da alavanca, ao longo do qual as placas com o vidro serão movidas. A rotação da roda dentada é fornecida por uma engrenagem montada no eixo do motor elétrico.
2. Com duas alavancas... Não há nenhuma diferença fundamental neste design em comparação com o análogo de uma alavanca. Na verdade, esta é uma modificação mais complexa do mecanismo anterior. A segunda alavanca é instalada na principal, que tem um design semelhante à modificação de uma única alavanca. A presença do segundo elemento evita que o vidro se incline durante o levantamento.
3. Dois braços, com rodas... O mecanismo possui duas rodas dentadas montadas nas laterais da roda dentada principal. O dispositivo é tal que aciona simultaneamente as duas rodas às quais as placas são fixadas.

Quando um comando é enviado ao motor, a engrenagem, fixada no eixo, gira o semi-eixo dentado. Ela, por sua vez, com o auxílio de alavancas, levanta / abaixa o vidro montado no suporte transversal. Deve-se ter em mente que os fabricantes de automóveis podem usar uma estrutura de alavancas diferente, uma vez que cada modelo de carro pode ter portas de tamanhos diferentes.

As vantagens de elevadores de braço incluem construção simples e operação silenciosa. Eles são fáceis de instalar e seu design versátil permite a instalação em qualquer máquina. Visto que uma transmissão por engrenagem é usada aqui, como na modificação anterior, ela tem as mesmas desvantagens. Grãos de areia podem entrar no mecanismo, destruindo gradualmente os dentes. Também precisa ser lubrificado periodicamente. Além disso, o mecanismo levanta o vidro em diferentes velocidades. O início do movimento é bastante rápido, mas o vidro é levado para a posição superior muito lentamente. Freqüentemente, ocorrem solavancos no movimento do vidro.

Características de operação e controle de vidros elétricos

Uma vez que a janela elétrica é baseada na construção de um análogo mecânico, seu funcionamento tem um princípio simples e não requer nenhuma habilidade especial ou sutileza. Para cada porta (depende do modelo do carro), é necessário um acionamento. O motor elétrico recebe um comando da unidade de controle, que, por sua vez, capta o sinal do botão. Para levantar o vidro, o botão normalmente fica levantado (mas existem outras opções, como a mostrada na foto abaixo). Para mover o vidro para baixo, pressione o botão.

Alguns sistemas modernos funcionam exclusivamente com o motor funcionando. Isso garante a segurança, evitando que a bateria seja completamente descarregada devido ao modo de espera da eletrônica (para saber como ligar o carro se a bateria estiver completamente descarregada, leia em outro artigo) Mas muitos carros são equipados com vidros elétricos que podem ser ativados quando o motor de combustão interna é desligado.

Muitos modelos de carros são equipados com componentes eletrônicos mais confortáveis. Por exemplo, quando um motorista sai do carro sem abrir a janela, o sistema é capaz de reconhecer isso e faz o trabalho sozinho. Existem modificações nos sistemas de controle que permitem abaixar / elevar o vidro remotamente. Para isso, existem botões especiais no chaveiro do carro.

Quanto ao sistema eletrônico, há duas modificações. O primeiro envolve conectar o botão de controle diretamente ao circuito do motor. Tal esquema consistirá em circuitos separados que funcionarão independentemente uns dos outros. A vantagem desse arranjo é que, em caso de falha de uma unidade individual, o sistema pode funcionar.

Como o projeto não possui uma unidade de controle, o sistema nunca falhará devido à sobrecarga do microprocessador, e assim por diante. No entanto, esse design tem uma desvantagem significativa. Para levantar ou abaixar totalmente o vidro, o motorista precisa manter pressionado um botão, o que distrai tanto a direção quanto no caso de um analógico mecânico.

A segunda modificação do sistema de controle é eletrônica. Nesta versão, o esquema será o seguinte. Todos os motores elétricos são conectados a uma unidade de controle, à qual também são conectados botões. Para evitar que o motor queime por alta resistência, quando o vidro atinge seu ponto morto extremo (superior ou inferior), ocorre um bloqueio na parte eletrônica.

Embora um botão separado possa ser usado para cada porta, os passageiros da fileira de trás só podem operar sua própria porta. O módulo principal, com o qual é possível acionar o acionamento de vidro em qualquer porta, fica apenas à disposição do motorista. Dependendo do equipamento do veículo, esta opção também pode estar disponível para o passageiro da frente. Para fazer isso, algumas montadoras instalam um bloco de botões entre os bancos dianteiros no túnel central.

Por que preciso de uma função de bloqueio

Quase todos os modelos modernos de vidros elétricos possuem uma fechadura. Esta função evita que o vidro se mova mesmo quando o motorista pressiona um botão no módulo de controle principal. Esta opção aumenta a segurança no carro.

Esse recurso será especialmente útil para quem viaja com crianças. Embora de acordo com os requisitos de muitos países, os motoristas sejam obrigados a instalar cadeiras especiais para crianças, uma janela aberta perto da criança é perigosa. Para ajudar os motoristas que procuram uma cadeira de bebê para o carro, recomendamos que você leia o artigo sobre poltronas com sistema Isofix... E para aqueles que já compraram esse componente do sistema de segurança, mas não sabem como instalá-lo corretamente, existe outra revisão.

Quando o motorista dirige um carro, ele nem sempre consegue acompanhar tudo o que acontece na cabine sem se distrair da estrada. Para que a criança não sofra com o vento (por exemplo, resfriada), o motorista levanta o vidro até a altura desejada, bloqueia o funcionamento das janelas e as crianças não conseguem abrir as janelas por conta deles.

A função de travamento funciona em todos os botões nas portas traseiras do passageiro. Para ativá-lo, você deve pressionar o botão de controle correspondente no módulo de controle. Enquanto a opção estiver ativa, os elevadores traseiros não receberão um sinal da unidade de controle para mover o vidro.

Outro recurso útil dos sistemas modernos de vidros elétricos é a operação reversível. Quando, ao levantar o vidro, o sistema detecta uma desaceleração na rotação do eixo do motor ou sua parada total, mas o vidro ainda não atingiu o ponto superior extremo, a unidade de controle instrui o motor elétrico a girar na outra direção. Isso evita ferimentos se uma criança ou animal de estimação olhar pela janela.

Embora se acredite que os vidros elétricos não têm impacto na segurança ao dirigir, quando o motorista está menos distraído ao dirigir, isso manterá todos na estrada seguros. Mas, como dissemos um pouco antes, a aparência mecânica dos reguladores de janela dá conta perfeitamente dessa tarefa. Por este motivo, a presença de um acionamento elétrico está incluída na opção de conforto do veículo.

No final da análise, oferecemos um breve vídeo sobre como instalar vidros elétricos em seu carro:

S05E05 Instalar janelas elétricas [BMIRussian]