Překvapilo vás, jak snadno můžete otevřít a spustit okna auta pouhým stisknutím tlačítka? Mechanismus uvnitř okna vašeho auta je tak kompaktní a chytrý, že se okno vždy pohybuje rovně a hladce. Elektricky ovládané okno nahradilo tradiční manuální systém oken. Také jste si mohli všimnout, že nemůžete posunout okno, i když se jej pokusíte zatlačit dolů nebo vytáhnout ručně. V tomto článku vysvětlím tento složitý mechanismus, který ovládá okno vašeho auta.
Základní mechanismus oken automobilu
Než pochopíme mechanismus elektrického ovládání oken, dovolte mi vysvětlit základní mechanismus oken automobilu. Můžete si představit, jak se okno auta pohybuje nahoru a dolů pouhým otáčením kliky. Nyní je zřejmé, že nějaký mechanismus ve dveřích musí zatlačit nebo zatáhnout okna. Tyto pohyby lze provádět jednoduchým uspořádáním kliky a ozubeného kola, jak je znázorněno na obr. 1. Pozorujte, jak jsou různé části mechanismu spojeny, a představte si, jak bude pohyb přenášen z kliky na okno. Když otočím klikou, části okna se pohnou a koncový pohyb okno buď zatlačí nebo zatáhne (otevře nebo zavře).
Obr. 1: Základní struktura okna automobilu
Vylepšení základního designu oken automobilu
Jak můžete vidět na obr. 1, sklo je neustále podepřeno v jednom bodě (označeno oranžově). Malý rozdíl v tření by proto mohl způsobit nerovnováhu a okno se nemusí pohybovat rovně. Musím zajistit horizontální podpěrné spojení se sklem ve dvou bodech, může to vyřešit tento problém. Tento návrh konstrukce lze snadno pochopit z této analogie vzpěrače, jak je znázorněno na obr. 2a. Na základě této analogie jsem přidal další dvě propojení, jak je znázorněno na obr. 2b. Jeden konec těchto nově zavedených spojek je otočný uprostřed a druhé konce jsou připojeny k jezdcům. Mechanismus, který jsem právě vyvinul, je známý jako mechanismus nůžkového typu.
Obr. 2a: Analogie vzpěrače k pochopení mechanismu oken automobilu
Obr. 2b: Nůžkový mechanismus v okně automobilu
Dvě podpěry, které jsem dal sklu, činí mechanismus docela robustním. Je zajímavé, že nůžkový mechanismus se používá v mnoha vzpěračských zařízeních, skládacích branách a dokonce i v klávesnici vašeho počítače. Tento skvělý mechanismus byl v hlavním proudu automobilových oken až do 1990. let a některá klasická auta je stále používají. Způsob, jakým funguje, je naprosto dokonalý pro pohyb oken automobilu. Horní část mechanismu se vždy pohybuje dokonale rovně.
Role spirálové pružiny v okně auta
Toto uspořádání autoskel má jednu hlavní nevýhodu. To způsobí, že okno prudce spadne dolů. Abychom se tomuto problému vyhnuli, dovolte mi umístit spirálovou pružinu na otočný bod, jak je znázorněno na obr. 3a. Tato pružina se odvíjí během pohybu okna nahoru a stlačuje se pro jeho pohyb dolů. Nyní sklo nepadá náhle a toto nové uspořádání také snižuje úsilí potřebné pro pohyb skla nahoru.
Obr. 3a: Spirálová pružina je umístěna na otočném bodě, aby se zabránilo náhlému pádu skleněného okna
Proč potřebujeme šnekové kolo v okně auta?
Dalším problémem je, že kdokoli může ovládat tento mechanismus, dokonce i zatlačením nebo vytažením skla z vnějšku vozu. To znamená, že krádež je docela snadná, pokud jsou autoskla vybavena tímto designem. Jak tedy můžeme tento problém vyřešit? Uspořádání šnekového převodu může tento problém efektivně vyřešit, jak je znázorněno na obr. 3b. Šnek může otáčet ozubeným kolem, ale ozubené kolo nemůže otáčet šnekem. To znamená, že pouze pokud poskytnu vstupní pohyb červu, bude mechanismus fungovat. Klika je spojena se šnekem. Cestující tak může mechanismus snadno ovládat. Když se však někdo pokusí pohnout sklem, vstupní pohyb přejde na šnekové kolo a vše se zasekne. Nikdo nemůže násilně posouvat sklo nahoru nebo dolů. Kromě toho uspořádání šneku a ozubeného kola funguje také jako násobič točivého momentu.
Obr. 3b: Uspořádání šnekového převodu v okně automobilu
Mechanismus elektrického ovládání oken
Jednoduše připojením stejnosměrného motoru ke šneku mohu převést manuální okno na elektricky ovládané okno, jak je znázorněno na obr. 4a. Hlavním problémem tohoto spojovacího mechanismu je to, že má mnoho posuvných kontaktů. Ztráty třením budou díky tomu vysoké.
Obr. 4a: Připojení stejnosměrného motoru ke šneku v elektrickém okně
Lanový a kladkový mechanismus
Tato konstrukce je vylepšena použitím systému lana a kladky. V tomto mechanismu jsou připevněny dva plastové jezdce (viz obr. 4b). Jsou spojeny lanem. Tyto jezdce podpírají sklo. Způsob, jakým se síla a pohyb generovaný motorem dostává k lanu, je znázorněn na obr. 4b. Pro hladký chod se používají dvě vertikální vodítka. Tento mechanismus je hladší než dříve viděný spojovací mechanismus, protože má velmi málo kontaktů kov na kov.
Obr. 4b: Lanový a kladkový mechanismus v okně automobilu
Problém s mechanismem lana a kladky
Některé známé problémy mechanismu lana a kladky jsou; prodloužení lana a vysoké náklady na údržbu.
To je vše v tomto článku. Doufám, že jste se naučili, jak fungují mechanismy oken automobilů.
Jednou z nejoblíbenějších možností dostupných v moderních automobilech jsou elektricky ovládaná okna. Elektricky ovládaná okna se v posledních letech stala tak populární, že je nyní mnoho výrobců automobilů nabízí jako standardní vybavení, a to i ve vozidlech základní úrovně.
Ať už mluvíme o elektronických motorem poháněných systémech, které se používají k ovládání oken dveří spolujezdce, oken zadních výklopných dveří nebo dokonce ventilačních skel, je třeba zmínit zvýšení úrovně jejich spolehlivosti za posledních několik let. To lze částečně přičíst zkušenostem automobilek, ale je to dáno především výkonnějšími elektromotory typu redukce převodů. Tyto motory jsou odolnější, tišší a rychlejší než motory elektricky ovládaných oken používané ve starších vozidlech.
Elektricky ovládaná okna automobilu získávají energii z elektrického systému baterie. Obvykle je napětí baterie vedeno do pojistkového panelu, kde se používá pojistka, relé nebo jistič k přenosu napětí do hlavního spínače elektricky ovládaných oken (nebo řídicího modulu). Hlavní vypínač je obvykle umístěn ve dveřích řidiče nebo na konzole. Říká se mu hlavní spínač, protože ovládá všechna elektricky ovládaná okna ve vozidle a obsahuje spínač zamykání oken (pokud je k dispozici). Navíc jsou každé dveře, ve kterých je umístěna sestava elektricky ovládaného okna, vybaveny jediným spínačem, který ovládá pouze toto okno.
Mnoho vozidel pozdních modelů také směruje systémy ovládání oken přes nějaký typ obecného elektrického modulu (GEM), modulu ovládání karoserie (BCM) nebo modulu ovládání oken (WCM). Toto je typický systém a některé systémy ovládání oken vozidel se budou lišit. Než se pokusíte diagnostikovat poruchu elektrického ovládání oken, zkontrolujte si servisní příručku k vozidlu.
Varovné slovo: Všechny související elektronické ovladače by měly být odpojeny před testováním odporu elektrického obvodu elektrického okna/kontinuity pomocí digitálního volt/ohmmetru (DVOM).
Každý spínač elektricky ovládaného okna je normálně napájen signálem napětí baterie (při zapnutém zapalování). Pro ovládání okna je nutné ručně stisknout příslušný spínač. Hlavní spínač může řidiči umožnit stisknout určité tlačítko na další sekundu, aby se okno mohlo jedním dotykem zcela zatáhnout. V každém případě, když je spínač stlačen, příslušný spínač poskytne příslušnému elektronickému motoru signál napětí baterie a uzemnění. To způsobí, že se elektronický motor otáčí a ovládá okno v požadovaném směru. Když je spínač stlačen v opačném směru, napětí a zemní signál do elektromotoru se obrátí; způsobí otáčení motoru v opačném směru a pohyb okna v opačném směru. Ovládání okna se provádí pomocí motoru a sestavy regulátoru, které budou podrobně popsány níže. Ve spodní části dvířek jsou „zarážky“, „kolébky“ nebo „podpěry“, které brání pohybu skla a způsobují mírné přetížení motoru. Toto přetížení deaktivuje spínač a přeruší dodávku napětí do motoru.
Sklo je zasazeno do dvojice drah s dorazy nahoře a dole. Vodítka oken se často používají k pevnému držení skla v kolejnicích a jsou nastavitelná. Vodítka mohou být trvale připevněna ke sklu nebo odnímatelná (obvykle se prodávají jako samostatná položka).
Kromě elektromotoru je nedílnou součástí systému elektrického ovládání oken i ovladač oken. Regulátor je přinýtován (nebo přišroubován) uvnitř dveří a elektromotor je k němu připevněn. Shluk pásů, válečků, řetězových kol a kabelů tvoří regulátor, který nese váhu okenního skla. Sklo může být k regulátoru přilepeno nebo přišroubováno. Může být také připojen k regulátoru pomocí nějakého typu válečkového zařízení.
Výrobci automobilů používají ve svých systémech elektricky ovládaných oken tři základní typy regulátorů oken. Ve všech těchto systémech zajišťuje hybnost elektromotor s řetězovým kolem. Rozdíl je v tom, jak funguje regulátor po záběru ozubených kol.
Zde je základní přehled různých typů regulátorů: Slovo varování: Vnitřní hrany pláště dveří mohou být velmi ostré. Při vkládání rukou do dveří při opravách buďte opatrní.
Regulátor přímého pohonu
Tento typ regulátoru se běžně vyskytuje v jedné ze dvou konstrukčních konfigurací. Jednoduchý regulátor přímého pohonu se stacionárním ramenem a regulátor přímého pohonu nůžkového typu. Jednoramenný pohon s přímým pohonem je, jak název napovídá, složen z jednoho ramene, které má v sobě integrovaný ozubený nebo drážkovaný pohon. Zuby na jednom konci ramena regulátoru zabírají se zuby na ozubeném kole, které je poháněno elektromotorem. Na opačném konci ramene regulátoru vklouzne malý váleček do dráhy, která je připevněna k okennímu sklu. Jak se motor elektrického ovládání oken otáčí, zuby na ramenu regulátoru se otáčejí; otočením ramene a otevřením nebo zavřením okna dle požadavku signálu z příslušného spínače.
Regulátor přímého pohonu nůžkového typu využívá dvojici drah, které jsou namontovány vodorovně na vnitřní straně dveří. Na okenní sklo je připevněno zařízení nůžkového typu a čtyři rohy nůžek se zasouvají do kolejnic na malých plastových válečcích. Ve středu nůžkového zařízení jsou zuby, které zabírají s ozubeným kolem elektromotoru. Když se motor otáčí, nůžkové zařízení zajišťuje rovnoměrný tlak na sklo a tlačí je nahoru nebo dolů podle potřeby.
Oba typy těchto ovladačů elektrického ovládání oken s přímým pohonem jsou často vybaveny vysokonapěťovou ocelovou pružinou. Při jejich údržbě buďte opatrní, protože pružina se může uvolnit, když je demontován motor okna a opracované hrany ramen regulátoru mohou být velmi ostré.
Vysokonapěťový kabelový regulátor
Tento typ regulátoru elektricky ovládaných oken je nejběžnější, který se používá u vozidel pozdních modelů. Je velmi rychlá a spolehlivá, ale bez okenního motorku není obvykle opravitelná. To má tendenci zvyšovat náklady na celkovou opravu, když je regulátor vadný, ale také to značně usnadňuje výměnu.
Regulátor vysokonapěťového kabelu se skládá z tenkého ocelového kabelu (částečně uzavřeného v plastovém pouzdře), montážního držáku (především pro elektromotor), jedné dráhy s válečkem, který se připevňuje ke sklu, a cívky, kolem které ocelové lano je navinuté.
Cívka je umístěna blízko středu kabelu a je poháněna elektromotorem. Jak se elektromotor otáčí, kabel (bez plastového pouzdra) se navíjí a odvíjí kolem navijáku. Průchodky na každém konci plastového krytu jej pevně držte na místě, aby jej bylo možné správně navinout. Konce ocelového lana táhnou váleček (a okenní sklo) nahoru a dolů po dráze, jak je požadováno. Pohon elektromotorem zajišťuje konstantní napětí lanka.
Nejčastější poruchou u tohoto typu systému elektrického ovládání oken je roztřepený nebo přerušený kabel. To může mít za následek hluk při poruše a uvíznutí okenního skla v jedné poloze. Okenní sklo se může také manuálně posouvat nahoru nebo dolů, když dojde k tomuto typu selhání. Dávejte pozor na sklo, pokud se vám zdá, že sklouzává dolů bez vyzvání.
Nízkonapěťový regulátor polymerové pásky
Tento typ okenního regulátoru se používá méně často než v dřívějších letech. Využívá silnou plastovou pásku (někdy nazývanou červ) se čtvercovými nebo kulatými otvory, které jsou z ní vyraženy v rovnoměrném vzoru (něco jako pás). Páska je zachycena uvnitř kovové dráhy, která tvoří úplnou smyčku (ne nutně kruh). Okenní válec je připevněn k pásce uvnitř dráhy v příslušném bodě. Jak se elektromotor otáčí, řetězové kolo (se zuby navrženými tak, aby zapadalo do vzoru pásky) posouvá pásku skrz dráhu. Okenní válec je tlačen nahoru nebo dolů v závislosti na požadavku spínače okna.
