汽车电动车窗结构及原理

一般汽车电动车窗系统的组成部件有电动车窗电动机、电动车窗总开关（由电动车窗开关和车窗锁止开关组成）、电动车窗开关、点火开关、门控开关（驾驶人侧）等组成，其在车上的布置如图4-1所示，电动车窗的结构如图4-2所示。

图4-1 电动车窗系统各组成部件在车上的布置

图4-2 电动车窗的结构

有些汽车上的电动车窗由电动机直接作用于升降器，而有些则是通过驱动机构作用于升降器，从而把电动机的转动变成车窗的上下移动。

（1）车窗升降器 车窗升降器是调整车窗玻璃开度大小的专用部件，按传动机构的结构不同可分为齿扇式、齿条式和绳轮式等。

1）齿扇式升降器。齿扇式升降器如图4-3所示。双向直流电动机带动蜗杆减速器，改变方向后驱动齿扇，从而使玻璃上下移动。齿扇上连有螺旋弹簧，当车窗上升时，弹簧展开，放出能量，以减轻电动机负荷；当车窗下降时，弹簧压缩，吸收能量，从而使车窗无论上升还是下降，电动机的负荷基本相同。

图4-3 齿扇式升降器

2）齿条式升降器。齿条式升降器使用柔性齿条和小齿轮，车窗连在齿条的一端，电动机带动轴端小齿轮转动，使齿条移动带动车窗升降，如图4-4所示。

3）绳轮式升降器。绳轮式升降器如图4-5所示。双向直流电动机前端安装有减速机构，其上安装一个绕有拉索的绳轮，玻璃卡座固定在拉索上且可在滑动支架上移动。

（2）车窗电动机 电动机是用来为车窗的升降提供动力的装置，车窗升降电动机的旋转方向都是双向的，分为永磁式和双绕组串励式两种。按电动机是否直接搭铁，分为电动机不直接搭铁（外搭铁）和电动机直接搭铁（内搭铁）两种。这两类电动机都是通过改变电流方向来实现正、反转以控制车窗的上升或下降的。

1）双绕组串励式直流电动机。当电动车窗装用双绕组串励式直流电动机时，均采用电动机直接搭铁的控制电路方式，即电动机的一端直接搭铁（即内搭铁），如图4-6所示。此类电动机有两组磁场绕组，通过接通不同的磁场绕组，使电动机的转向不同，进而达到使车窗玻璃上升或下降的目的。

图4-4 齿条式升降器

图4-5 绳轮式升降器

图4-6 双绕组串励式直流电动机

双绕组串励式直流电动机有两个绕向相反的磁场绕组，一个称为“上升”绕组，一个称为“下降”绕组。在给不同的绕组通电时，会产生方向相反的磁场，电动机的旋转方向也就不同，从而实现车窗玻璃的上升或下降。(www.xing528.com)

电动车窗通常装用双金属片式断路器，其作用是当电动机超载，电路中电流过大时（例如：按下车窗开关，使玻璃下降后，开关因故不弹起复位时，电路中电流就会增大），双金属片因电流过大而导致温度上升，产生翘曲变形，断路器触头断开，电流被切断。电流消失后，双金属片冷却，断路器触头再次闭合。如此周期动作，使车窗电动机不因过热而损坏。有的汽车设有玻璃升降终点的限位开关，当玻璃到达终点时，压住限位开关，电流被切断，从而起到保护电动机的作用。

2）永磁式直流电动机。现代汽车电动车窗玻璃升降器广泛采用永磁式直流电动机，如图4-7所示。随着电子控制技术的发展，电动车窗系统采用电子控制，如图4-8所示的带车门控制器（单元）的车窗电动机。电动机的减速装置由蜗轮蜗杆组成，其轴端设有蜗轮蜗杆机构作为一级减速，由蜗轮轴上的小齿轮驱动升降器的扇形齿轮进行二级减速，进一步带动升降臂。为了防止负载过大或控制开关失灵而烧毁电动机，电动机内部设置有断路器。当电动车窗装用永磁式直流电动机时，均采用电动机不直接搭铁（即外搭铁）的控制电路方式，即电动机的搭铁受开关控制，通过改变电动机的电流方向来改变电动机的旋转方向，从而实现车窗玻璃的上升或下降，其控制电路如图4-9所示。

图4-7 永磁式直流电动机

图4-8 带车门控制器的车窗电动机

图4-9 外搭铁式车窗电动机的控制电路

1—右前车窗开关 2—右前车窗 3—右后车窗开关 4—右后车窗 5—左前车窗 6—左后车窗 7—左后车窗开关 8—驾驶人侧主控开关

（3）电动车窗控制开关 电动车窗系统使驾驶人在驾驶室通过开关控制车窗玻璃升降机构来实现车窗玻璃的自动升降，即使在行车过程中，也能安全方便地开、关车窗。电动车窗的控制开关一般有两套：

一套为主控开关（总开关），装在仪表板或驾驶人侧的车门扶手上，以方便驾驶人操作，这样驾驶人就可以控制每个车窗玻璃的升降，在总开关上装有车窗锁止开关，如图4-10a所示，按下该开关后，乘员车窗的分开关被锁止。此时，乘员不能通过分开关操控车窗玻璃的升降，其作用主要是防止儿童意外打开或关闭乘员车窗。

另一套为分控开关（分开关），如图4-10b所示。此套开关分别安装在每个车门扶手附近处，这样乘员也可以对各个车窗进行升降控制（注：仅能操控各自的乘员侧车窗玻璃）。

图4-10 电动车窗总开关和分开关

电动车窗的控制开关除了用总开关和分开关操控车窗玻璃的升降外，一般还具有以下功能：

1）在电动车窗电路或电动机内装有一个或多个热敏开关，又称为断路保护器，当车窗玻璃到达关闭的终端时，因阻力变大，电动机过载电流也变大，断路保护器会自动切断电流，电动机就停止运转。

电动车窗升降系统中断路保护器的触头一般为双金属片式结构，功能是当车窗完全关闭、完全打开或由于车窗玻璃上结冰、卡滞等引起车窗玻璃无法移动时，电动机过载电流变大，双金属片因温度上升产生翘曲变形而使触头张开，切断电路。电路断开后，双金属片冷却，变形消失，触头再次闭合。

有的汽车上设有玻璃升降终点的限位开关，当玻璃到达终端时压住限位开关，电流被切断，电动机就停止运转了。

2）有的电动车窗装有延迟开关，其作用是在点火开关断开后约1min内，或在打开车门以前仍有电源提供，使驾乘人员能有时间关闭车窗。

3）有些电动车窗具有熄火自动关闭的功能。当点火开关转回到OFF位置或拔出车钥匙后，若车窗处于非关闭状态，则具有此功能的车窗会马上自动关闭。