مجموعه شیشه بالابر خودرو: انواع، اجزا و موتور بالابر

مجموعه شیشه بالابر خودرو سیستمی مکانیکی-الکتریکی است که وظیفه بالا و پایین بردن شیشه‌های کنار درها را بر عهده دارد و از اجزایی مانند اهرم‌بندی یا مکانیزم، موتور شیشه بالابر، کلید و یونیت کنترل تشکیل شده است. شناخت ساختار و عملکرد این مجموعه یکی از مباحث پایه در دوره‌ آموزش برق خودرو داخلی و خارجی است. در این مقاله، انواع مکانیزم شیشه بالابر (کابلی و دنده‌ای)، قطعات تشکیل‌دهنده آن و عملکرد هرکدام بررسی می‌شود.

تاریخچه
در بسیاری از خودروهای قدیمی شیشه روی درها قرار نمی گرفت. شکل 1 چند نمونه از خودروهایی قدیمی را نشان می‌دهد.

شکل 1- نمونه‌ای از خودروهای دهه 1890 -1900

همانطور که ملاحظه می‌شود اکثر خودروهای اولیه بیشتر به‌صورت سرباز یا سقف جمع‌شونده بودند که روی درها دارای شیشه نبودند. بعد از مدتی خودروهای سقف‌دار نیز متداول شدند اما نمونه‌های اولیه با اینکه دارای شیشه بودند اما شیشه‌ها متحرک نبودند. ادعا می‌شود اولین خودرویی که شیشه متحرک روی درها در آن استفاده شد، خودرو فورد از خانواده مدل T تولید دهه 1910 بود شکل 2 این مدل خودرو را نشان می‌دهد.

شکل 2- خودرو فورد مدل T – مکانیزم اولیه شیشه بالابر

همانطور که در شکل 2 ملاحظه می‌شود اولین خودرو ادعایی دارای مکانیزم بسیار ساده کشویی برای شیشه بالابر روی درها می‌باشد. به‌مرور استفاده از شیشه‌بالابرها دستی روی در ها در خودروها متداول شدند. اولین خودرو که شیشه بالابر اتوماتیک را استفاده کردند خودرو Packard 180 بود. در این خودرو از سیستم هیدرولیک برای شیشه بالابر استفاده شد. شکل 3 این خودرو و مکانیزم مربوطه را نشان می‌دهد.

شکل 3- خودرو پاکارد 180 و مکانیزم هیدرولیک شیشه بالابر

اولین خودرو با شیشه بالابر برقی خودرو تولیدی شرکت فورد تحت عنوان Lincoln custom تولیدی 1941 می‌باشد. شکل 4 این خودرو را نشان می‌دهد.

شکل 4- خودرو لینکلن custom مدل 1941

بعدازاین مدل خودرو فورد سایر شرکت‌های خودروسازی نیز از این طرح استفاده و آن را تکمیل کردند. امروزه شیشه‌بالابرهای برقی جزء جدانشدنی خودروهای روز دنیا می‌باشد.

اجزا و قطعات شیشه بالابر خودرو

مجموعه شیشه بالابر شامل اجزا مختلفی می‌باشد. شکل 5 اجزا نوعی شیشه بالابر مکانیکی را نشان می‌دهد.

1- اهرم‌بندی شیشه بالابر 2- دسته شیشه بالابر
شکل 5- اجزا مجموعه شیشه بالابر دستی

شیشه بالابر الکتریکی دارای اجزا مختلفی وجود دارد که برای سهولت کار می‌توان آن را به اجزا مکانیکی و الکتریکی تقسیم‌بندی کرد. شکل 6 اجزا عمومی نوعی شیشه بالابر الکتریکی را نشان می‌دهد.

1-موتور شیشه بالابر 2- ستون سمت راست شیشه 3- کلید شیشه بالابر
4- مکانیزم سیمی شیشه بالابر 5- ستون سمت چپ شیشه
شکل 6- اجزا مجموعه شیشه بالابر الکتریکی

در ادامه به بررسی اجزا مختلف پرداخته خواهد شد.

اهرم‌بندی و مکانیزم شیشه بالابر

نظر به اینکه نوع اهرم‌بندی در ساختار اجزا دیگر تأثیر زیادی دارد تشریح اجزا را از اهرم‌بندی شیشه بالابر شروع می‌کنیم. اهرم‌بندی شیشه بالابر به شکل‌ها و فرم‌های بسیار متنوعی وجود دارد. اما اگر بخواهیم آنها را به‌صورت کلی دسته‌بندی کنیم که می‌توان، آن را به دودسته بزرگ تقسیم کرد.

1-موتور شیشه بالابر 2- قرقره محرک 3- قرقره پایینی 4- بدنه اهرم‌بندی 5- کابل (سیم)
6- شیشه 7- قرقره بالایی 8- نگهدارنده شیشه 9- مکانیزم دنده‌ای 10- تکیه‌گاه 11- ریل
سمت راست: اهرم‌بندی کابلی (سیمی) سمت چپ: اهرم‌بندی دنده‌ای
شکل 7 – انواع اهرم‌بندی و مکانیزم شیشه بالابر

همانطور که در شکل 7 مشاهده می‌شود، مکانیزم‌های متداول برای شیشه بالابر به دودسته کابلی و دنده‌ای تقسیم‌بندی می‌شوند. هرکدام از این دو نوع مزایا و معایب خاص خود را دارند. بیشتر خودروهای داخلی از نوع کابلی برای اهرم‌بندی شیشه بالابر استفاده می‌کنند. شکل 8 چند نمونه از مکانیزم‌های خودروهای داخلی را نشان می‌دهد.

به ترتیب از راست به چپ 1- مکانیزم پراید 2- پژو 206 3- سمند
شکل 8- چند نمونه مکانیزم متداول شیشه بالابر

مدل کابلی با نام راک و پینیون (rack and pinion) نیز شناخته می‌شوند.

موتور شیشه بالابر

یکی از مهم‌ترین اجزا سیستم شیشه بالابر برقی موتور الکتریکی آن می‌باشد. شکل 9 نوعی موتور شیشه بالابر را نشان می‌دهد.

شکل 9- نوعی موتور شیشه بالابر

به‌صورت کلی موتور شیشه بالابر نوعی موتور DC می‌باشد. به دلیل کم بودن ابعاد این موتور نسبت به محل نصب (پشت‌روی دری) نمی‌تواند نیروی موردنظر را تأمین کند بنابراین به مجموعه موتور یک گیربکس (جعبه‌دنده) نیز اضافه می‌شود که بتواند توان موردنیاز برای حرکت‌دادن شیشه را ایجاد کند. شکل 10 اجزا نوعی موتور شیشه بالابر را نشان می‌دهد.

1-کانکتور 2- پیچ 3- بدنه موتور
4- فاصله‌انداز 5- آرمیچر 6- گیربکس
شکل 10- اجزا موتور شیشه بالابر

نکته: برخی موتورهای شیشه بالابر دارای یک واحد کنترل شدت جریان به‌صورت بی متالی هستند که به‌صورت سری با مدار موتور قرار گرفته‌اند در صورت کشیده شده بیش از حد جریان به هر دلیل مدار توسط این کلید به‌صورت موقت، قطع می‌شود

کلید شیشه بالابر

یکی از اجزا مهم الکتریکی مدار شیشه بالابر، کلید شیشه بالابر است. ممکن است در مرحله از این کلید یک نوع کلید ساده در نظر دیده شود اما این‌طور نیست. کلیدهای شیشه بالابر به دودسته ساده و اتوماتیک تقسیم‌بندی می‌شوند. در ساده‌ترین حالت کلید شیشه بالابر در سمت راننده از نوع اتوماتیک و سایر در ها از نوع ساده می‌باشند. شکل 11 دو نوع کلید شیشه بالابر را نشان می‌دهد.

به ترتیب از راست به چپ 1- کلید شیشه بالابر ساده 2- کلید شیشه بالابر اتوماتیک
شکل 11- کلیدهایی شیشه بالابر

همانطور که در شکل 11 مشاهده می‌شود معمولاً کلید شیشه بالابر اتوماتیک با حرف A یا کلمه Auto مشخص می‌شود. کلیدهای شیشه بالابر عموماً روی دستگیره در ها، کنسول وسط یا پنل بین راننده و شاگرد قرار می‌گیرند. متناسب با محل قرارگرفتن کلیدها فرم و تعداد آنها می‌تواند متفاوت باشد.

شکل 12- دو نمونه مجموعه کلید شیشه بالابر

نکته: در برخی خودروها برای شیشه بالابر درهای عقب کلید دیگری نیز قرار داده می‌شود که در صورت فعال‌کردن آن امکان بالا یا پایین کردن شیشه‌های عقب با کلید وجود نخواهد داشت این کلید به کلید کودک شیشه‌های عقب معروف است و معمولاً نزدیک دست راننده قرار داده می‌شود.
برای آشنایی با عملکرد اجزا داخلی کلید شیشه‌بالابر به شکل 13 توجه کنید.

شکل 13- اتصالات داخلی نوعی کلید شیشه بالابر ساده

به‌صورت ساده این کلید دارای یک اتصال مثبت و دو اتصال منفی است. هنگامی که کلید به سمت وضعیت بالارفتن یا پایین آمدن هدایت می‌شود. جریان برق در جهت مناسب به سمت موتور شیشه بالابر می‌رود. شکل 14 عملکرد این نوع کلید را نشان می‌دهد.

سمت راست: به سمت بالا سمت چپ: به سمت پایین
شکل 14- وضعیت کلید در حالت‌های بالا و پایین

یونیت شیشه بالابر

یکی دیگر از اجزا مجموعه شیشه بالابر یونیت شیشه بالابر است. اگر یک یا تمامی شیشه در ها دارای وضعیت اتوماتیک هستند ضروری است که یک واحد کنترل الکترونیک برای ایجاد حالت اتوماتیک در مدار طراحی شود. این واحد می‌تواند به‌صورت مجزا بوده و یا در مجموعه کلید شیشه بالابر طراحی شده و یا اینکه یکی از کنترل یونیت‌های موجود در خودرو (مثلاً BCM) وظیفه آن را بر عهده داشته باشند

سمت راست: یونیت شیشه بالابر مجزا سمت چپ: یونیت شیشه بالابر داخل کلید
شکل 15- یونیت شیشه بالابر

پس از آشنایی با اجزا و مکانیزم شیشه بالابر، در ادامه این مجموعه به سراغ عملکرد این سیستم می‌رویم؛ نحوه کار مدار برقی شیشه بالابر و تعامل اجزای مختلف با یکدیگر را در مقاله نحوه عملکرد و بررسی مدار شیشه بالابر روی خودرو بررسی کرده‌ایم. همچنین اگر با مشکلاتی مانند عدم حرکت یا کندی شیشه بالابر مواجه هستید، روش گام‌به‌گام تست و عیب‌یابی آن را در مقاله عیب‌یابی شیشه بالابر خودرو توضیح داده‌ایم.

سوالات متداول

اولین خودرویی که از شیشه بالابر برقی استفاده کرد کدام بود؟

اولین خودرویی که از شیشه بالابر برقی بهره برد، خودرو Lincoln Custom تولیدی شرکت فورد در سال ۱۹۴۱ بود. پیش از آن، خودرو Packard 180 نیز از شیشه بالابر اتوماتیک اما با سیستم هیدرولیک استفاده کرده بود.

یونیت شیشه بالابر چه وظیفه‌ای دارد؟

یونیت شیشه بالابر یک واحد کنترل الکترونیک است که برای ایجاد حالت اتوماتیک در مدار شیشه بالابر طراحی می‌شود. این واحد می‌تواند به‌صورت مجزا، داخل مجموعه کلید شیشه بالابر، یا بر عهده یکی از یونیت‌های کنترلی موجود در خودرو (مانند BCM) باشد.

نویسنده: مهندس بهروز خطیبی