Description et principe de fonctionnement des vitres électriques

Chaque constructeur automobile s'efforce de rendre ses modèles non seulement sûrs et confortables, mais aussi pratiques. La conception de toute voiture comprend de nombreux éléments différents qui vous permettent de distinguer un modèle de voiture spécifique des autres véhicules.

Malgré de grandes différences visuelles et techniques, aucune voiture n'est construite sans vitres latérales escamotables. Pour permettre au conducteur d'ouvrir / fermer plus facilement les fenêtres, un mécanisme a été inventé avec lequel vous pouvez soulever ou abaisser la vitre de la porte. L'option la plus budgétaire est un lève-vitre mécanique. Mais aujourd'hui, dans de nombreux modèles du segment économique, les vitres électriques se retrouvent souvent dans la configuration de base.

Examinons le principe de fonctionnement de ce mécanisme, sa structure, ainsi que certaines de ses caractéristiques. Mais d'abord, plongeons un peu dans l'histoire de la création d'une vitre électrique.

L'histoire de l'apparition de la vitre électrique

Le premier lève-vitre mécanique a été développé par les ingénieurs de la société allemande Brose en 1926 (un brevet a été déposé, mais le dispositif a été installé sur les voitures deux ans plus tard). De nombreux constructeurs automobiles (plus de 80) étaient clients de cette société. La marque est toujours engagée dans la fabrication de divers composants pour sièges d'auto, portes et carrosseries.

La première version automatique du lève-vitre, à entraînement électrique, est apparue en 1940. Un tel système a été installé dans les modèles américains Packard 180. Le principe du mécanisme était basé sur l'électrohydraulique. Bien entendu, la conception du premier développement était surdimensionnée et toutes les portes ne permettaient pas l'installation du système. Un peu plus tard, le mécanisme de levage automatique a été proposé en option par la marque Ford.

Les limousines haut de gamme et les berlines 7 places de Lincoln, produites depuis 1941, étaient également équipées de ce système. Cadillac est une autre entreprise qui offrait à ses acheteurs de voitures un lève-vitre à chaque porte. Un peu plus tard, cette conception a commencé à être trouvée dans les cabriolets. Dans ce cas, le fonctionnement du mécanisme était synchronisé avec l'entraînement du toit. Lorsque le toit a été abaissé, les fenêtres des portes ont été automatiquement masquées.

Initialement, les cabriolets étaient équipés d'un entraînement entraîné par un amplificateur à vide. Un peu plus tard, il a été remplacé par un analogue plus efficace, alimenté par une pompe hydraulique. Parallèlement à l'amélioration du système existant, les ingénieurs de différentes entreprises ont développé d'autres modifications de mécanismes qui assurent la montée ou la descente du verre dans les portes.

En 1956, la Lincoln Continental MkII est apparue. Dans cette voiture, des vitres électriques étaient installées, qui étaient entraînées par un moteur électrique. Ce système a été développé par les ingénieurs de la marque automobile Ford en coopération avec les spécialistes de la société Brose. Le type électrique de lève-vitre s'est imposé comme l'option la plus simple et la plus fiable pour les voitures particulières. Cette modification particulière est donc utilisée dans une voiture moderne.

But de la vitre électrique

Comme le nom du mécanisme l'indique, son but est de permettre au conducteur ou au passager de la voiture de modifier indépendamment la position de la vitre de porte. Étant donné que l'analogue mécanique classique s'acquitte parfaitement de cette tâche, le but de la modification électrique est de fournir un maximum de confort dans ce cas.

Dans certains modèles de voitures, cet élément peut être installé comme une option de confort supplémentaire, tandis que dans d'autres, il peut être inclus dans l'ensemble de fonctions de base. Pour contrôler l'entraînement électrique, un bouton spécial est installé sur la poignée de la carte de porte. Plus rarement, cette commande est située dans le tunnel central entre les sièges avant. Dans la version économique, la fonction de contrôle de toutes les vitres de la voiture est attribuée au conducteur. Pour ce faire, un bloc de boutons est installé sur la poignée de la carte de porte, chacun étant responsable d'une fenêtre spécifique.

Le principe du lève-vitre

L'installation de tout lève-vitre moderne s'effectue dans la partie intérieure de la porte - sous verre. Selon le type de mécanisme, le variateur est installé sur un faux-châssis ou directement dans l'habillage de la porte.

L'action des vitres électriques n'est pas différente de celle de leurs homologues mécaniques. La seule différence est qu'il y a moins de distraction de la conduite pour lever/baisser la vitre. Dans ce cas, il suffit d'appuyer sur le bouton correspondant du module de commande.

Dans la conception classique, la conception est un trapèze, qui comprend une boîte de vitesses, un tambour et un câble enroulé autour de l'arbre de la boîte de vitesses. Au lieu d'une poignée, qui est utilisée dans la version mécanique, la boîte de vitesses est alignée avec l'arbre du moteur électrique. Il agit comme une main pour faire tourner le mécanisme pour déplacer le verre verticalement.

Un autre élément important dans le système de lève-vitre électrique moderne est un module (ou bloc) de contrôle à microprocesseur, ainsi qu'un relais. La centrale électronique détecte les signaux provenant du bouton et envoie l'impulsion correspondante à un actionneur spécifique.

Après avoir reçu un signal, le moteur électrique se met en mouvement et déplace la vitre. Lorsque le bouton est enfoncé brièvement, le signal est reçu pendant qu'il est enfoncé. Mais lorsque ce composant est maintenu enfoncé, un mode automatique est activé dans l'unité de commande, pendant lequel le moteur continue de tourner même lorsque le bouton est relâché. Pour éviter que le variateur ne brûle lorsque la vitre repose contre la partie supérieure de l'arche, le système coupe l'alimentation électrique du moteur. Il en va de même pour la position la plus basse du verre.

Conception de lève-vitre

Le lève-vitre mécanique classique se compose de :

• Supports en verre;
• Guides verticaux ;
• Amortisseur en caoutchouc (situé au bas du corps de la porte, et sa fonction est de restreindre le mouvement du verre);
• Scellant pour vitres. Cet élément est situé en haut du dormant ou du toit, s'il s'agit d'un cabriolet (lire les caractéristiques de ce type de carrosserie dans un autre avis) ou hardtop (une caractéristique de ce type de carrosserie est considérée ici). Sa tâche est la même que celle d'un amortisseur en caoutchouc - limiter le mouvement du verre en position haute maximale;
• Conduire. Il peut s'agir d'une version mécanique (dans ce cas, une poignée sera installée dans la carte de porte pour faire tourner le tambour d'engrenage, sur lequel le câble est enroulé) ou d'un type électrique. Dans le second cas, la carte de porte n'aura pas de poignées pour déplacer la vitre. Au lieu de cela, un moteur électrique réversible est installé dans la porte (il peut tourner dans différentes directions selon les pôles actuels) ;
• Un mécanisme de levage par lequel le verre est déplacé dans une direction spécifique. Il existe plusieurs types de mécanismes. Nous examinerons leurs caractéristiques un peu plus tard.

Dispositif de lève-vitre électrique

Comme mentionné précédemment, la plupart des vitres électriques ont la même conception que leurs homologues mécaniques. Une exception est le moteur électrique et l'électronique de commande.

Une caractéristique de la conception des lève-vitres à moteur électrique est la présence de:

• Moteur électrique réversible, qui exécute les commandes de l'unité de contrôle, et inclus dans la conception du variateur ou du module ;
• Fils électriques;
• Une centrale qui traite les signaux (cela dépend du type de câblage : électrique ou électronique) provenant du module de commande (boutons), et en sort une commande à l'actionneur de la porte correspondante ;
• Boutons de commande. Leur emplacement dépend de l'ergonomie de l'espace intérieur, mais dans la plupart des cas ces éléments seront installés sur les poignées de porte intérieures.

Types d'ascenseurs

Initialement, le mécanisme de levage de vitre était du même type. C'était un mécanisme flexible qui ne pouvait fonctionner qu'en tournant la poignée de la fenêtre. Au fil du temps, les ingénieurs de différentes entreprises ont développé plusieurs modifications des palans.

Un lève-vitre électromécanique moderne peut être équipé de :

• Trosov ;
• Étagère;
• Levier de levage.

Considérons la particularité de chacun d'eux séparément.

Corde

C'est la modification la plus populaire des mécanismes de levage. Pour la fabrication de ce type de construction, peu de matériaux sont nécessaires et le mécanisme lui-même diffère des autres analogues par sa simplicité de fonctionnement.

La conception a plusieurs rouleaux sur lesquels le câble est enroulé. Dans certains modèles, une chaîne est utilisée, ce qui augmente la ressource de travail du mécanisme. Un autre élément de cette conception est le tambour d'entraînement. Lorsque le moteur commence à fonctionner, il fait tourner le tambour. A la suite de cette action, le câble s'enroule autour de cet élément, faisant monter/descendre la barre sur laquelle le verre est fixé. Cette bande se déplace exclusivement dans le sens vertical grâce aux guides situés sur les côtés du verre.

Pour éviter que le verre ne se déforme, les fabricants ont réalisé un tel design triangulaire (dans certaines versions, en forme de trapèze). Il dispose également de deux tubes de guidage à travers lesquels le câble est enfilé.

Cette conception présente un inconvénient important. En raison du travail actif, le câble flexible se détériore rapidement en raison de l'usure naturelle, et s'étire ou se tord également. Pour cette raison, certains véhicules utilisent une chaîne au lieu d'un câble. De plus, le tambour d'entraînement n'est pas assez solide.

Étagère

Un autre type d'ascenseur, assez rare, est à crémaillère. L'avantage de cette conception est son prix bas, ainsi que sa simplicité. Une autre caractéristique distinctive de cette modification est son fonctionnement fluide et doux. Le dispositif de cet ascenseur comprend une crémaillère verticale avec des dents sur un côté. Une équerre transversale sur laquelle est fixée une vitre est fixée à l'extrémité supérieure du rail. Le verre lui-même se déplace le long des guides, de sorte qu'il ne se déforme pas lors de l'actionnement d'un poussoir.

Le moteur est fixé sur un autre support transversal. Il y a un engrenage sur l'arbre du moteur électrique, qui s'accroche aux dents de la crémaillère verticale, et le déplace dans la direction souhaitée.

Du fait que le train d'engrenages n'est protégé par aucun capot, de la poussière et des grains de sable peuvent pénétrer entre les dents. Cela entraîne une usure prématurée des engrenages. Un autre inconvénient est que la casse d'une dent entraîne un dysfonctionnement du mécanisme (le verre reste au même endroit). En outre, l'état du train d'engrenages doit être surveillé - lubrifié périodiquement. Et le facteur le plus important qui rend impossible l'installation d'un tel mécanisme dans de nombreuses voitures est ses dimensions. La structure massive ne rentre tout simplement pas dans l'espace des portes étroites.

Levier

Les ascenseurs Link fonctionnent rapidement et de manière fiable. La conception d'entraînement a également un élément denté, seulement il tourne ("dessine" un demi-cercle), et ne monte pas verticalement, comme dans le cas précédent. Comparé à d'autres options, ce modèle a une conception plus complexe, qui se compose de plusieurs leviers.

Dans cette catégorie, il existe trois sous-espèces de mécanismes de levage :

1. Avec un levier... Cette conception se composera d'un bras, d'un engrenage et de plaques. Le levier lui-même est fixé sur la roue dentée et sur le levier se trouvent des plaques sur lesquelles le verre est fixé. Un curseur sera installé sur un côté du levier, le long duquel les plaques de verre seront déplacées. La rotation de la roue dentée est assurée par un engrenage monté sur l'arbre du moteur électrique.
2. Avec deux leviers... Il n'y a pas de différence fondamentale dans cette conception par rapport à l'analogue à levier unique. En fait, il s'agit d'une modification plus complexe du mécanisme précédent. Le deuxième levier est installé sur le principal, qui a une conception similaire à la modification à levier unique. La présence du deuxième élément empêche le verre de se déformer lors de son soulèvement.
3. à deux bras, à roues... Le mécanisme a deux roues dentées avec des dents montées sur les côtés de la roue dentée principale. Le dispositif est tel qu'il entraîne simultanément les deux roues auxquelles sont fixées les platines.

Lorsqu'une commande est envoyée au moteur, l'engrenage, fixé sur l'arbre, fait tourner l'arbre denté de l'essieu. Elle, à son tour, à l'aide de leviers, soulève / abaisse le verre monté sur le support transversal. Il convient de garder à l'esprit que les constructeurs automobiles peuvent utiliser une structure de levier différente, car chaque modèle de voiture peut avoir des tailles de porte différentes.

Les avantages des lève-bras incluent une construction simple et un fonctionnement silencieux. Ils sont faciles à installer et leur conception polyvalente permet une installation sur n'importe quelle machine. Puisqu'une transmission à engrenages est utilisée ici, comme dans la modification précédente, elle présente les mêmes inconvénients. Des grains de sable peuvent pénétrer dans le mécanisme, ce qui détruit progressivement les dents. Il doit également être lubrifié périodiquement. De plus, le mécanisme soulève le verre à différentes vitesses. Le démarrage du mouvement est assez rapide, mais le verre est amené en position haute très lentement. Il y a souvent des à-coups dans le mouvement du verre.

Caractéristiques de fonctionnement et de contrôle des vitres électriques

Étant donné que la vitre électrique est basée sur la construction d'un analogue mécanique, son fonctionnement a un principe simple et ne nécessite aucune compétence ou subtilité particulière. Pour chaque porte (cela dépend du modèle de voiture), un entraînement est nécessaire. Le moteur électrique reçoit une commande de l'unité de commande, qui, à son tour, capte le signal du bouton. Pour relever le verre, le bouton est généralement surélevé (mais il existe d'autres options, comme celle illustrée sur la photo ci-dessous). Pour déplacer la vitre vers le bas, appuyez sur le bouton.

Certains systèmes modernes fonctionnent exclusivement avec le moteur en marche. Grâce à cela, la sécurité est assurée que la batterie n'est pas complètement déchargée en raison du mode veille de l'électronique (pour savoir comment démarrer la voiture si la batterie est complètement déchargée, lisez dans un autre article). Mais de nombreuses voitures sont équipées de vitres électriques qui peuvent être activées lorsque le moteur à combustion interne est éteint.

De nombreux modèles de voitures sont équipés d'une électronique plus confortable. Par exemple, lorsqu'un conducteur quitte la voiture sans lever la vitre, le système est capable de le reconnaître et fait le travail lui-même. Il existe des modifications des systèmes de contrôle qui vous permettent d'abaisser / relever le verre à distance. Pour cela, il y a des boutons spéciaux sur le porte-clés de la voiture.

Quant au système électronique, il y a deux modifications. La première consiste à connecter le bouton de commande directement au circuit électrique du moteur. Un tel schéma consistera en des circuits séparés qui fonctionneront indépendamment les uns des autres. L'avantage de cette disposition est qu'en cas de panne d'un variateur individuel, le système peut fonctionner.

Étant donné que la conception n'a pas d'unité de contrôle, le système ne tombera jamais en panne en raison d'une surcharge du microprocesseur, etc. Cependant, cette conception présente un inconvénient important. Pour relever ou abaisser complètement la vitre, le conducteur doit maintenir enfoncé un bouton, ce qui est tout aussi gênant pour la conduite que dans le cas d'un analogue mécanique.

La deuxième modification du système de contrôle est électronique. Dans cette version, le schéma sera le suivant. Tous les moteurs électriques sont connectés à une unité de commande, à laquelle sont également connectés des boutons. Pour éviter que le moteur ne grille en raison d'une résistance élevée, lorsque la vitre atteint son point mort extrême (haut ou bas), il y a un blocage dans l'électronique.

Bien qu'un bouton séparé puisse être utilisé pour chaque porte, les passagers de la rangée arrière ne peuvent actionner que leur propre porte. Le module principal, avec lequel il est possible d'activer la commande de vitre sur n'importe quelle porte, est uniquement à la disposition du conducteur. Selon l'équipement du véhicule, cette option peut également être disponible pour le passager avant. Pour ce faire, certains constructeurs automobiles installent un bloc de boutons entre les sièges avant sur le tunnel central.

Pourquoi ai-je besoin d'une fonction de blocage

Presque tous les modèles modernes de lève-vitre électrique ont une serrure. Cette fonction empêche la vitre de bouger même lorsque le conducteur appuie sur un bouton du module de commande principal. Cette option augmente la sécurité dans la voiture.

Cette fonctionnalité sera particulièrement utile pour ceux qui voyagent avec des enfants. Bien que conformément aux exigences de nombreux pays, les conducteurs soient tenus d'installer des sièges enfants spéciaux, une fenêtre ouverte près de l'enfant est dangereuse. Pour aider les automobilistes à la recherche d'un siège auto pour enfant, nous vous recommandons de lire l'article sur les fauteuils avec le système Isofix... Et pour ceux qui ont déjà acheté un tel composant de système de sécurité, mais ne savent pas comment l'installer correctement, il y a une autre critique.

Lorsqu'un conducteur conduit une voiture, il n'est pas toujours en mesure de suivre tout ce qui se passe dans l'habitacle sans être distrait de la route. Pour que l'enfant ne souffre pas du vent (par exemple, il peut attraper froid), le conducteur lève la vitre à la hauteur requise, bloque le fonctionnement des vitres et les enfants ne pourront pas ouvrir les vitres par eux-même.

La fonction de verrouillage fonctionne sur tous les boutons des portes passagers arrière. Pour l'activer, vous devez appuyer sur le bouton de commande correspondant sur le module de commande. Tant que l'option est active, les élévateurs arrière ne recevront pas de signal de la centrale pour déplacer la vitre.

Une autre caractéristique utile des systèmes de lève-vitre électriques modernes est le fonctionnement réversible. Lorsque, en soulevant la vitre, le système détecte un ralentissement de la rotation de l'arbre moteur ou son arrêt complet, mais que la vitre n'a pas encore atteint le point extrême supérieur, la centrale commande au moteur électrique de tourner dans l'autre sens. Cela évite les blessures si un enfant ou un animal regarde par la fenêtre.

Alors que l'on pense que les vitres électriques n'ont aucun impact sur la sécurité pendant la conduite, lorsque le conducteur est moins distrait par la conduite, cela assurera la sécurité de tout le monde sur la route. Mais, comme nous l'avons dit un peu plus tôt, l'aspect mécanique des lève-vitres saura parfaitement faire face à cette tâche. Pour cette raison, la présence d'un entraînement électrique est incluse dans l'option confort du véhicule.

À la fin de l'examen, nous vous proposons une courte vidéo sur la façon d'installer des vitres électriques sur votre voiture :

S05E05 Installer les vitres électriques [BMIRusse]