Elektrinių langų varikliukų mechanizmas

Kaip viskas prasidėjo

Prisimenu, kaip vaikystėje važiuodavome senuoju tėvo „Žiguliu” – norėdamas pravėdinti saloną, tekdavo sukti rankenėlę ratu gal kokias dešimt kartų, kol langas pagaliau nusileisdavo. Dabar paspaudžiu mygtuką ir langas juda pats. Atrodo kaip magija, bet iš tikrųjų tai gana gudrus mechaninis sprendimas su elektros varikliu.

Elektriniai langų kėlikliai automobilyje atsirado ne iš karto. Pirmieji bandymai juos įdiegti prasidėjo dar 1940-aisiais Amerikoje, kai automobilių gamintojai ieškojo būdų padaryti savo produktus prabangesniais. Žinoma, tuomet tai buvo tik pačių brangiausių modelių privilegija. Šiandien net pigiausiuose naujuose automobiliuose elektriniai langai jau yra standartinė įranga – technologija atpigo, o vairuotojų lūkesčiai išaugo.

Kas slypi po durų apdaila

Jei kada teko nuimti durų apdailą (pavyzdžiui, keičiant garsiakalbį), matėte tą visą mechanizmų chaosą viduje. Elektrinio lango sistema iš pirmo žvilgsnio atrodo sudėtinga, bet iš tikrųjų ji paremta gana paprastais principais.

Pagrindinis veikėjas čia – nedidelis elektrinis varikliukas, dažniausiai nuolatinės srovės (DC) variklis. Jis būna pritvirtintas prie durų rėmo ir prijungtas prie mechanizmo, kuris tiesiogiai kelia ar leidžia stiklą. Šis variklis nėra galingas – paprastai jo galia svyruoja nuo 20 iki 50 vatų, bet tai visiškai pakanka, nes jis dirba su perdavimo mechanizmu, kuris padidina sukimo momentą.

Pats variklis sukasi gana greitai – apie 3000-6000 apsisukimų per minutę, bet langui nereikia tokio greičio. Čia į pagalbą ateina krumpliaračių sistema arba sliekinė pavara, kuri sumažina greitį, bet padidina jėgą. Tai tas pats principas kaip dviračio pavarų sistema – lengviau įminti į kalną mažesne pavara, nors ir važiuoji lėčiau.

Trys pagrindiniai mechanizmų tipai

Per automobilių istoriją inžinieriai sukūrė kelis skirtingus būdus, kaip perduoti variklio sukimąsi į lango judėjimą. Kiekvienas turi savo privalumų ir trūkumų.

Trosų sistema – vienas iš seniausių ir paprasčiausių sprendimų. Variklis per krumpliaračius suka būgną, ant kurio suvynioti plieniniai trosai. Šie trosai eina per blokelius ir pritvirtinti prie lango apačios. Kai varikliukas sukasi viena kryptimi, vienas trosas traukiamas, kitas atleidžiamas – langas kyla. Apsisukus varikliui atgal – langas leidžiasi. Sistema paprasta, bet turi silpną vietą – trosai laikui bėgant gali ištįsti arba net nutrūkti, ypač jei langas užšąla ar užstringa.

Žirklinio tipo mechanizmas – dabar populiariausias variantas. Įsivaizduokite metalines žirkles, kurios gali išsitempti ir susitraukti. Varikliukas per sraigtinę arba krumpliaračių sistemą stumia šį mechanizmą, o prie viršutinės žirklių dalies pritvirtintas langas. Kai „žirklės” išsitempią – langas kyla, kai susitraukia – leidžiasi. Šis sprendimas kompaktiškas, patikimas ir leidžia tiksliai kontroliuoti lango padėtį.

Sektorinė pavara – retesnis variantas, dažniau naudojamas senuose automobiliuose. Čia varikliukas per krumpliaračius suka sektorių (dalį apskritimo formos krumpliuoto disko), kuris juda pirmyn-atgal ir per svirtis kelia langą. Mechanizmas patikimas, bet užima daugiau vietos ir yra sunkesnis.

Elektronika, kuri viską valdo

Paspaudėte mygtuką – langas juda. Bet kas nutinka tarp šių dviejų įvykių? Čia įsijungia elektronika, kuri šiuolaikiniuose automobiliuose tampa vis sudėtingesnė.

Paprasčiausiose sistemose mygtukas tiesiog uždaro elektros grandinę – srovė teka į varikliuką, jis sukasi. Atleidi mygtuką – srovė nutrūksta, varikliukas sustoja. Norėdamas leisti langą žemyn, paspaudžiamas mygtukas apatinėje padėtyje, kuris pakeičia srovės kryptį varikliuke – jis pradeda suktis priešinga kryptimi.

Bet šiuolaikiniai automobiliai turi daug protingesnę elektroniką. Daugelyje mašinų veikia „vieno paspaudimo” funkcija – trumpai paspaudei mygtuką iki galo, ir langas automatiškai nusileisdžia ar pakyla visiškai, nereikia laikyti mygtuko. Kaip sistema žino, kada sustoti? Čia dirba keletas sprendimų.

Vieni gamintojai naudoja Holo efekto jutiklius, kurie skaičiuoja varikliuko apsisukimus ir tiksliai žino, kiek reikia apsisukimų, kad langas pasiektų viršų ar apačią. Kiti naudoja srovės stebėjimo sistemą – kai langas pasiekia galutinę padėtį, varikliukui tampa sunkiau suktis, jis ima traukti daugiau srovės, ir elektronika tai pastebi bei išjungia variklį.

Saugos sistemos – kodėl langas nesuspaus pirštų

Turbūt girdėjote istorijų apie vaikus, kurie prispaudė ranką ar net galvą elektriniu langu. Dėl tokių incidentų šiuolaikiniai automobiliai turi privalomas apsaugos nuo prispaudimo sistemas.

Principas panašus kaip ir automatinio sustojimo – sistema stebi varikliuko apkrovą. Jei langas kildamas kažką užkliudė, varikliukui staiga tampa sunkiau judėti, jis ima traukti daugiau srovės. Elektronika tai pastebi per kelias dešimtąsias sekundės ir ne tik sustabdo variklį, bet ir apsuka jį atgal – langas truputį nusileisdžia, atlaisvindamas prispaustas kliūtį.

Pažangesnės sistemos naudoja ne tik srovės matavimą, bet ir greičio pokyčių analizę. Jei langas staiga sulėtėja, nors turėtų judėti tolygiai – tai signalas, kad kažkas ne taip. Tokios sistemos jautresnės ir reaguoja greičiau.

Tiesa, yra viena problema – šaltuoju metų laiku, kai langas apledėjęs ar apšerkšnijęs, sistema gali suklaidinti. Langas tikrai juda sunkiau, bet ne dėl kliūties, o dėl ledo. Todėl kai kurie automobiliai turi specialų režimą – jei kelis kartus iš eilės bandai kelti langą ir jis sustoja, sistema „supranta”, kad tai gali būti ledas, ir leidžia varikliukui dirbti su didesne jėga. Bet atsargiai su tuo – geriau pirma mechaniškai pašalinti ledą.

Kodėl langai sugenda ir kaip to išvengti

Elektrinis lango mechanizmas dirba sunkų darbą – per automobilio gyvenimą jis gali pakelti ir nuleisti langą dešimtis tūkstančių kartų. Neišvengiamai atsiranda susidėvėjimo.

Dažniausia problema – susidėvėję krumpliaračiai. Ypač plastmasiniai, kuriuos naudoja kai kurie gamintojai siekdami sumažinti kainą ir svorį. Laikui bėgant dantys nusidėvi, prasideda slydimas, langas juda trūkčiojimais arba visai nenori judėti. Girdisi būdingas traškėjimas ar girgždėjimas.

Varikliuko šepetėliai – kita silpna vieta. Nuolatinės srovės varikliuose naudojami anglies šepetėliai, kurie fiziškai liečiasi su besisukančiu kolektoriumi. Jie pamažu trinasi ir galiausiai tampa per trumpi, kad užtikrintų gerą kontaktą. Varikliukas pradeda dirbti nepatikimai, gali visai sustoti. Gera žinia – šepetėlius galima pakeisti, nereikia pirkti naujo varikliuko.

Trosai ir kreipikliai – jei turite trosų sistemą, tai trosai gali surūdyti, ištįsti ar net nutrūkti. Ypač jei į duris patenka drėgmė. Kreipikliai, kuriuose slysta langas, taip pat gali susidėvėti – tada langas juda įstriždai arba užstringa.

Kaip prailginti mechanizmo gyvenimą? Keletas praktinių patarimų:

– Žiemą, prieš bandydami atidaryti langą, įsitikinkite, kad jis neprilipęs. Jei reikia, švelniai pastumkite rankomis, kad atplėštumėte nuo tarpinės.
– Kartą per metus nuvalykite lango kreipiklius – ištraukite langą iki pusės ir nuvalykite gumas bei kreipiklius nuo purvo ir dulkių. Galite panaudoti silikoninį tepalą.
– Jei langas pradeda judėti lėčiau ar girdisi neįprasti garsai – nedelskite, patikrinkite sistemą. Ankstyvame etape problema dažnai išsprendžiama paprastu sutepimas ar reguliavimu.
– Nevartokite lango mechanizmo be reikalo – kiekvienas ciklas prideda susidėvėjimo.

Modernios sistemos ir ateities tendencijos

Šiuolaikiniai automobiliai elektrinius langus integruoja į vis sudėtingesnes sistemas. Pavyzdžiui, daugelyje mašinų langai automatiškai truputį nusileisdžia, kai atidarote duris – taip sumažinamas slėgis ir durys lengviau užsidaroma. Uždarant duris, langas vėl pakyla ir sandariai užsispaudžia.

Kai kuriuose modeliuose langai susieti su signalizacija – užrakinant automobilį, visi langai automatiškai pakyla, jei buvote palikę juos pravėrus. Arba priešingai – vasarą, kai automobilis įkaitęs, atrakinant duris langai gali automatiškai truputį nusileisti, kad išeitų karštas oras.

Hibridiniuose ir elektriniuose automobiliuose langų valdymas tampa dar svarbesnis. Kai variklis neveikia (pavyzdžiui, stovint šviesofore), elektriniai langai vis tiek turi veikti, bet jie negali per daug išsekinti akumuliatoriaus. Todėl naudojami efektyvesni varikliukai ir protingesnė energijos valdymo elektronika.

Ateityje galime tikėtis dar didesnės integracijos. Jau dabar kai kurie premium klasės automobiliai turi langus su reguliuojamu permatomumu – elektrochrominiai stiklai, kurie tamsėja paspaudus mygtuką. Galbūt netrukus langai bus valdomi balso komandomis arba net gestais.

Kai sugenda – taisyti ar keisti

Sugedus lango mechanizmui, kyla klausimas – ar verta taisyti, ar geriau keisti visą sistemą? Atsakymas priklauso nuo konkrečios problemos ir automobilio vertės.

Jei problema tik susidėvėję varikliuko šepetėliai arba reikia sutepti mechanizmą – tai nebrangi procedūra, verta atlikti. Jei sutrūko trosas – taip pat galima pakeisti tik trosą, nors kartais tai gana daug darbo, nes reikia nuimti visą mechanizmą.

Bet jei sugedo pats varikliukas arba sudužo žirklinio tipo mechanizmas – dažnai ekonomiškiau pakeisti visą mazgą. Originalios dalys būna brangios, bet galima rasti ir kokybiškas analogų. Tik būkite atsargūs su per pigiais variantais – kai kurie kinų gamintojai daro tokios prastos kokybės mechanizmus, kad jie sugenda greičiau nei originalūs.

Durų apdailos nuėmimas ir mechanizmo keitimas – ne pati sudėtingiausia procedūra, bet reikia žinoti, ką darai. Jei nesate tikri savo gebėjimais, geriau kreipkitės į specialistus. Paprastai visa procedūra užtrunka 1-2 valandas vienai duryms.

Kas lieka už kadro

Elektrinis lango mechanizmas – puikus pavyzdys, kaip paprasta idėja (varikliukas + krumpliaračiai) per dešimtmečius evoliucionavo į sudėtingą, bet patikimą sistemą. Tai technologija, apie kurią negalvojame, kol ji veikia, bet labai pasigendam, kai sugenda.

Įdomu tai, kad pagrindiniai principai išliko tie patys nuo pat pradžių – vis dar naudojami DC varikliukai, krumpliaračiai, mechaniniai perdavimai. Bet elektronika ir medžiagos labai pasikeitė. Šiuolaikiniai mechanizmai lengvesni, tyliau dirba, patikimesni ir turi daug saugos funkcijų.

Prižiūrėkite savo automobilio langų sistemą – kartais pakanka paprasčiausio valymo ir tepimo, kad mechanizmas tarnautų visą automobilio gyvenimą. O jei vis tik kažkas sugenda – bent jau dabar žinote, kas ten vyksta po ta durų apdaila ir kodėl langas staiga atsisakė klausyti.