(News.oto-hui.com) – Những chiếc ô tô trên thị trường hiện nay hầu như đều được trang bị hệ thống nâng hạ kính bằng hệ thống điện. Chúng cực kì tiện lợi và dễ dàng kiểm soát bởi người lái. Cùng tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống nâng hạ kính trên ô tô thông qua bài viết này nhé.
Để có thể hiểu rõ hơn, chúng ta hãy cùng tìm hiểu về sự hình thành và các nâng cấp của hệ thống nâng hạ kính từ trước tới nay.
Đầu tiên, hệ thống nâng hạ kính cổ điển nhất là loại hệ thống điều khiển bằng tay quay gắn trên tappi cửa của xe. Tay quay này được kết nối với một bánh răng nhỏ ăn khớp với một vành răng lớn hơn. Một tay đòn kim loại được gắn trên khung cửa xe và có thể quay quanh trục vít kết nối. Một đầu tay đòn được gắn chặt với vành răng bằng ốc vít, đầu còn lại kết nối với giá đỡ tấm kính và có thể trượt trên giá đỡ thông qua khớp trượt.
Khi người lái thực hiện xoay tay quay, bánh răng nhỏ tác động vào vành răng quay theo chiều cùng chiều kim đồng hồ và làm một đầu của tay đòn chuyển động đi xuống. Đầu còn lại của tay đòn chuyển động đi lên và nâng tấm kính đi lên theo. Ngược lại, khi người lái đảo chiều quay của tay quay, tất cả các chuyển động của chi tiết sẽ ngược lại và tấm kính được hạ xuống bên trong cửa xe.
Thực chất, chuyển động ở hai đầu của tay đòn là chuyển động quay tròn nhưng nhờ có khớp trượt trên giá đỡ kính nên tấm kính có thể chuyển động theo phương thẳng mà không bị quay tròn theo chuyển động của tay đòn.
Hệ thống này có kết cấu rất đơn giản. Tuy nhiên, việc chỉ có một điểm tiếp xúc giữa tay đòn với tấm kính khiến cho lực ma sát ở hai bên mép kính với khung cửa có sự khác biệt khá lớn. Điều này làm cho tấm kính dễ bị lệch ra khỏi phương chuyển động, gây ra hiện tượng kẹt và không thể chuyển động một cách trơn tru.
Để có thể khắc phục vấn đề trên, một tay đòn phụ được thêm vào nhằm tạo ra nhiều điểm tiếp xúc hơn với tấm kính. Hai đầu của tay đòn phụ được gắn với các khớp trượt có trên giá đỡ kính và thanh trượt trên khung cửa xe. Các tay đòn lúc này có cơ chế hoạt động kiểu cắt kéo, thiết kế này giúp cho lực được phân bổ đều hơn. Qua đó làm giảm sự chênh lệch của lực ma sát ở hai bên mép kính và loại bỏ hiện tượng kẹt kính do lệch phương chuyển động.
Thiết kế này là xu hướng chủ đạo của cửa sổ ô tô cho đến những năm 1990. Khi mà họ bắt đầu nhận ra nhược điểm của thiết kế này đó là tấm kính rất dễ bị tuột xuống một cách đột ngột. Để khắc phụ hiện tượng này, họ lắp đặt một lò xo xoắn ốc vào trục quay của tay đòn chính nhằm tạo ra một lực giữ cho tấm kính đứng yên khi được nâng lên.
Một đầu của lò xo được nối với trục quay của tay đòn chính, đầu còn lại được giữ cố định với khung cửa xe. Lò xo sẽ bị nén lại khi tấm kính chuyển động đi xuống, qua đó loại bỏ được hiện tượng bị rớt kính. Độ lớn của lực nén cũng vừa đủ để giữ cho tấm kính đứng yên tại vị trí mà nó được điều chỉnh. Ngoài ra, lực nén của lò xo còn giúp giảm bớt lực mà người lái cần tác dụng lên tay quay, việc điều chỉnh lên hạ kính cũng nhẹ nhàng hơn.
Tuy nhiên, vẫn còn một nhược điểm nữa của thiết kế này đó là người ta có thể vận hành cơ chế thông qua việc tác động vào tấm kính mà không cần đụng vào tay quay. Nói một cách dễ hiểu hơn đó là người ta có thể dễ dàng hạ tấm kính cửa sổ mặc dù đứng ở bên ngoài xe ô tô. Điều này sẽ cực kì nguy hiểm trong trường hợp mà những người có ý định xấu như trộm cắp, đánh đập,…đang đứng ngay bên cạnh xe của bạn.
Để tiếp tục khắc phục vấn đề này, họ lắp một cơ cấu trục vít bánh răng vào giữa tay quay và bánh răng nhỏ. Cơ cấu trục vít bánh răng có một khả năng đó là chỉ cho phép chuyển động đi từ một phía. Tức là khi trục vít quay thì bánh răng ăn khớp sẽ chuyển động quay theo còn bánh răng sẽ không thể làm được điều ngược lại đó là làm trục vít quay theo nó. Với cơ cấu này, tấm kính có thể được điều khiển một cách dễ dàng từ bên trong xe nhưng lại hoàn toàn đứng im đối với những tác động đến từ bên ngoài.
Tay quay sau này được thay thế bằng mô tơ điện và cửa sổ chỉnh điện ra đời. Việc thay thế chỉnh tay bằng chỉnh điện mang lại nhiều tiện ích như giảm bớt thao tác cho người lái, dễ dàng kiểm soát tất cả các cửa sổ, thiết kế tappi cửa trông sang trọng và đẹp mắt hơn,…
Tuy vậy, thiết kế này vẫn còn một điểm trừ đó là có quá nhiều các liên kết cơ khí như các khớp quay, khớp trượt, chúng sinh ra nhiều ma sát khi vận hành. Khi hoạt động lâu ngày có thể bị rỉ sét, tạo ra các tiếng động gây ồn và làm ảnh hưởng đến hành khách trong xe.
Một thiết kế hoàn toàn mới sử dụng dây và ròng rọc bằng nhựa thay thế cho kim loại đã khắc phục hoàn toàn các nhược điểm trên.
Hệ thống này bao gồm bốn ròng rọc đặt ở bốn điểm tạo thành một hình chữ nhật trên khung cửa. Đoạn dây được nối liền hai đầu tạo thành một vòng tròn, đặt lên bốn ròng rọc và vắt chéo nhau ở giữa khung. Một cơ cấu trục vít bánh răng được điều khiển bằng điện có vai trò tạo độ căng và làm đoạn dây chuyển động trên các ròng rọc.
Với cách thiết kế này, hai đoạn dây song song nhau ở hai bên cửa sẽ luôn chuyển động cùng hướng với nhau. Hai khớp trượt bằng nhựa có vai trò kết nối tấm kính với sợi dây, giúp cho tấm kính có thể nâng hạ theo chuyển động của sợi dây.
Việc sử dụng ít vật liệu kim loại và khớp trượt giúp hệ thống này có khối lượng nhẹ hơn và hoạt động êm dịu hơn so với các hệ thống cơ khí trên.
Một số bài viết liên quan:
- Hướng dẫn thay thế mô tơ bơm nước rửa kính ô tô
- Cách kiểm tra và thay Cảm biến báo mức nước rửa kính ô tô
- Kính chắn gió mới sẽ được làm từ vật liệu tái chế
- Tìm hiểu về công nghệ kính cách âm trên xe ô tô
- Tại sao công nghệ mới khiến việc sửa chữa kính chắn gió khó khăn hơn?
