Tecnologia in bella vista: portiere dell'auto

Ci sono molte frasi comuni che non significano più quello che avevano una volta. Ad esempio, potresti aver usato il termine "accendi le luci". Cosa stai effettivamente girando? Da dove viene questo? Le vecchie luci a gas avevano una valvola che giravi fisicamente e la frase semplicemente rimaneva. I ragazzi degli anni '90 non hanno idea del motivo per cui "compongono" un numero di telefono. Che ne dici di "alzare il finestrino della macchina"? Non si incontrano spesso le portiere delle auto vecchio stile con serrature manuali o una manovella per abbassare il finestrino. Al giorno d'oggi è tutto elettronico. Ma ti sei mai chiesto cosa succede lì dentro?

Diamo un'occhiata alle portiere delle auto, a come ti tengono al sicuro e a come la lastra di vetro scorre in posizione, sigillando contro vento, pioggia e rumore. Naturalmente, ci sono porte per auto fantasiose come porte anti-suicidio o porte ad ali di gabbiano sexy ma poco pratiche. Almeno una concept car ha addirittura una portiera che scompare sotto il veicolo quando si apre; Guarda il video qui di seguito. Ma anche le porte da giardino sono meraviglie dell'ingegneria meccanica. Una struttura compatta, sicura e, soprattutto, affidabile. Diamo un'occhiata a come lo fanno.

Se ci pensi, moltissime cose che costruiamo convertono qualcosa in qualcos'altro. Energia per il movimento, per esempio. O da un tipo di movimento all'altro. I meccanismi delle portiere delle auto non fanno eccezione. Naturalmente, gli attuatori delle serrature e gli attuatori delle finestre convertono entrambi un comando elettrico in una sorta di movimento fisico. Ma c’è anche il problema di ottenere il giusto movimento fisico in uno spazio ristretto.

Una delle cose interessanti della maggior parte delle portiere delle auto è che le serrature devono essere sicure ma offrire molti modi per aprirle. Il controllo elettronico da solo solitamente non è sufficiente: spesso esiste un modo per sbloccare manualmente l'auto. E sicuramente bisogna poter azionare la porta dall'interno anche senza corrente, per evitare di intrappolare gli occupanti. Alcune auto, come la Boxter o alcune Lotus, non hanno un modo ovvio per sbloccare l'auto senza alimentazione. Queste auto di solito hanno una serratura di emergenza nascosta o una serie di terminali nascosti che consentono di accendere temporaneamente il sistema per sbloccare il veicolo.

Il motore che controlla le serrature elettriche di un'auto è noto come attuatore. È possibile ottenere attuatori universali che possono essere realizzati per adattarsi alla maggior parte delle auto, anche quelle che normalmente non dispongono di serrature elettriche. Poiché la serratura della porta deve essere azionabile da più fonti, l'attuatore di solito aziona un'asta e quell'asta appare spesso vicino alla finestra in modo da poterla azionare anche manualmente. L'asta innesta e disinnesta il meccanismo di chiusura e quando è disinnestata non è possibile aprire la porta. Infatti, spesso se l'asta è disinnestata e la serratura è chiusa, non sarà possibile chiudere la porta se questa è aperta.

Un tipico attuatore è un semplice motore elettrico che ruota. Naturalmente, abbiamo bisogno di un movimento diverso, quindi gli ingranaggi non solo riducono la velocità del motore e aumentano la coppia, ma un ingranaggio a cremagliera converte la rotazione in un movimento lineare. Poiché di solito non si vuole che il motore e l'occupante combattano per il controllo, spesso c'è una frizione che non trasmette il movimento manuale al motore. Il motore funziona solo momentaneamente. Alcune auto hanno feedback e proveranno alcune volte se qualcosa va storto.

Le auto più vecchie utilizzavano pompe a vuoto per aspirare o soffiare aria per azionare le porte perché i motori elettrici erano rumorosi e soggetti a guasti. La Mercedes, ad esempio, ha utilizzato serrature ad aria compressa fino al 2003 circa.

Windows è un po' più semplice perché normalmente non è necessario il controllo manuale. Ci sono alcune preoccupazioni particolari, però. Ad esempio, hai mai notato che la tua finestra rimane perfettamente in piano? Inoltre, per motivi di sicurezza, dovrebbe essere quasi impossibile abbassare il finestrino. Questo viene spesso gestito utilizzando un ingranaggio a vite senza fine. A causa dell'angolo di contatto tra l'ingranaggio a vite senza fine e l'ingranaggio cilindrico, l'ingranaggio a vite senza fine può ruotare l'ingranaggio cilindrico, ma non il contrario a causa dell'attrito tra i denti dell'ingranaggio.

Poiché la finestra deve alzarsi e abbassarsi, è presente un cablaggio simile a un ponte ad H che può far funzionare il motore in entrambe le direzioni. Per un'auto con un controller sofisticato, probabilmente utilizza un ponte H e i pulsanti dei finestrini sono solo input per il computer. Ma le auto di base possono semplicemente avere un cablaggio che consente al conducente o al passeggero di ruotare il motore del finestrino in entrambe le direzioni.