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1、课题一 风窗清洁装置 关闭 目 录 电动刮水器 清洗装置 雨滴感知型刮水器 除霜装置 关闭 一、电动刮水器 1.电动刮水器的结构 刮水器的作用：用来清除风窗玻璃上的雨水 、雪或尘土，以确保为驾驶员提供良好 的能见度。 分类：因驱动装置的不同，刮水器有真空式 、气动式和电动式三种。目前汽车上广泛使 用的是电动刮水器。 关闭 关闭 组成：电动刮水器由直流电动机和一套传动 机构，见图10.1。电动机旋转经减速和连动 机构的作用变成雨刮臂的摆动。 2.电动刮水器的变速原理 刮水器的变速是利用直流电动机变速原理来 实现的。 （1）改变磁通变速 采用改变电动机磁极磁通变速的方法，只适 合干线绕式直流电动机
2、。 关闭 关闭 工作原理:见图 10.2。 当刮水器开关在挡位置（低速）时，电 流由蓄电池正极经电源开关熔断器接线 柱接触片，然后分两路：一路通过接线 柱串励绕组1电枢2至蓄电池负极形成 回路；另一路通过接线柱井励绕组3至 蓄电池负极而形成回路。此时，在串励绕组 1和并励绕组3的共同作用下，磁场增强，电 电动机以低速运转。 关闭 当刮水器开关在挡位置（高速）时，电流 由蓄电地正极经电源开关熔断器接线柱 接触片接线柱串励绕组1电枢2 至蓄电地负极形成回路。此时由于并励绕组 3被隔除，磁场减弱，电动机以高速运转。 关闭 关闭 (2）改变电刷间的导体数变速 工作原理见图10.3。 B1为低速运转电刷
3、，B2为高速运转电刷B3 为公共电刷。B1 和B2安装位置相差60。 当电动机工作时，在电枢内同时产生反电动 势，其方向与电枢电流的方向相反。如要使 电枢旋转，外加电压U必须克服反电动势的 作用，当电枢的转速上升时，反电动势也相 相应上升，只有当外加电压U几乎等于反电 动势时，电枢的转速才趋于稳定。 关闭 当开关拨向“L”时，见图10.3（b），电源 电压U加在B1和B3。之间，由于、 和、组成两条并联支路，支路中串 联的线圈（导体）均为有效线圈，串联线圈 （导体）数相对较多（每条支路串联3组绕 组），故反电动势较大，电动机以较低转速 运转。 关闭 当开关拨向“H”时，电源电压U加在B2和B3
4、 之间，由于线圈和线圈产生方向相反的 电动势，互相抵消，故两条并联支路中串联 线圈（导体）数相对较少（每条支路串联2 组绕组），故反电动势较小，电动机以较高 转速运转。 关闭 3.电动刮水器自动复位装置 所谓自动复位，就是指在切断刮水器开关 时，刮水片能自动停在驾驶员视野以外的指 指定位置。 关闭 电动机工作原理： 图10.2中的触点4及凸轮5，就是线绕式电 动刮水器的自动复位装置。凸轮与电枢轴联 动，触点由凸轮控制，如果断开刮水器开关 时；刮水片没有停在指定位置，凸轮继续将 触点顶在闭合位置，电动机继续转动，只有 当刮水片停在指定位置时，凸轮才能把4处的 触点断开，电动机才停转。 关闭 关闭
5、 复位电路工作原理： 当刮水器开关推到0挡时，如果刮水片没有 停在规定的位置，由于触点6与铜环9接触， 则电流继续流人电枢。电流由蓄电池正极 电源总开关1熔断器2电动机电刷B1 电枢绕组电刷B3刮水器开关接线柱 刮水器开关接线柱触点臂5触点 6铜环9蓄电池负极，电动机以低速运转 ，见图10.4（b），直至蜗轮8转到图10.4 （a） 关闭 所示的位置时，触点6通过铜环7与触点4连 通，将电动机电枢绕组短路。与此同时，电 动机因惯性下能立即停转，以发电机方式运 行，而产生很大的反电动势，产生制动力 矩，电机迅速停转，使刮水片停在规定位 置。 4.电动刮水器的间歇控制 作用:在与洗涤器配合使用时，
6、可以达到先 洗后刮的循环刮洗工序，以提高刮洗效果 ； 关闭 在毛毛细雨时，雨量稀少，如果刮水器仍按 原来那样不断地工作，不仅会引起刮片的颤 动，而且也会对玻璃有损伤。 间歇控制按其间歇时间能否调节分为： 可调式与不可调式。 下面以无稳态方波发生器控制的间歇刮水器 为例介绍其工作过程，电路见图10.5。 电路组成：由 VT1、VT2组成无稳态多谐振 荡器。 R1、C1决定的通电吸合时间； R2、C2决定的断电断开时间。 关闭 关闭 工作原理： 当刮水器开关处在0挡时，刮水器电动机 电枢被B3与B1电刷、继电器的动断触点和 自停开关短路，电动机不工作。此时，若接 通间歇开关，则VT1导通，VT2截
7、止，K通电 使动合触点闭合，刮水器以低速运转。 当C1充电到一定值后，V T2导通，VT1迅速 截止，K断电，动断触点闭合，电动刮水器 自动复位后停止工作。当C2充电到VT1导通 关闭 通电压时，VT1导通，VT2截止，动作，动 合触点闭合，重复上述过程。 5.电动刮水器的常见故障 常见的故障：刮水器不工作、间断性工作、 刮水片不能复位、刮水片调整有关的故障， 例如刮水片拍打风窗下方排水槽或一个刮水 片低于另一个刮水片的停止位置等。在对风 窗刮水器系统的故障进行检修之前，需要确 定是电气故障还是机械故障。 关闭 最简单的方法就是从电动机上拆下连接刮水 片的机械臂，接通刮水器系统，观察电动机 的
8、运行。如果电动机工作正常，则说明是机 械问题，否则说明电气系统有故障。 大多数导致刮水器动作慢的电路故障是由于 接触电阻大而引起的。如果故障表现为所有 的速度挡都慢，应检查电源到刮水器开关之 间的电路，主要是中间继电器、熔断器和刮 关闭 水器开关连接线端子插接是否牢固可靠。 如果刮水系统只是在间歇挡位工作不正常， 首先应检查间歇继电器的搭铁是否良好。如 果搭铁正常，利用欧姆表检查继电器到刮水 器开关之间的电路，如果连接线路也是良好 的，则应更换间歇继电器。 造成刮水器不能复位的故障可能是复位开关 的原因，也可能是刮水器开关内接触片变形 所致。最常见的与复位开关有关的故障是当 关闭 开关断开时，
9、刮水器就停在当前所在位置。 关闭 二、清洗装置 作用：为了更好地消除附着在风窗玻璃上的 污物，在汽车卜增设了风窗玻璃洗涤器，与 刮水器配合工作，保证驾驶员有良好的视野 。 组成：风窗玻璃洗涤器由洗涤液罐、洗涤泵 、软管、三通、喷嘴及刮水器开关组成。见 图10.6 关闭 关闭 洗涤泵由永磁直流电机和离心式液片泵组成 ，喷射压力约为70-88kPa。喷嘴安装在风 窗玻璃下面，喷嘴方向可以调整，使水喷射 在风窗玻璃的合适位置 。洗涤泵连续工作 的时间一般不超过 1min，使用时应先开洗 涤泵后开刮水器。在喷水停止后，刮水器应 继续刮25次，这样配合使用才能达到良好 的洗涤效果。所以，洗涤器电路一般是
10、与刮 水器开关联合工作的。 关闭 关闭 图10.7是奥迪轿车前风窗玻璃清洗装置电路 ， 刮水器开关在I挡位置时：刮水器处干间歇 工作状态，利用自动复位触点及C2充放电 时间来实现间歇控制，刮水器以低速工作； 刮水器开关处于挡时：刮水器以高速工作 ；当刮水器开关置于TiP 位置时，刮水器电 机短时间工作，松开刮水器开关；开关自动 返回至0位置。 关闭 刮水器开关置于Wa位置时： （1）洗涤器工作电路中的工作电流由蓄电 池正极（经卸荷继电器触点）熔断器刮 水器开关2的53a触点刮水器开关2的53c 触点洗涤器电机3搭铁蓄电地负极。 于是洗涤器开始工作，将洗涤液喷洒到风窗 玻璃上。 关闭 （2）电路
11、中的工作电流由刮水器开关2的 53c触点间歇控制器1的53c触点二极管 VD1电容器C1蓄电池负极，为C1充电， 在C1充电的同时，电阻R8与电阻R4电路中的 电流由小增大（B点的电位逐渐升高），在 此电压作用下，晶体管VT1导通，间歇控制 器的继电器线圈通电，触点K1闭合，使间歇 控制器中的触点15与53e接通，于是刮水器 关闭 电机的电路接通。电路中的工作电流由蓄电 池正极熔断器间歇控制器触点15与 53e刮水器开关的触点53e与53刮水器 电机蓄电他负极，于是刮水器电机慢速工 作。 松开开关手柄时，刮水器开关自动复位 ，洗涤泵立刻停止喷水工作，但这时间歇控 制器中的电容器C1开始向电阻R
12、8及电阻R4 放电，使晶体管VT1继续导通，刮水器电机 仍慢速工作4s，即电容器C1放电时间， 关闭 其目的是为了刮干前风窗玻璃上的水滴。 故障查找步骤： （1）目测储波罐内的液体存储量。检查熔 断器和线路连接是否良好。 （2）打开洗涤器开关，同时观察电动机。 如果电动泵工作但不喷液，检查泵内有无堵 塞，排除泵体内的异物；如果没有堵塞，须 更换电动泵。 关闭 （3）如果电动泵不运转，用电压表或试灯 检查开关闭合时洗涤泵电动机上有无电压。 若有电压，用欧姆表检查搭铁回路，若搭铁 回路良好，须更换电动泵。 （4）在第3步中，如果电动机上没有电压， 须沿线路向开关查找，检测开关工作是否正 常。如果开
13、关有电压输人，但没有输出，须 更换开关。 关闭 三、雨滴感知型刮水器 雨滴感知型刮水器则能根据雨量的大小自 动调节刮水器刮水频率，使驾驶员能够始终 保持良好的视线。 1. 雨滴感知型刮水器的组成 主要由雨滴传感器、间歇刮水放大器和刮 水器电动机组成，见图10.8。 雨滴传感器的作用是将雨量的大小转变为 与之相对应的电信号，其结构见图10.9 关闭 关闭 关闭 2.工作过程 雨滴感知型刮水器控制系统原理框图见图 10.10。 工作时，由于雨滴下落撞击到传感器的振动 片3上，振动片3将振动能量传给压电元件2 （见图10.9）。压电元件受压而产生电压信 号，电压值与撞击振动片上的雨滴的撞击能 量成正
14、比，电压信号经过放大后送人间歇刮 水放大电路，对放大器的充电电路（电容） 关闭 关闭 进行20s的定时充电，电容电压上升，该电 压被输人比较电路，比较电路将其与基准电 压U0比较。当电容电压达到U0时，比较电 路向刮水器电动机发出信号，使其工作一次 。当雨量大时，压电元件产生的电信号强， 充电电路电压达到基准电压值几所需时间就 短，刮水器的工作间歇时间就短；反之，雨 量小时压电元件产生的电压就小，充电电路 电压达到基准电压。所需时间就 关闭 长，刮水器的工作间歇时间就长。当雨量很 小，雨滴传感器没有电压信号输出时，只有 定电流电路对充电电路进行充电，20s后充 电电路的输出电压达到基准电压 U
15、0，刮水 器动作一次。这样，雨滴感知型刮水器就把 刮水器的间歇时间控制在0-20s范围内，以 适应不同雨量的需要。 关闭 四、除霜装置 冬季风窗玻璃上易结冰霜，除去霜雾有效 的方法是加热玻璃。轿车的后风窗玻璃一般 利用电阻丝组成的电栅加热除霜即电热式除 霜，见图 10.11。 构造：后风窗玻璃除霜器一般是在玻璃成型 过程中，将一组平行的含银陶瓷细电阻丝烧 结在玻璃表面上。在玻璃两侧有汇流条，各 焊有一个接线柱，一个用以供电，另一个作 关闭 关闭 为塔铁接线柱。这种除霜器的工作电流较大 ，因此电路中除设有开关外，有的还设有一 个定时继电器。这种继电器在通电 10min后 即能自动断电，如霜还没有
16、除净，驾驶员可 再次接通开关，但在这之后每次只能通电 5min。 除霜器的电阻随温度的变化而变化，具有正 温度系数，温度低时，阻值减小，电流增大 ；温度高时；阻值增大，电流减小。因此， 除霜器自身具有一定的调节功能。 关闭 根据电阻丝通电控制方式除霜装置可分为手 动和自动两种。自动控制除霜装置由开关、 自动除霜传感器、自动除霜控制器、电阻丝 电栅等组成，见图 10.12后窗自动控制除霜 装置。 工作过程如下： 除霜开关位于“关”位置时，除霜装置不 工作。 关闭 关闭 将除霜开关拨至“自动”位置时，由后窗玻 璃下缘的传感器检测到冰霜达到一定厚度， 传感器电阻值急剧减小到某一设定值，控制 器便控制继电器使电路接通，继电器触点闭 合。于是，由点火开关“ IG”接柱向电栅供 电，同时仪表板上的指示灯（设在除霜开关 旁边）点亮，指示除霜装置正在工作。随着 玻璃上冰霜减少到某一程度后，传感器电阻 关闭 阻值增大，控制器便将继电器电路切断，触 点断开，指示灯熄灭
