《汽车天窗原理与故障分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车天窗原理与故障分析（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要汽车天窗通风是指当汽车有行驶速度时，车内空气流动速度就会小于车外空气 流动速度，从而形成气流压差，车内外的气流就会有交换，所以就可以通风了。汽 车天窗安装于车顶,能够有效地使车内空气流通，增加新鲜空气进入，为车主带来 健康、舒适的享受。而汽车电动天窗主要由天窗玻璃、滑动机构、驱动机构、控制 系统、开关、滑动螺杆、ECU及继电器等组成。本论文分析了天窗玻璃的打开、关 闭等动作的工作原理，介绍了电子控制系统的控制过程。又介绍了天窗密封（排水） 方式：1.主动式密封方式 2.被动式密封（排水）方式；以及天窗的功能：1.自动关 闭功能 2.防夹功能 3.防盗功能 4.负压换气功能；着重介绍了汽车天
2、窗的故障分析 以及排除的方法。并且简述了汽车天窗保养方法以及天窗保养的注意事项。关键词：汽车电动天窗 基本结构 电子控制 天窗通风第 1 章 绪 论汽车天窗在国外有 100 多年的历史，已成为汽车文化的一部分。在中国市场上， 许多汽车制造厂家已开始引入天窗配套项目，目前，许多厂家的汽车都推出了天窗 版轿车。开车的人都知道，一辆车里挤的人越多，车内的空气就越浑浊。如果在车内吸 烟，车里就更是烟雾缭绕，车里的气味更是难闻。为消除这些让人感觉不舒服的味 道，许多人选择购买车用香水，但这只能起到一定的除味效果。当然，打开车窗也 可起到换气的作用，可车辆在运行中打开窗户会产生很大的噪音，而且风直接冲撞
3、到司机降低舒适感，坐在后排座位的人也会被侧窗的风吹得睁不开眼。汽车在行驶过程中若经常打开窗户，不仅影响车内温度，会带进大量灰尘及传 入车外噪声，而且由于高速行驶形成的风会直接冲撞到车内的乘员，降低乘坐舒适 度，因此现代汽车一般都关窗驾驶。对于车身密封性不良的汽车，虽然也能带进部 分新鲜空气，但由于不能认为地控制进风，进风量难以符合要求，而且进风部位是 随机的，往往带进大量灰尘、烟气，污染车内空气。但若车内无新鲜空气补充，会 使车内空气中二氧化碳含量增大、氧气含量下降；车内还会因抽烟、人体呼吸、食 物及物品等使空气气味不好，影响乘员身体健康；为了防止汽车前窗结霜凝雾，也 需要引入新风，需要有通风
4、装置。另外，通过天窗的玻璃可以自然采光，车室内明亮并可以营造浪漫的气氛，并 给喜欢高档车的顾客带来了满足感。因此，加装天窗既为汽车改善通风状况的有效 方法。汽车电动天窗具有以下几项特点： 防夹装置：可防止意外关窗夹伤乘员。自动关窗装置：用户锁好车门离开轿车时，当忘记关闭天窗时，会自动关闭轿 车天窗，避免用户的财产损失。采光性好：轿车开设天窗后可以明显地提高车厢内亮度，减轻压抑感，振奋驾 驶精神；扩增车厢内的虚拟空间，以增添乘坐情趣。噪声小：试验表明，轿车在行驶时打开天窗，要比打开侧窗时噪声小得多，乘 驾人员普遍感觉良好。性能安全可靠：经专业厂家开发的轿车天窗，装配后均经过整车严格的性能试 验，
5、开启性、密封性、防夹性等均符合安全、可靠的技术标准。天窗玻璃有隔热、 隔紫外线特性：能够遮光保护乘员皮肤及内饰。其次，还能够保持车内空气清新：打开轿车天窗后，由于车内形成负压，在“虹 吸效应”下，使混浊的空气被迅速吸出车外，同时加快了车内外空气流动，使车厢 内空气更加清新，舒适怡人。特别是行驶在高速公路上打开天窗，车内空气流通交 换，自然风可在一定程度上替代汽车空调器的送风功能，从而有利于降低能耗。第 2 章 电动天窗的组成和工作原理汽车电动天窗定义：是指安装于汽车顶部主体材料为玻璃的车身部件，并且该 部件有一部分能够电机驱动并通过传动机构将天窗玻璃沿滑槽前后移动，倾斜启 闭，且能按要求停留在
6、任意位置。2.1 电动天窗构成汽车电动天窗主要由滑动机构、驱动机构、开关、控制系统（主要包括 ECU、 限位传感器）、电动机、传动机构、滑动螺杆、导向销、导向块、连杆、托架（、前、 后）枕座等组成。下面主要介绍电动天窗的滑动机构、驱动机构、控制系统和开关。1. 滑动机构电动天窗滑动机构主要由导向块、导向销、连杆、托架和前、后枕座等构成。2. 驱动机构驱动机构主要由电动机、传动机构等组成。（1）电动机通过传动装置向天窗的开闭提供动力，能双向转动，即通过改变 电流的方向以改变电动机的旋转方向，实现天窗的开闭。（2）传动机构：主要由蜗轮蜗杆传动机构、中间齿轮传动机构（主动中间齿 轮、过渡中间齿轮）和
7、驱动齿轮等组成。齿轮传动机构接受电机的动力，改变旋转 方向，并将动力传给滑动螺杆，使天窗实现开闭；同时又将动力传给凸轮，使凸轮 触动限位开关进行开闭。主动中间齿轮与蜗轮固定在同一轴上，并与蜗轮同步转动； 过渡中间齿轮与驱动齿轮固定在同一输出轴上，被主动中间齿轮驱动，使驱动齿轮 带动玻璃开闭。3.开关电动天窗的开关由控制开关和限位开关组成。（1）控制开关控制开关主要包括滑动开关和斜升开关。滑动开关有滑动打开、滑动关闭和断 开（中间位置）3 个挡位。斜升开关也是有斜升、斜降和断开（中间位置）3 个挡 位。通过操作这些开关，令天窗驱动机构的电动机实现正反转，在不同状态下正常 工作。（2）限位开关限位
8、开关主要是用来检测天窗所处的位置。限位开关靠凸轮转动来实现断开和 闭合。凸轮安装在驱动机构的动力输出端。当电动机将动力输出时，通过驱动齿轮 和滑动螺杆减速以后带动凸轮转动，于是凸轮周边的凸起部位触动开关使其开闭， 以实现对天窗的自动控制1。4.控制系统控制系统是一个数字控制电路，并设有定时器、蜂鸣器和继电器等，其作用是 接受开关输入的信息，通过数字电路进行逻辑运算，确定继电器的动作，控制天窗 开闭。2.2 天窗工作及通风原理1.工作原理 天窗装置是利用流体力学的原理，将车内的混浊气体“抽”出，使空气得到充 分的交换。在流体力学研究领域，实验证明在流速高的情况下流体对管壁的压力小， 在流速底的情
9、况下流体对管壁的压力大。汽车在高速行驶情况下，由于汽车顶盖都 具有一定的弧度，因此，外部气流在流经汽车顶盖时速度会很高，外部空气对汽车 顶盖的压力小于车内空气对汽车顶盖的压力，车内空气向车外流动，压力变小，外 部新鲜空气补充进车内，这样，车内空气得到循环，汽车内部就可以保持新鲜的空 气。2.天窗通风原理 当汽车有行驶速度时，车内空气流动速度就会小于车外空气流动速度，从而形 成气流压差，车内外的气流就会有交换，所以就可以通风了2。2.3 汽车天窗的作用分类1.天窗的作用 具有增加美观、开阔视野、增加采光、经济性和实用性、美化汽车形象、活动 窗口的作用。2.天窗的分类 天窗分为固定式天窗也叫全景式
10、天窗和活动式天窗。活动天窗又分为手动式玻 璃天窗及电动式天窗。手动式天窗：用手的力量推开或关闭的天窗。这种天窗的结构原理与大众公交 车的一样，只不过制造用的材质和精密度要高些。一般为小型或家庭型轿车、经济 型轿车所常选用，由于效果较差，现安装的特别的少。电动式以电力而进行开启和 关闭的天窗，称为电动天窗按结构形式分：敞篷式天窗、电动智慧型天窗、上掀外 滑式天窗如（图 2-1 图 2-2）、方格型天窗3。第 3 章 天窗的密封（排水）方式及功能3.1 密封1.主动式密封方式 通过天窗与顶盖之间的密封，以及天窗玻璃与天窗开口处密封条的密封，阻止 灰尘及雨水等进入天窗及车身内部。2.被动式密封（排水
11、）方式通过天窗玻璃周边的密封条与车顶翻边的密封结合，阻止灰尘及大部分雨水； 同时，天窗总成内部需要设计有流水槽及排水导管接头，将少量从玻璃密封条与车 顶接合处渗入的雨水排到车身外部。在天窗总成内部框架的 4 个拐角处各设计一个导管接头，排水导管接头连通流 水槽并外接排水导管，前部的排水导管通过车身A柱，后部的排水导管通过车身C 柱或 D 柱，将雨水导出车身。3.2 汽车电动天窗的功能1. 自动关闭功能当关闭点火开关大约 4S 后，天窗会自动关闭。在天窗完全关闭前按动按钮， 此功能会被取消，玻璃会停留在开启位置上。如果想关闭天窗，无须打开点火开关， 只需按动关闭按钮即可，操作方式可以是手动的或全
12、自动的。2. 防夹功能天窗在完全自动关闭过程中，遇到障碍物后会自动返回，直到障碍物消失为止。 在点火开关关闭后，天窗的自动关闭过程中，此项功能依然有效。3. 防盗功能智能探测滑动式机舱型天窗这种天窗结构比较特殊，采用战斗机机舱式结构用 滑动方式进行开启或关闭，其结构非常新颖该天窗多为多功能单厢车、变型车、商 务功能车所选用。4. 负压换气即利用负压原理，依靠汽车行驶中气流在天窗上的快速流动而形成负压区，从 而将车内污浊的空气抽出，达到换气的目的。由于不是直接进风，而是以将污浊的 空气抽出，新鲜空气从进气口补充的方式进行通风换气，所以，能够有效地保持车 内空气流通，为车主带来健康、舒适和安全。不
13、仅如此，使用天窗还具有节能的功 效。打开天窗，利用负压换气降温要比单纯使用空调降温速度要快数倍4。第 4 章 汽车天窗常见故障分析4.1 汽车天窗的常见故障4.1.1 天窗漏水（1）现象：漏水严重，而且从天窗的后端漏水。（2）可能原因：排水槽脱落（3）解决办法：重新安装排水槽。如果是水槽滑块破损，则更换水槽滑块。4.1.2 天窗渗水故障现象一：（1）现象：渗水，而且从车的前部渗水。（2）可能原因：前部框架与轨道之间密封不好（3）解决办法：整个天窗框架报废。但是玻璃面板、电机和遮阳板等仍然可以使用。故障现象二：（1）现象：渗水，而且从车的前部和后部渗水。（2）可能原因：端盖与轨道密封不好（3）解
14、决办法：取下端盖去除原有密封胶，更换新密封胶后，重新安装端盖。4.1.3 天窗无法正常工作故障现象一：（1）现象：天窗工作，但是不正常，开启和关闭位置不对。（2）可能原因：电机失效（3）解决办法：重新进行电机初始化，或者更换电机。（4）注意：天窗在初始化过程中没有防夹功能，勿将手伸入开启的天窗中。 故障现象二：（1）现象：天窗不工作，电机没有任何反应。（2）可能原因：线束失效，或者线束插头连接不好。（3）解决办法：检查线束及插头，改进或者更换线束。故障现象三：（1）现象：天窗不工作，电机没有任何反应。（2）可能原因：开关失效（3）解决办法：更换开关 故障现象四：（1）可能原因：电压不够（2）解
15、决办法：蓄电池充电 故障现象四：（1）现象：电机运行，但是天窗不工作。（2）可能原因：机械组揉控针螺母脱落（3）解决办法：重新安装揉控针螺母 故障现象五：（1）注意：轨道有异物可能引起天窗防夹功能作用，所以天窗无法正常工作。（2）可能原因：轨道有异物（3）解决办法：清理异物 故障现象六：（1）现象：天窗工作，但是工作不正常现象；（2）注意：电机内黄色标记与电机表面突起对应则电机处在零位。（3）可能原因：电机不在零位（4）解决办法：调整电机零位 故障现象七：（1）现象：天窗无法正常工作，开启和关闭不到位，或者运行不畅。（2）可能原因：链条与电机零位不一致，两根链条的零位不一致。（3）解决办法：调整链条的零位，拆下电机后，推动链条端盖使其零位一致。 4.1.4 天窗异响故障现象一：（1）现象：电机运行有噪音，或者链条运行有噪音。（2）可能原因：电机异响，链条与盖板干涉。（3）解决办法：更换异响超限的电机，更换盖板。故障现象二：（1）现象：天窗在正常工作中有异响 （2）可能原因：挡风条弹簧未在正确位置（3）解决办法：将挡风条弹簧安装正确 故障现象三：（1）现象：天窗开关状态时有异响（2）可能原因：天窗护板未安装到位，天窗玻璃植绒胶条多灰尘。（3）解决办法：重新安装到位，酒精擦拭。故障现象四：（1）现象：天窗运行时有异响
