8章汽车安全与舒适系统详解.ppt
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1、第五节电动刮水器和风窗玻璃洗涤器第五节电动刮水器和风窗玻璃洗涤器 一、电动刮水器一、电动刮水器 n电动刮水器的作用是刮除风挡玻璃上的雨水、雪或灰电动刮水器的作用是刮除风挡玻璃上的雨水、雪或灰尘,确保驾驶员有良好的视线。尘,确保驾驶员有良好的视线。n目前在汽车上广泛采用的电动刮水器,普遍具有高速、目前在汽车上广泛采用的电动刮水器,普遍具有高速、低速及间歇三个工作档位,而且除了变速之外,还有低速及间歇三个工作档位,而且除了变速之外,还有自动回位的功能自动回位的功能n电动刮水器的电动机一般有永磁式和励磁式两种,而电动刮水器的电动机一般有永磁式和励磁式两种,而永磁式电动机结构简单、体积小、可靠性好,被
2、广泛永磁式电动机结构简单、体积小、可靠性好,被广泛采用采用.电动刮水器是由电动机、传动机构组成和刮水片三部分组电动刮水器是由电动机、传动机构组成和刮水片三部分组成。电动机轴端的蜗杆驱动涡轮成。电动机轴端的蜗杆驱动涡轮4 4,涡轮,涡轮4 4带动摇臂带动摇臂6 6旋旋转,摇臂使拉杆往复运动,从而带动刮水片左右摆动。转,摇臂使拉杆往复运动,从而带动刮水片左右摆动。(一一)电动刮水器的组成电动刮水器的组成1.1.永磁式挂水器的结构永磁式挂水器的结构(二二)电动刮水器的结构与原理电动刮水器的结构与原理电动刮水器的电动机一般有永磁式和励磁式两种,而永磁电动刮水器的电动机一般有永磁式和励磁式两种,而永磁式
3、电动机结构简单、体积小、可靠性好,被广泛采用式电动机结构简单、体积小、可靠性好,被广泛采用.2.永磁式刮水电动机的变速原理永磁式刮水电动机的变速原理n直流电动机工作时,在电枢内的所有线圈中同时产生反直流电动机工作时,在电枢内的所有线圈中同时产生反电动势,每个小线圈都产生相等的反电动势,电动势的电动势,每个小线圈都产生相等的反电动势,电动势的方向如图中所示。方向如图中所示。当开关拨到低速档时,电源电压加在当开关拨到低速档时,电源电压加在“+”+”与与“-”-”电刷之间,使电刷之间,使其内部形成两条对称的并联支路,各有其内部形成两条对称的并联支路,各有4 4个线圈,这两条支路线圈个线圈,这两条支路
4、线圈产生的全部反电动势与电源电压平衡后,电动机便以较低转速稳产生的全部反电动势与电源电压平衡后,电动机便以较低转速稳定旋转。当开关拨到高速档时,电源电压加在定旋转。当开关拨到高速档时,电源电压加在“-”-”与偏置电刷之与偏置电刷之间也有两条并联支路,一个支路有间也有两条并联支路,一个支路有5 5个线圈串联,另一个支路有个线圈串联,另一个支路有3 3个线圈串联,但其中一个线圈的反电动势方向与另外个线圈串联,但其中一个线圈的反电动势方向与另外4 4个线圈的反个线圈的反电动势方向相反。由于反电动势的减小,使电枢的转速上升,重电动势方向相反。由于反电动势的减小,使电枢的转速上升,重新达到电压平衡,故此
5、时转速较高。这样永磁式电动刮水器就得新达到电压平衡,故此时转速较高。这样永磁式电动刮水器就得到了高、低速不同的工作档位。到了高、低速不同的工作档位。3.永磁式挂水器的控制电路回位与自动永磁式挂水器的控制电路回位与自动复位装置复位装置刮水器开关拉到刮水器开关拉到“L”L”档时,电流从蓄电池的正极档时,电流从蓄电池的正极电电源开关源开关熔丝熔丝电刷电刷B1B1电枢绕组电枢绕组电刷电刷B3B3刮水刮水器器“I”I”档档搭铁,刮水器电动机低速运转。搭铁,刮水器电动机低速运转。、变速原理n刮水器开关拉到刮水器开关拉到“H”H”档时,电流从蓄电池的正极档时,电流从蓄电池的正极电源开关电源开关熔丝熔丝电刷电
6、刷B3B3电枢绕组电枢绕组电刷电刷B2B2刮刮水器水器“”“”档档搭铁,刮水器电动机高速运转。搭铁,刮水器电动机高速运转。、刮水片的自动复位为了不影响驾驶为了不影响驾驶员的视线,要求员的视线,要求刮水器能自动复刮水器能自动复位,即不论在什位,即不论在什么时候关闭刮水么时候关闭刮水器开关,刮水片器开关,刮水片都能自动停在风都能自动停在风窗玻璃的下部,窗玻璃的下部,为此在刮水器都为此在刮水器都设有刮水片定位设有刮水片定位停止功能。停止功能。经蓄电池正极经蓄电池正极电源开关电源开关熔丝熔丝电刷电刷B3B3电枢绕组电枢绕组B1B1接线柱接线柱接触片接触片接接线柱线柱触电臂触电臂5 5铜环铜环99搭铁,
7、因此电动搭铁,因此电动机将继续转,刮水器仍在摆动。当铜环缺机将继续转,刮水器仍在摆动。当铜环缺口转到触点处时,由于触点口转到触点处时,由于触点6 6与与7 7之间无铜之间无铜环连接,电枢线圈才被真正断开,电动机环连接,电枢线圈才被真正断开,电动机停转,而此时刮水片正好处于风窗玻璃下停转,而此时刮水片正好处于风窗玻璃下缘。缘。如图所示为铜如图所示为铜环式自动复位环式自动复位机构,它是在机构,它是在控制电路中额控制电路中额外串联了一个外串联了一个铜环触点开关。铜环触点开关。当关掉刮水器当关掉刮水器开关时,若刮开关时,若刮水片不在风窗水片不在风窗玻璃下缘位置,玻璃下缘位置,铜环的缺口不铜环的缺口不在
8、触点处的位在触点处的位置,电动机实置,电动机实际并没断电。际并没断电。为避免因惯性而停止位置产生偏差,在铜环内圆为避免因惯性而停止位置产生偏差,在铜环内圆周上增加一块凸起,在到达停止位置之前,它将周上增加一块凸起,在到达停止位置之前,它将触点触点7 7与与8 8接通,使电刷接通,使电刷B1B1刮水器开关刮水器开关触点触点55触点触点3B33B3,使电枢短路,起到了制动作用,使电枢短路,起到了制动作用,以确保刮水片停止位置准确。此时电动机相当于以确保刮水片停止位置准确。此时电动机相当于一个发电机。一个发电机。3、间歇式挂水器 汽车在小雨或雾天行驶时,若仍按上述刮水速度刮汽车在小雨或雾天行驶时,若
9、仍按上述刮水速度刮水,风窗上的微量水分和灰尘会形成一层发粘的表水,风窗上的微量水分和灰尘会形成一层发粘的表面,不能将风窗玻璃刮拭干净,却使玻璃模糊不清。面,不能将风窗玻璃刮拭干净,却使玻璃模糊不清。为此现代汽车刮水器都装有电子间歇控制系统,为此现代汽车刮水器都装有电子间歇控制系统,使刮水器能按照一定的、周期停止和刮水,即每动使刮水器能按照一定的、周期停止和刮水,即每动作一次停止作一次停止2 21 2 s1 2 s,以使驾驶员获得更好的视线。,以使驾驶员获得更好的视线。按照间歇时间是否可调分为可调节型和不可调节型。按照间歇时间是否可调分为可调节型和不可调节型。(1)不可调节间歇控制电路 利用自动
10、复位装置利用自动复位装置和电子振荡电路或和电子振荡电路或集成电路实现集成电路实现 1)1)同步间歇振荡电路同步间歇振荡电路 刮水器开关置于间歇刮水器开关置于间歇挡位置挡位置(刮水器开关刮水器开关处于处于0 0位,且间歇开位,且间歇开关闭合关闭合).).工作过程工作过程:1.1.电容器电容器C C充电充电:蓄电池正极蓄电池正极电源开关电源开关熔断器熔断器自动复自动复位开关常闭触点位开关常闭触点(上上)电阻电阻RlRl 电容电容C C 搭铁搭铁蓄电池蓄电池负极。负极。C C两端的电压升高到一定值时,晶体管两端的电压升高到一定值时,晶体管VT1VT1和和VT2VT2先先后相继由截止转为导通后相继由截
11、止转为导通.2.2.磁化线圈的电路接通为:蓄电池正极磁化线圈的电路接通为:蓄电池正极电源开关电源开关熔熔断器断器电阻电阻R5R5VT2VT2继电器磁化线圈继电器磁化线圈间歇开关间歇开关搭铁搭铁蓄电池负极。在电磁吸力的作用下,继电器常闭蓄电池负极。在电磁吸力的作用下,继电器常闭触点打开,且其常开触点闭合,从而接通刮水电动机电路触点打开,且其常开触点闭合,从而接通刮水电动机电路.3.3.刮水电动机电路为:蓄电池正极刮水电动机电路为:蓄电池正极电源开关电源开关熔断器熔断器B3 B3 B1B1继电器常开触点继电器常开触点搭铁搭铁蓄电池负极。蓄电池负极。此时电动机低速旋转。此时电动机低速旋转。4.4.刮
12、水电动机转动时当把自动复位开关常开触点接通时,刮水电动机转动时当把自动复位开关常开触点接通时,电容电容C C放电:放电:C CVDVD自动复位开关常开触点自动复位开关常开触点搭铁搭铁,此时此时电动机仍低速旋转。放电末期,电动机仍低速旋转。放电末期,VT1VT1和和VT2VT2截至,继电器常截至,继电器常开触点断开。但电动机仍转动因自动复位开关常开触点闭开触点断开。但电动机仍转动因自动复位开关常开触点闭合。刮水片回到原位自动复位开关常闭触点闭合,电动机合。刮水片回到原位自动复位开关常闭触点闭合,电动机停止转动,停止转动,C C充电放电如此反复实现刮水片的间歇动作。充电放电如此反复实现刮水片的间歇
13、动作。三、电动刮水器电路分析 刮水器开关有五个刮水器开关有五个挡位,其中挡位,其中2 2挡为高挡为高速运转挡,速运转挡,1 1挡为低挡为低速运转挡,速运转挡,f f挡为点挡为点动挡,动挡,0 0挡为复位停挡为复位停止挡,止挡,J J挡为间歇运挡为间歇运转挡。转挡。工作原理:工作原理:1 1.接通点火开关,接通蓄电池向中间继电器磁化线圈的接通点火开关,接通蓄电池向中间继电器磁化线圈的放电回路,其电流为:蓄电池正极放电回路,其电流为:蓄电池正极点火开关点火开关3030接线柱接线柱点火开关点火开关x x接线柱接线柱中间继电器磁化线圈中间继电器磁化线圈搭铁搭铁蓄电蓄电池负极。在电磁吸力的作用下,中间继
14、电器触点闭合,池负极。在电磁吸力的作用下,中间继电器触点闭合,为刮水电动机的工作做好准备。为刮水电动机的工作做好准备。2 2.将刮水器开关拨到将刮水器开关拨到f f挡,电流为:蓄电池正极挡,电流为:蓄电池正极中间继中间继电器触点电器触点熔断器熔断器刮水器开关刮水器开关53a53a接线柱接线柱5353接线柱接线柱间歇继电器常闭触点间歇继电器常闭触点电刷电刷B1B1电刷电刷B 3 B 3 搭铁搭铁蓄蓄电池负极,电动机以低速运转。当手离开刮水器开关时,电池负极,电动机以低速运转。当手离开刮水器开关时,开关将自动回到开关将自动回到0 0位位 。3 3.自动复位装置自动复位装置:如果此时刮水片处在影响驾
15、驶员视线的如果此时刮水片处在影响驾驶员视线的位置,自动复位装置常开触点闭合,刮水电动机电枢内继位置,自动复位装置常开触点闭合,刮水电动机电枢内继续有电流为:蓄电池正极续有电流为:蓄电池正极中间继电器触点中间继电器触点熔断器熔断器复复位装置的常开触点位装置的常开触点刮水器开关刮水器开关53e53e接线柱接线柱刮水器开关刮水器开关5353接线柱接线柱间歇继电器常闭触点间歇继电器常闭触点电刷电刷B1B1电刷电刷B3 B3 搭搭铁铁蓄电池负极,故电动机仍以低速运转。只有当自动复蓄电池负极,故电动机仍以低速运转。只有当自动复位开关处在图示位置时,刮水电动机才停止运转。位开关处在图示位置时,刮水电动机才停
16、止运转。4 4.当将刮水器开关拨到当将刮水器开关拨到1 1挡时,蓄电池仍然是通过中间继挡时,蓄电池仍然是通过中间继电器、刮水器开关、间歇继电器、电刷电器、刮水器开关、间歇继电器、电刷B1B1和和B3B3向刮水电动向刮水电动机放电机放电(放电回路与点动时相同放电回路与点动时相同),电动机以低速运转。,电动机以低速运转。5 5.当刮水器开关拨到当刮水器开关拨到2 2挡时,蓄电池向电动机的放电,其挡时,蓄电池向电动机的放电,其回路为:蓄电池正极回路为:蓄电池正极中间继电器触点中间继电器触点熔断器熔断器刮水器刮水器开关开关53a53a接线柱接线柱 刮水器开关刮水器开关53b53b接线柱接线柱电刷电刷B
17、2 B2 电刷电刷B3 B3 搭铁搭铁蓄电池负极,此时电动机以高速运转。蓄电池负极,此时电动机以高速运转。6.6.当刮水器开关拨到当刮水器开关拨到2 2挡时,蓄电池向电动机的放电,其挡时,蓄电池向电动机的放电,其回路为:蓄电池正极回路为:蓄电池正极中间继电器触点中间继电器触点熔断器熔断器刮水器刮水器开关开关53a53a接线柱接线柱 刮水器开关刮水器开关53b53b接线柱接线柱电刷电刷B2 B2 电刷电刷B3 B3 搭铁搭铁蓄电池负极,此时电动机以高速运转。蓄电池负极,此时电动机以高速运转。7.7.当刮水器开关拨当刮水器开关拨J J挡时,电子式间歇继电器工作,使触挡时,电子式间歇继电器工作,使触
18、点不断地开闭。当间歇继电器常闭触点打开,常开触点闭点不断地开闭。当间歇继电器常闭触点打开,常开触点闭合时,电动机放电其回路为:蓄电池正极合时,电动机放电其回路为:蓄电池正极中间继电器触中间继电器触点点熔断器熔断器间歇继电器的常开触点间歇继电器的常开触点电刷电刷B1B1电刷电刷B3 B3 搭铁搭铁,电动机低速运转。当间歇继电器断电,其触点复电动机低速运转。当间歇继电器断电,其触点复位位(常闭触点闭合,常开触点打开常闭触点闭合,常开触点打开)时,电动机将停止运转。时,电动机将停止运转。8.8.当自动复位开关切断电动机电路,由于旋转惯性使电动当自动复位开关切断电动机电路,由于旋转惯性使电动机不能立即
19、停下来时,电动机将以发电机运行而发电。电机不能立即停下来时,电动机将以发电机运行而发电。电枢绕组中所产生的感应电动势的方向与外加电压的方向相枢绕组中所产生的感应电动势的方向与外加电压的方向相反,通过刮水器开关、自动复位开关常闭触点构成回路,反,通过刮水器开关、自动复位开关常闭触点构成回路,电枢绕组中即会产生反电磁转矩电枢绕组中即会产生反电磁转矩(制动转矩制动转矩),电动机迅速,电动机迅速停止运转,使刮水片复位到风窗玻璃的下部。停止运转,使刮水片复位到风窗玻璃的下部。四、雨滴感知型刮水系统 电动刮水器虽然能够实现间歇控制,但不能随雨量电动刮水器虽然能够实现间歇控制,但不能随雨量的变化及时调整刮水
20、频率。雨滴感知型刮水器能根据的变化及时调整刮水频率。雨滴感知型刮水器能根据雨量的大小自动调节刮水器的刮水频率,使驾驶员始雨量的大小自动调节刮水器的刮水频率,使驾驶员始终保持良好的视线。终保持良好的视线。1.1.雨滴感知型刮水器的组成雨滴感知型刮水器的组成雨滴感知型刮水器主要由雨滴传感器、间歇刮水放大雨滴感知型刮水器主要由雨滴传感器、间歇刮水放大器、刮水器电机组成,雨滴传感器的作用是将雨量的器、刮水器电机组成,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。大小转变为与之相对应的电信号。三、电动刮水器的检修 1)1)电动机常见故障为换向器及电刷烧蚀,可根据具体电动机常见故障为换向器及电刷
21、烧蚀,可根据具体情况修理或更换情况修理或更换 2)2)刮水片停位不准一般是自动停位调整不当所致。若刮刮水片停位不准一般是自动停位调整不当所致。若刮水片可停在任意位置,应检查停位刮水片是否接触不良、水片可停在任意位置,应检查停位刮水片是否接触不良、停位凸轮是否窜位,停位触点臂、凸块是否磨损以及触停位凸轮是否窜位,停位触点臂、凸块是否磨损以及触点是否烧蚀等。点是否烧蚀等。3)3)刮水片停位失灵,大多是由于刮水片接触不好或烧蚀刮水片停位失灵,大多是由于刮水片接触不好或烧蚀而引起。关掉开关后,若刮水片到达下限后又摆起几次时,而引起。关掉开关后,若刮水片到达下限后又摆起几次时,应检查短路触点的接触情况及
22、各搭铁线是否松脱。应检查短路触点的接触情况及各搭铁线是否松脱。4)4)若刮水片不能工作,先检查电动机是否正常,熔丝是若刮水片不能工作,先检查电动机是否正常,熔丝是否熔断。再检查各接线处是否熔断。再检查各接线处是 否松脱或接触不良、有无短否松脱或接触不良、有无短路。最后检查各拉杆、摆杆是否松脱、破损以及变形引起路。最后检查各拉杆、摆杆是否松脱、破损以及变形引起卡滞等卡滞等 二、风窗洗涤器二、风窗洗涤器(一)风窗洗涤器的组成(一)风窗洗涤器的组成 作用:风窗洗涤器用于及时清洗风窗玻璃上的尘土作用:风窗洗涤器用于及时清洗风窗玻璃上的尘土和脏物,与刮水器配合使用。和脏物,与刮水器配合使用。洗涤泵由永磁
23、直流电动机和洗涤泵由永磁直流电动机和离心叶片泵组装成为一体,离心叶片泵组装成为一体,喷射压力可达喷射压力可达707088kPa 88kPa。直接安装在储液罐上。直接安装在储液罐上。洗涤泵喷嘴安装在风窗玻璃下面,其喷嘴方向可根据使用洗涤泵喷嘴安装在风窗玻璃下面,其喷嘴方向可根据使用情况调整,喷水直径为情况调整,喷水直径为0.80.81.Omm1.Omm,能够使洗涤液喷射在,能够使洗涤液喷射在风窗玻璃的适当位置。洗涤泵的连续工作时问不应超过风窗玻璃的适当位置。洗涤泵的连续工作时问不应超过1min1min,对于刮水和洗涤分别控制的汽车,应先打开洗涤泵,对于刮水和洗涤分别控制的汽车,应先打开洗涤泵,再
24、接通刮水器。喷水停止后,刮水器应继续刮动再接通刮水器。喷水停止后,刮水器应继续刮动3 35 5次,次,以达到良好的清洁效果。以达到良好的清洁效果。为了刮掉风窗玻璃上的油、蜡等物,可在添加少量的去垢为了刮掉风窗玻璃上的油、蜡等物,可在添加少量的去垢剂和缓蚀剂。强效洗涤液去垢效果好,但会使风窗密封条剂和缓蚀剂。强效洗涤液去垢效果好,但会使风窗密封条和刮水片胶条变质,还会引起车身喷漆变色和刮水片胶条变质,还会引起车身喷漆变色.冬季为了防冬季为了防止洗涤液的冻结,应添加甲醇、异丙醇、甘醇等防冻剂,止洗涤液的冻结,应添加甲醇、异丙醇、甘醇等防冻剂,再加少量的去垢剂和缓蚀剂,即成为低温洗涤液。如冬季再加少
25、量的去垢剂和缓蚀剂,即成为低温洗涤液。如冬季不用风窗洗涤器时,应将风窗洗涤器中的水倒掉。不用风窗洗涤器时,应将风窗洗涤器中的水倒掉。(二)风窗洗涤器的工作原理(二)风窗洗涤器的工作原理 1.1.接通洗涤器开关接通洗涤器开关 (将刮水器开关向上将刮水器开关向上扳动扳动),洗涤泵控制,洗涤泵控制电路接通电流为:电路接通电流为:蓄电池正极蓄电池正极中间中间继电器触点继电器触点熔断熔断器器洗涤器开关洗涤器开关洗涤泵洗涤泵Vs Vs 搭铁搭铁蓄电池负极。蓄电池负极。2.2.发动机盖上的两个喷嘴向风窗玻璃喷射清洗液,同发动机盖上的两个喷嘴向风窗玻璃喷射清洗液,同时接通刮水器间歇继电器的控制电路,其电流为:
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