单元十-课题一-风窗清洁装置

1、课题一课题一 风窗清洁装置风窗清洁装置关闭关闭目目 录录电动刮水器清洗装置雨滴感知型刮水器除霜装置关闭关闭一、电动刮水器一、电动刮水器1.1.电动刮水器的结构电动刮水器的结构刮水器的作用：刮水器的作用：用来清除风窗玻璃上的雨水、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雪或尘土，以确保为驾驶员提供良好的能见度。的能见度。分类：分类：因驱动装置的不同，刮水器有真空式、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。的是电动刮水器。关闭关闭关闭关闭组成：组成：电动刮水器由直流电动机和一套传动电动刮水器由直

2、流电动机和一套传动机构，见机构，见图图10.1。电动机旋转经减速和连动。电动机旋转经减速和连动机构的作用变成雨刮臂的摆动。机构的作用变成雨刮臂的摆动。2.2.电动刮水器的变速原理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刮水器的变速是利用直流电动机变速原理来实现的。实现的。（1）改变磁通变速）改变磁通变速采用改变电动机磁极磁通变速的方法，只适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。合干线绕式直流电动机。关闭关闭关闭关闭工作原理工作原理: :见见图图 10.210.2。 当刮水器开关在当刮水器开关在挡位置（低速）时，电挡位置（低速）时，电流由蓄电池正极经电源开

3、关流由蓄电池正极经电源开关熔断器熔断器接线接线柱柱接触片，然后分两路：一路通过接线接触片，然后分两路：一路通过接线柱柱串励绕组串励绕组11电枢电枢2 2至蓄电池负极形成至蓄电池负极形成回路；另一路通过接线柱回路；另一路通过接线柱井励绕组井励绕组3 3至至蓄电池负极而形成回路。此时，在串励绕组蓄电池负极而形成回路。此时，在串励绕组1 1和并励绕组和并励绕组3 3的共同作用下，磁场增强，电的共同作用下，磁场增强，电电动机以低速运转。电动机以低速运转。关闭关闭当刮水器开关在当刮水器开关在挡位置（高速）时，电流挡位置（高速）时，电流由蓄电地正极经电源开关由蓄电地正极经电源开关熔断器熔断器接线柱接线柱接

4、触片接触片接线柱接线柱串励绕组串励绕组11电枢电枢2 2至蓄电地负极形成回路。此时由于并励绕组至蓄电地负极形成回路。此时由于并励绕组3 3被隔除，磁场减弱，电动机以高速运转。被隔除，磁场减弱，电动机以高速运转。 关闭关闭关闭关闭(2）改变电刷间的导体数变速）改变电刷间的导体数变速工作原理工作原理见见图图10.310.3。 B1B1为低速运转电刷，为低速运转电刷，B2B2为高速运转电刷为高速运转电刷B3B3为公共电刷。为公共电刷。B1 B1 和和B2B2安装位置相差安装位置相差6060。当电动机工作时，在电枢内同时产生反电动当电动机工作时，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

5、要使势，其方向与电枢电流的方向相反。如要使电枢旋转，外加电压电枢旋转，外加电压U U必须克服反电动势的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，只有当外加电压相应上升，只有当外加电压U几乎等于反电几乎等于反电动势时，电枢的转速才趋于稳定。动势时，电枢的转速才趋于稳定。关闭关闭当开关拨向当开关拨向“L”L”时，时，见图见图10.310.3（b b），），电源电源电压电压U U加在加在B1B1和和B3B3。之间，由于。之间，由于、和和、组成两条并联支路，支路中串组成两条并联支路，支路中串联的线圈（导体）均为有效线圈，串联线圈联的线圈（导

6、体）均为有效线圈，串联线圈（导体）数相对较多（每条支路串联（导体）数相对较多（每条支路串联3 3组绕组绕组），故反电动势较大，电动机以较低转速组），故反电动势较大，电动机以较低转速运转。运转。关闭关闭当开关拨向当开关拨向“H”H”时，电源电压时，电源电压U U加在加在B2B2和和B3B3之间，由于线圈之间，由于线圈和线圈和线圈产生方向相反的产生方向相反的电动势，互相抵消，故两条并联支路中串联电动势，互相抵消，故两条并联支路中串联线圈（导体）数相对较少（每条支路串联线圈（导体）数相对较少（每条支路串联2 2组绕组），故反电动势较小，电动机以较高组绕组），故反电动势较小，电动机以较高转速运转。转速

7、运转。关闭关闭3.3.电动刮水器自动复位装置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时，刮水片能自动停在驾驶员视野以外的指指定位置。指定位置。关闭关闭电动机工作原理：电动机工作原理： 图图10.2中的触点中的触点4及凸轮及凸轮5，就是线绕式电，就是线绕式电动刮水器的动刮水器的自动复位装置自动复位装置。凸轮与电枢轴联。凸轮与电枢轴联动，触点由凸轮控制，如果断开刮水器开关动，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

8、机继续转动，只有触点顶在闭合位置，电动机继续转动，只有当刮水片停在指定位置时，凸轮才能把当刮水片停在指定位置时，凸轮才能把4处处的触点断开，电动机才停转。的触点断开，电动机才停转。关闭关闭关闭关闭复位电路工作原理：复位电路工作原理：当刮水器开关推到当刮水器开关推到0挡时，如果刮水片没有挡时，如果刮水片没有停在规定的位置，由于触点停在规定的位置，由于触点6与铜环与铜环9接触，接触，则电流继续流人电枢。电流由蓄电池正极则电流继续流人电枢。电流由蓄电池正极电源总开关电源总开关1熔断器熔断器2电动机电刷电动机电刷B1电枢绕组电枢绕组电刷电刷B3刮水器开关接线柱刮水器开关接线柱刮水器开关接线柱刮水器开关

9、接线柱触点臂触点臂5触点触点6铜环铜环9蓄电池负极，电动机以低速运转，蓄电池负极，电动机以低速运转，见见图图10.4（b），），直至蜗轮直至蜗轮8转到转到图图10.4 （a）关闭关闭所示的位置时，触点所示的位置时，触点6 6通过铜环通过铜环7 7与触点与触点4 4连连通，将电动机电枢绕组短路。与此同时，电通，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矩，电机迅速停转，使刮水片停在规定位置。置。 4.4.电动刮水器的间歇控

10、制电动刮水器的间歇控制作用作用: :在与洗涤器配合使用时，可以达到先在与洗涤器配合使用时，可以达到先洗后刮的循环刮洗工序，以提高刮洗效果；洗后刮的循环刮洗工序，以提高刮洗效果；关闭关闭在毛毛细雨时，雨量稀少，如果刮水器仍按在毛毛细雨时，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。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：间歇控制按其间歇时间能否调节分为：可调式与不可调式。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，电路见为例介

11、绍其工作过程，电路见图图10.510.5。电路组成：电路组成：由由 VT1VT1、VT2VT2组成无稳态多谐振组成无稳态多谐振荡器。荡器。 R1R1、C1C1决定的通电吸合时间；决定的通电吸合时间； R2R2、C2C2决定的断电决定的断电断开时间。断开时间。关闭关闭关闭关闭工作原理：工作原理： 当刮水器开关处在当刮水器开关处在0 0挡时，刮水器电动机挡时，刮水器电动机电枢被电枢被B3B3与与B1B1电刷、继电器的动断触点和电刷、继电器的动断触点和自停开关短路，电动机不工作。此时，若接自停开关短路，电动机不工作。此时，若接通间歇开关，则通间歇开关，则VT1VT1导通，导通，VT2VT2截止，截止

12、，K K通电通电使动合触点闭合，刮水器以低速运转。使动合触点闭合，刮水器以低速运转。当当C1C1充电到一定值后，充电到一定值后，V T2V T2导通，导通，VT1VT1迅速迅速截止，截止，K K断电，动断触点闭合，电动刮水器断电，动断触点闭合，电动刮水器自动复位后停止工作。当自动复位后停止工作。当C2C2充电到充电到VT1VT1导通导通 关闭关闭通电压时，通电压时，VT1VT1导通，导通，VT2VT2截止，动作，动截止，动作，动合触点闭合，重复上述过程。合触点闭合，重复上述过程。 5.5.电动刮水器的常见故障电动刮水器的常见故障常见的故障：常见的故障：刮水器不工作、间断性工作、刮水器不工作、间

13、断性工作、刮水片不能复位、刮水片调整有关的故障，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。定是电气故障还是机械故障。关闭关闭最简单的方法就是从电动机上拆下连接刮水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，观察电动机片的机械臂，接通刮水器系统，观察电动机的运行。如果电动机工作正常，则说明是机的运行。如果电动机工作正常，则说明是

14、机械问题，否则说明电气系统有故障。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、熔断器和刮间的电路，主要是中间继电器、熔断器和刮关闭关闭水器开关连接线端子插接是否牢固可靠。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，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。如首先应检查间歇继电器的搭铁是否良好

15、。如果搭铁正常，利用欧姆表检查继电器到刮水果搭铁正常，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。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所致。最常见的与复位开关有关的故障是当关闭关闭开关断开时，刮水器就停在当前所在位置。开关断开时，刮水器就停在当前所在位置。关闭关闭二、清洗装置二、清洗装置 作用：作用：为了更好地消除附着在风窗玻璃上的为了更

16、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。刮水器配合工作，保证驾驶员有良好的视野。组成：组成：风窗玻璃洗涤器由洗涤液罐、洗涤泵、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。见软管、三通、喷嘴及刮水器开关组成。见图图10.6关闭关闭关闭关闭洗涤泵洗涤泵由永磁直流电机和离心式液片泵组成，由永磁直流电机和离心式液片泵组成，喷射压力约为喷射压力约为70-88kPa。喷嘴安装在风窗。喷嘴安装在风窗玻璃下面，喷嘴方向可以调整，使水喷射在玻璃下面，喷嘴方向可以调整，使水喷射在风窗玻璃的

17、合适位置风窗玻璃的合适位置 。洗涤泵连续工作的。洗涤泵连续工作的时间一般不超过时间一般不超过 1min，使用时应先开洗涤，使用时应先开洗涤泵后开刮水器。在喷水停止后，刮水器应继泵后开刮水器。在喷水停止后，刮水器应继续刮续刮25次，这样配合使用才能达到良好的次，这样配合使用才能达到良好的洗涤效果。所以，洗涤器电路一般是与刮水洗涤效果。所以，洗涤器电路一般是与刮水器开关联合工作的。器开关联合工作的。关闭关闭关闭关闭图图10.7是奥迪轿车前风窗玻璃清洗装置电路，是奥迪轿车前风窗玻璃清洗装置电路，刮水器开关在刮水器开关在I挡位置时：挡位置时：刮水器处干间歇刮水器处干间歇工作状态，利用自动复位触点及工作

18、状态，利用自动复位触点及C2充放电充放电时间来实现间歇控制，刮水器以低速工作；时间来实现间歇控制，刮水器以低速工作；刮水器开关处于刮水器开关处于挡时：挡时：刮水器以高速工作；刮水器以高速工作；当刮水器开关置于当刮水器开关置于TiP 位置时，刮水器电机位置时，刮水器电机短时间工作，松开刮水器开关；开关自动返短时间工作，松开刮水器开关；开关自动返回至回至0位置。位置。 关闭关闭刮水器开关置于刮水器开关置于Wa位置时：位置时：（1）洗涤器工作电路中的工作电流由蓄电）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）池正极（经卸荷继电器触点）熔断器熔断器刮刮水器开关水器开关2的的53a触点触点

19、刮水器开关刮水器开关2的的53c触点触点洗涤器电机洗涤器电机3搭铁搭铁蓄电地负极。蓄电地负极。于是洗涤器开始工作，将洗涤液喷洒到风窗于是洗涤器开始工作，将洗涤液喷洒到风窗玻璃上。玻璃上。关闭关闭（2 2）电路中的工作电流由刮水器开关）电路中的工作电流由刮水器开关2 2的的53c53c触点触点间歇控制器间歇控制器1 1的的53c53c触点触点二极管二极管VD1VD1电容器电容器C1C1蓄电池负极，为蓄电池负极，为C1C1充电，充电，在在C1C1充电的同时，电阻充电的同时，电阻R8R8与电阻与电阻R4R4电路中的电路中的电流由小增大（电流由小增大（B B点的电位逐渐升高），在点的电位逐渐升高），在

20、此电压作用下，晶体管此电压作用下，晶体管VT1VT1导通，间歇控制导通，间歇控制器的继电器线圈通电，触点器的继电器线圈通电，触点K1K1闭合，使间歇闭合，使间歇控制器中的触点控制器中的触点1515与与53e53e接通，于是刮水器接通，于是刮水器关闭关闭电机的电路接通。电路中的工作电流由蓄电电机的电路接通。电路中的工作电流由蓄电池正极池正极熔断器熔断器间歇控制器触点间歇控制器触点15与与53e刮水器开关的触点刮水器开关的触点53e与与53刮水器刮水器电机电机蓄电他负极，于是刮水器电机慢速工蓄电他负极，于是刮水器电机慢速工作。作。 松开开关手柄时，刮水器开关自动复位，松开开关手柄时，刮水器开关自动

21、复位，洗涤泵立刻停止喷水工作，但这时间歇控制洗涤泵立刻停止喷水工作，但这时间歇控制器中的电容器器中的电容器C1开始向电阻开始向电阻R8及电阻及电阻R4放放电，使晶体管电，使晶体管VT1继续导通，刮水器电机仍继续导通，刮水器电机仍慢速工作慢速工作4s，即电容器，即电容器C1放电时间，放电时间，关闭关闭其目的是为了刮干前风窗玻璃上的水滴。其目的是为了刮干前风窗玻璃上的水滴。故障查找步骤：故障查找步骤：（1 1）目测储波罐内的液体存储量。检查熔）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。断器和线路连接是否良好。（2 2）打开洗涤器开关，同时观察电动机。）打开洗涤器开关，同时观察电动机。

22、如果电动泵工作但不喷液，检查泵内有无堵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，须塞，排除泵体内的异物；如果没有堵塞，须更换电动泵。更换电动泵。关闭关闭（3 3）如果电动泵不运转，用电压表或试灯）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。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。回路良好，须更换电动泵。（4 4）在第）在第3 3步中，如果电动机上没有电压，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须沿线路向开关查找，

23、检测开关工作是否正常。如果开关有电压输人，但没有输出，须常。如果开关有电压输人，但没有输出，须更换开关。更换开关。关闭关闭三、雨滴感知型刮水器三、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。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 主要由雨滴传感器、间歇刮水放大器和刮主要由雨滴传感器、间歇刮水放大器和刮水器电动机组成，见水器电动机组成，见图图10.810.8。 雨滴传感器的作用雨滴传感器的作用是将雨量的大小转变为是将雨量的大小

24、转变为与之相对应的电信号，其结构见与之相对应的电信号，其结构见图图10.910.9关闭关闭关闭关闭关闭关闭2.2.工作过程工作过程雨滴感知型刮水器控制系统原理框图见雨滴感知型刮水器控制系统原理框图见图图 10.1010.10。工作时，由于雨滴下落撞击到传感器的振动工作时，由于雨滴下落撞击到传感器的振动片片3 3上，振动片上，振动片3 3将振动能量传给压电元件将振动能量传给压电元件2 2（见图（见图10.910.9）。压电元件受压而产生电压信）。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号，电压值与撞击振动片上的雨滴的撞击能量成正比，电压信号经过放大后送人间歇刮量成正比，电压

25、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）水放大电路，对放大器的充电电路（电容）关闭关闭关闭关闭进行进行20s的定时充电，电容电压上升，该电的定时充电，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被输人比较电路，比较电路将其与基准电压压U0比较。当电容电压达到比较。当电容电压达到U0时，比较电时，比较电路向刮水器电动机发出信号，使其工作一次。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，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；

26、反之，雨量小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。所需时间就达到基准电压。所需时间就关闭关闭长，刮水器的工作间歇时间就长。当雨量很长，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，定电流电路对充电电路进行充电，20s后充后充电电路的输出电压达到基准电压电电路的输出电压达到基准电压 U0，刮水，刮水器动作一次。这样，雨滴感知型刮水器就把器动作一次。这样，雨滴感知型刮水器就把刮水器的间歇时间控制在刮水器的间歇时间控制

27、在0-20s范围内，以范围内，以适应不同雨量的需要。适应不同雨量的需要。关闭关闭四、除霜装置四、除霜装置 冬季风窗玻璃上易结冰霜，除去霜雾有效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利用电阻丝组成的电栅加热除霜即电热式除霜，见霜，见图图 10.1110.11。构造：构造：后风窗玻璃除霜器一般是在玻璃成型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，另一个作焊有一个接线柱，一个用以供电，另一个作关闭关闭关闭关闭为塔铁接线柱。这种除霜器的工作电流较大，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。这种继电器在通电定时继电器。这种继电器在通电 10min后后即能自动断电，如霜还没有除净，驾