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第七章辅助电气设备第一节、电动刮水器和风窗玻璃洗涤器第二节、起动预热装置第三节、电动车窗和电动天窗第四节、电动中央门锁与电动后视镜第五节、电动座椅第六节、晶体管电动汽油泵第七节、汽车空调系统第八节、汽车防盗系统第九节、汽车电气设备对无线电波的干扰与防止措施第一节电动刮水器及洗涤器一、风窗刮水装置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，保证行车安全。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。电动刮水器组成：电动机、传动机构总成和刮水片三部分。工作原理：电动机轴端的蜗杆驱动涡轮4，涡轮4带动摇臂6旋转，摇臂6使拉杆7往复运动，从而带动刮水片左右摆动。1、刮水电动机的结构刮水电动机按其磁场结构不同分为有励磁式和永磁式两种。永磁式刮水电动机具有体积小、质量轻、噪声小、结构简单等优点，目前在国内外汽车上得到了广泛的应用。永磁式刮水电动机总成的结构如图所示。（一）电动刮水器的结构与原理刮水电动机的变速原理由于电动刮水器的动力来源是直流电动机，故刮水器的变速就是直流电动机的变速。直流电动机的转速公式为：公式中：U—电动机端电压；I—通过电枢绕组的电流；R—电枢绕组的电阻；k—常数；Z—正、负电刷间串联的绕组（导体）数；φ—磁极磁通在实际应用中，I、R、K均为定数，可见改变直流电机的磁通φ和两电刷之间的电枢绕组（导体）数Z均能改变直流电机的转速。当磁极磁通φ减小时转速n上升，反之则转速下降。当导体数目增多时，转速n也下降，反之则上升。kZIRUn永磁式刮水电动机是利用三个电刷来改变正、负电刷之间串联线圈的个数实现变速。高速电刷比低速电刷偏移60°，工作时电枢反电动势产生的磁通因歪曲使合成磁通减弱而使电动机转速增加。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刮水电动机工作时，在电枢内同时产生反电动势（E反=CeФn,Ce常数n转速Ф磁通），其方向与电枢电流的方向相反。若要使电枢旋转，外加电压必须克服反电动势的作用。当电动机转速升高时，反电动势增高，只有当外加电压等于反电动势时(忽略电枢压降)，电枢的转速才能稳定。当刮水器开关S拨向L挡时（图a），电源电压加在电刷B1和B3之间，有两条电枢绕组并联支路，一条是由绕组1、2、3、4串联起来的支路；另一条是由绕组5、6、7、8串联起来的支路，可见，两条并联支路中，各路均有四个串联绕组，反电动势的大小与支路中反电动势的大小相等。由于外加电压需要平衡四个绕组所产生的反电动势，故永磁式刮水电动机转速较低。当刮水器开关S拨向H挡时（图b），电源电压加在电刷B2和B3之间。两条电枢绕组并联支路中，一条由绕组1、2、3、4、8串联，另一条由绕组5、6、7串联。因电机内部的磁场方向和电枢的旋转方向没有变化，故各绕组内反电动势的方向与低速时相同。绕组1、2、3、4、8同在一条支路中，其中绕组8与绕组l、2、3、4的反电动势方向相反，抵消一绕组磁场，使每条支路变为三个绕组，外加电压只需平衡三个绕组所产生的反电动势，所以实际加在电枢绕组两端的有效电压值增高，因此电动机的转速增高。电动机转速增高产生的反电动势增大，当外加电压与反电动势达到新的平衡后，永磁式刮水电动机便以某一高转速稳定运转。3、刮水电动机的控制电路和自动复位装置刮水电动机的刮水速度应能根据雨雪的大小由驾驶员进行控制。在停止刮水时，自动复位装置可在切断刮水电动机电路的任何时刻，都能使刮水片自动停止在风窗玻璃的下部，以免影响驾驶员的视线。铜环式刮水器的控制电路和自动复位装置：用刮水器开关控制刮水器的刮水速度和复位。刮水电动机的控制电路和自动复位装置刮水器开关有R(复位)、L(低速)、H(高速)三个挡位，四个接线柱，a接线柱接复位装置，b接线柱接电动机的低速电刷，c接线柱搭铁，d接线柱接电动机高速电刷。复位装置是在减速蜗轮8(由塑料或尼龙材料制成)上，嵌有铜环7和9。其中铜环9与电动机外壳相连(为搭铁)。触点臂3和5用磷铜片(弹性导电材料)制成，一端分别铆有触点4和6，与铜环7和9保持接触。雨刷电动机的低速刮水器开关拉到“I”档时，电流从蓄电池的正极→电源开关→熔丝→电刷B3→电枢绕组→电刷B1→刮水器“I”档→搭铁，刮水器电动机低速运转。雨刷电动机的高速刮水器开关拉到“Ⅱ”档时，电流从蓄电池的正极→电源开关→熔丝→电刷B3→电枢绕组→电刷B2→刮水器“Ⅱ”档→搭铁，刮水器电动机高速运转。电动雨刷的自动复位刮水开关推到“0”档时，如果刮水器的刮水片没有停在规定的位置，电流经蓄电池正极→电源开关→熔丝→电刷B3→电枢绕组→电刷B1→刮水器“0”档→触点臂5→铜环9→搭铁，这时电动机将继续转。当刮水器的刮水片到规定位置时，触点臂3、5都和铜环7接触，使电动机短路（如图），使刮水器的刮水片停止在规定的位置。凸轮式刮水器自动复位装置：其主要由与蜗轮联动的凸轮驱动复位开关动作实现刮水器自动复位。4、间歇式刮水器汽车在小雨或雾天行驶时，若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面，不能将风窗玻璃刮拭干净，更使玻璃模糊不清。为此现代汽车刮水器都装有电子间歇控制系统，使刮水器能按照一定的周期间歇刮水，即每动作一次停止2～12s，以使驾驶员获得更好的视线。间歇式刮水器按照间歇时间是否可调分为可调节型和不可调节型。刮水器的间歇控制是利用自动复位装置和电子振荡电路或集成电路实现（间歇继电器）。1)同步间歇振荡电路。当刮水器开关置于间歇挡位置(刮水器开关处于0位，且间歇开关闭合)时，电源将通过自动复位开关向电容器C充电，其电路为：蓄电池正极→电源开关→熔断器→自动复位开关常闭触点(上)→电阻R1→C→搭铁→蓄电池负极。随充电时间增长，C两端的电压逐渐升高到一定值时，VT1和VT2先后相继由截止转为导通，接通继电器磁化线圈电路：蓄电池正极→电源开关→熔断器→电阻R5→VT2→继电器磁化线圈→间歇开关→搭铁→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，其电路为：蓄电池正极→电源开关→熔断器→B3→B1→继电器常开触点→搭铁→蓄电池负极。此时电动机低速旋转。当复位装置将自动复位开关常开触点(下)接通时，C通过二极管VD、自动复位开关常开触点迅速放电，此时刮水电动机的通电回路不变，电动机继续转动。随着放电时间的增长，VT1基极的电位逐渐降低到一定值时，VT1和VT2由导通转为截止，切断了继电器磁化线圈的电路，继电器复位，常开触点打开，常闭触点闭合。此时，因自动复位开关常开触点处闭合状态，电机仍转动：蓄电池正极→电源开关→熔断器→B3→B1→继电器常闭触点→自动复位开关常开触点→搭铁→蓄电池负极。只有当刮水片回到原位，自动复位开关常开触点打开且其常闭触点闭合时，电机才停转。继而电源将再次向C充电，重复以上过程，实现刮水片的间歇动作，其间歇时间的长短取决于R1C电路充电时间的大小。2）集成间歇振荡电路当闭合间歇刮水器开关时，集成电路将输出高电位，使继电器磁化线圈通电，在电磁吸力的作用下，常闭触点打开，常开触点(虚线)闭合，刮水电动机运转，电路为：蓄电池正极→电源开关→熔断器→B3→B1→刮水器开关→继电器常开触点→搭铁→蓄电池负极。同时自动复位开关的常闭触点打开，常开触点(虚线)闭合。经一定时间后，电路输出低电位，继电器磁化线圈断电，常开触点打开，常闭触点闭合。因自动复位开关常开触点为闭合状态，电机仍转动：蓄电池正极→电源开关→熔断器→B3→B1→刮水器开关→继电器常闭触点→复位开关的常开触点→搭铁→蓄电池负极。只有当刮水片回到原位(即不影响驾驶员视线位置)，自动复位开关的常开触点打开且其常闭触点闭合时，电机才停止转动。然后重复上述过程。5、新型柔性齿条传动刮水器新型柔性齿条传动刮水器体积小，噪声低，且可将刮水电动机总成安装在空间较大的地方，维修方便。电机驱动的蜗轮轴上有一个曲柄销，它驱动连杆机构，而连杆和一个装在硬管里的柔性齿条联接，故在连杆运转时，齿条作往复运动，带动齿轮箱中的小齿轮作往复转动，从而驱动刮水片往复摆动。电动刮水器控制电路：刮水器开关有四个挡位，其中2挡为高速运转挡(62～80r／min)，1挡为低速运转挡(42～52r／min)，0挡为复位停止挡，j挡为间歇运转挡。刮水电动机为双速永磁直流电动机，电路受点火开关和中间继电器控制。（二）电动刮水器电路分析（以大众轿车为例）接通点火开关，即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→点火开关30接线柱→点火开关x接线柱→中间继电器磁化线圈→搭铁→蓄电池负极。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。1、低速挡：将刮水器开关拨到1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B1和B3向刮水电动机放电(放电回路与点动时相同)，电动机以42～52r／min的转速低速运转。2、高速挡：当刮水器开关拨到2挡时，蓄电池向电动机的放电，其回路为：蓄电池正极→中间继电器触点→熔断器S11→刮水器开关53a接线柱→刮水器开关53b接线柱→电刷B2→电刷B3→搭铁→蓄电池负极，此时电动机以62—80r／min的转速高速运转。3、间歇挡：当将刮水器开关拨到j挡位置时，电子式间歇继电器工作，使其触点不断地开闭。当间歇继电器的常闭触点打开，常开触点闭合时，蓄电池向电动机的放电其回路为：蓄电池正极→中间继电器触点→熔断器S11→间歇继电器的常开触点→电刷B1→电刷B3→搭铁→蓄电池负极，电机低速运转。当间歇继电器常闭触点闭合，常开触点打开时，其触点复位，电机停止运转。自动复位开关的工作与制动转矩的产生与前面所述相同。在间歇继电器的作用下，刮水电动机每6S使电机旋转一周。4、复位停止档刮水器开关置于0位，自停开关使刮水器停在开始位置。制动定位：当自动复位开关切断电机电路时，电机因旋转惯性不能即停而发电。电枢中产生的感应电动势方向与外加电压方向相反，经刮水器开关、自动复位开关常闭触点构成回路：电刷B1→间歇继电器常闭触点→刮水器开关53接线柱→刮水器开关53e接线柱→自动复位开关的常闭触点→电刷B3，电枢绕组会产生反电磁转矩(制动转矩)，电机迅速停转，使刮水片复位。（三）电动刮水器的故障、检修1.电动机常见故障为换向器及电刷烧蚀，可视情修换。2.刮水片停位不准，一般是自动停位调整不当。若刮水片可停在任意位，应查停位凸轮是否窜位，停位触点臂、凸块是否磨损以及触点是否烧蚀等。3.刮水片停位失灵，大多是因停位触点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，应检查短路触点的接触情况及各搭铁线是否松脱。4.若刮水器不能工作，先查电机是否正常，熔丝是否熔断。再查各接线处是否松脱或接触不良，有无短路。最后查各拉杆、摆杆是否松脱、破损及变形引起卡滞等。5、刮水开关的检测将刮水开关拨至各挡位，用万用表测量各接柱间的电阻，若不通，表明触点烧蚀断路，应修整或更换刮水器开关。6、刮水片的检查刮水器刷架的压力应适当且均匀，刮片不应出现表面磨损与老化，与玻璃表面接触状态应良好。刮水器开关断开时，刷架应能自动停止在要求位置，否则应旋松刷架进行调整。（四）电磁式直流电动机刮水器电磁式电动机可以通过改变磁通变速A、电磁式电动机低速B、电磁式电动机高速C、复位作用：刮水器将附着在风窗玻璃上的雨水、积雪和尘埃及其他污物刮去。为防刮伤玻璃，设风窗玻璃洗涤装置。喷嘴的安装型式：(1)在前围板总成左右两面各安装一个喷嘴，各自冲洗规定的区域。(2)将喷嘴安装在刮水器臂内，当刮水器臂作弧形刮水运动时，喷嘴即向风窗玻璃上喷洒清洗液。一些豪华车的风窗洗涤装置的喷嘴可喷出两种以上强度的水柱，以提高清洗效果。有些汽车另外安装一个泵，以供前照灯洗涤系统使用。二、风窗洗涤器（一）风窗洗涤器的组成贮液罐、电动洗涤泵、输液软管、三通接头、喷嘴等。(1)洗涤泵一般由永磁直流电动机和离心叶片泵组成，装在贮液罐上，也有安装在管路内，泵的进液口处有滤网。出水压力可达70-88kPa