电动车窗、天窗和雨刮系统.ppt

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1、第四章电动车窗、天窗和雨刮系统学习任务一 汽车电动车窗v学习目标v 1.熟悉电动车窗的功用、组成。v 2.了解电动车窗的类型。v 3掌握电动车窗的控制电路与工作原理v 4了解电动车窗的检修方法。v 学习方法v 课堂理论学习及实车训练相结合。学习任务一 汽车电动车窗v 汽车电动车窗、天窗和雨刮系统的使用，改善了汽车的操作性，创造了更加舒适的驾乘环境，减轻了驾驶员和乘客的劳动强度，提高了汽车行驶的安全性。但随着行驶里程的增加，其性能会逐渐下降，出现异响、卡滞、密封不严等故障。因此，应对其进行检测、诊断、维修，确保其安全可靠地工作。学习任务一 汽车电动车窗v电动车窗可以方便地实现车窗玻璃的升降。前门

2、车窗有手动和自动两种功能，后门车窗只有手动功能。驾驶员可通过左前门扶手上的窗锁开关锁住两个后门的车窗，以防止在行车过程中小孩打开车窗将头或手伸出窗外而发生事故。另外，中高级轿车的车窗多有防夹功能。v 1电动车窗的功能v 电动车窗是指以电为动力使车窗玻璃自动升降的车窗。驾驶员或乘员操纵开关接通车窗升降电动机的电路，电动机产生动力通过一系列的机械传动，使车窗玻璃按要求进行升降。其功能有：手动升降、自动升降、车窗锁止、防夹保护、延时操作、门锁联动关闭等。v (1)手动升降v 当电动车窗开关按向手动位置(如一半位置)时，按着车窗开关，车窗玻璃会升降；松开车窗开关，玻璃会自动停止。v (2)自动升降v

3、当电动车窗开关按向自动位置(极限位置)时，按一下，车窗玻璃会自动升降到极限位置。中途玻璃不会自动停止，除非出现卡滞或人为在操作开关。v (3)车窗锁止v 当操作“车窗锁止”功能后，除驾驶员车窗外，所有车窗玻璃升降功能失效。v (4)电动车窗的智能功能v 1)防夹保护功能。当车窗上升而遇到障碍时，能自动检测出由障碍所引起的阻力，并自动停止车窗的关闭，并将车窗玻璃向下移动50mm，避免伤害人体的可能。v 2)延时操作升降。有的车上装有延时开关，在点火开关断开约10min内(不同汽车时间不同)，在车门打开以前，仍有电流供给，使驾驶员和乘客能有时问关闭车窗及操纵其他辅助设备。v 提示：对于丰田系列车，

4、如果驾驶员车门不打开，在点火开关开到“ON”或“ACC”位置拔出后大约45s的时间内，仍能操作玻璃升降。v 3)门锁联动关闭。如果驾驶员自车内走出而忘记把车窗关闭，不需再进入车内关窗，可以在车外通过中央门锁系统，将车窗自动地关闭。学习任务一 汽车电动车窗v2、电动车窗的组成：v 电动车窗主要由车窗玻璃、车窗玻璃升降器、电动机和操作开关等组成。车窗电动机、操作开关在车上的布置如图4-1所示。学习任务一 汽车电动车窗v(1)电动机v 电动车窗的电动机是双向的，有永磁式，也有双绕组串联式。每个车门各有一个电动，通过开关控制电动机中的电流方向，即电枢的旋转方向随电流的方向改变而改变，使电动机按不同的电

5、流方向进行正转或反转，从而控制玻璃的升降。另外，为了防止电动机过载，在电路或电动机内装有一个或多个热敏电路开关，用来控制电流，当车窗玻璃上升到极限位置或由于结冰而使车窗玻璃不能自由移动时，即使操纵控制开关，热敏开关也会自动断路，避免电动机通电时间过长而烧坏。v(2)操作开关v 电动车窗的操作开关主要有车窗总开关(主开关)、车窗分开关等。v 1)车窗总开关。电动车窗总开关控制整个电动车窗系统，即可以控制所有车窗。每个车窗的电动机都要通过总开关搭铁，即电流不但通过每个车窗上的分开关，还通过驾驶员车门的总开关；断开总开关上的锁止开关，分开关就不起作用。v 2)车窗分开关。安装在每个车门上，控制各自车

6、窗玻璃；在车窗锁止开关锁止时，分开关不起作用；部分汽车，只有当点火开关在“0N”或“ACC”位置时，分开关才起作用；大多无自动功能。v 带有智能功能的电动车窗的操纵开关还包括点火开关和门控开关。点火开关将ON、ACC、LOCK信号传输到电动车窗总开关，以便控制电动车窗延时功能。门控开关将驾驶员车rj开、闭信号传输到电动车窗总开关，以便控制电动车窗延时功能。学习任务一 汽车电动车窗v(3)车窗玻璃升降器v 电动车窗升降机构有绳轮式、交臂式和软轴式等几种，图4-2所示为交臂式玻璃升降器，图4-3所示为绳轮式玻璃升降器，图4-4所示为软轴式玻璃升降器，其中绳轮式和交臂式电动车窗升降机构使用较为广泛。

7、v1)交臂式。对于交臂式玻璃升降器，电动机的输出部分是一个小齿轮，经啮合的扇形齿轮片，通过交臂式升降机构，带动玻璃沿导轨作上下运动。v2)绳轮式。对于绳轮式玻璃升降器，电动机的输出部分是一个塑料绳轮，绳轮上绕有钢丝绳，钢丝绳上装有滑块。电动机驱动绳轮，带动钢丝绳卷绕，钢丝绳上的滑块带动玻璃，使之沿导轨上下运动。采用绳轮式的汽车有奥迪、桑塔纳、神龙富康等。v3)软轴式。对于软轴式结构玻璃升降器，电动机的输出部分也是一个小齿轮，通过与软轴上的齿(近似于齿条)相啮合，驱动软轴卷绕，带动玻璃沿导轨作上下运动。学习任务一 汽车电动车窗学习任务一 汽车电动车窗学习任务一 汽车电动车窗v3电动车窗的控制电路

8、及工作原理v (1)电动车窗的基本工作原理v 不同汽车电动车窗的控制电路不同，按电动机是否直接搭铁分为电动机不直接搭铁和电动机直接搭铁两种。电动机不搭铁的控制电路是指电动机不直接搭铁，电动机的搭铁受开关控制，通过改变电动机的电流方向来改变电动机的转向，从而实现车窗的升降。v控制电路如图4-5所示。电动机搭铁是指电动机一端直接搭铁，而电动机有两组磁场绕组，通过接通不同的磁场绕组，使电动机的转向不同，实现车窗的升降，控制电路如图4-6所示。学习任务一 汽车电动车窗学习任务一 汽车电动车窗学习任务一 汽车电动车窗v图4-7和图4-8所示是以电动机不搭铁电动车窗系统为例，驾驶员和乘客分别操作使左后车窗

9、上升或下降时的电流方向。驾驶员操作的主控开关中的左后车窗开关，使其在“升”的位置时，左后车窗电动机的一端通过主控开关与搭铁断开后接电源而通电转动，使左后车窗向上运动，电流方向如图4-7箭头所指。乘客操作左后车窗的独立操作开关，使其在“降”的位置时，左后车窗电动机的一端通过独立操作开关与搭铁断开后街电源而通电转动，使左后车窗向下运动，电流方向如图4-8中箭头所指。v可见，电动车窗控制电路中，一般都设有驾驶员集中控制的主控开关和每一个车窗的独立操作开关，每个车窗的操作开关可由乘客自己操作。但是，有些汽车的主控开关备有锁止开关，可以切断其他各车窗的电源，使每个车窗的操作开关不起作用，这个开关只能由驾

10、驶员一入操作。学习任务一 汽车电动车窗学习任务一 汽车电动车窗学习任务一 汽车电动车窗v(2)自动升降电动车窗的工作原理v 图4-9所示为自动升降电动车窗的控制电路。当点火开关处于ON位置时，电动车窗主继电器工作，触点闭合，给电动车窗电路提供了电源，车窗可随时进入工作状态。要使车窗自动完全关闭，将开关彻底拉起，驾驶员侧的“UP”信号被输入IC，同时一个“AUTO”信号也被输入到IC。因为IC内部有定时电路，当“自动上升”信号被输入时，定时器电路开始工作，通过定时器电路使Tr1和Tr2导通。此时有电流流过UP继电器线圈，电流为：蓄电池正极-Tr1-UP继电器线圈-Tr2-搭铁，线圈中产生磁场，使

11、得继电器的触点由A点切换到B点。这时电动车窗电动机通电，具体电路流向为：蓄电池正极-UP继电器触点B-电动机-DOWN继电器触点B-搭铁-蓄电池负极，构成闭合电路，电动机工作，使车窗上升。因为定时电路保持Tr1和Tr2导通的时间有10s所以即使开关被松开后电动机也能继续转动。如果驾驶员侧车窗完全关闭并且IC检测到来自电动车窗电动机的速度传感器和限位开关的锁止信号，或者定时器电路关闭，电动车窗电动机将停止转动。当需要车窗完全打开时，驾驶员将开关按到底，IC内部的定时电路使Tr1和Tr3导通后，电动机中有反向电流流过而使车窗打开。学习任务一 汽车电动车窗学习任务一 汽车电动车窗v（3）防夹功能电动

12、车窗v 电动车窗使用起来十分方便，但是如果驾驶员没有注意乘员的手或物件伸出窗口，就容易被上升的玻璃夹着。为此，现在许多轿车的电动车窗都增加了防夹功能。v 目前，汽车的防夹电动车窗(包括防夹电动天窗)的防夹功能的实现需要“触觉”、“视觉”的配合。v 所溜“触觉”，就是当电动车窗机构感触到有异物在玻璃上时，会自动停止玻璃上升工作。防夹电动车窗的原理如图4-10所示，在关闭的过程中，驱动机构中有电子控制单元(ECU)及霍尔传感器(脉冲发生器)时刻检测电动机的转速，当霍尔传感器检测到转速有变化时就会向ECu传送信息，ECU向继电器发出指令，使电动机停转或反转(下降)，车窗也就停止上升或下降。学习任务一

13、 汽车电动车窗学习任务一 汽车电动车窗v当然，这种车窗玻璃移动过程中的阻力与车窗玻璃到达终端的阻力是不一样的，后者阻力远较前者阻力大得多，因此控制方式也不一样。当车窗玻璃到达关闭的终端时，阂阻力变大，电动机过载电流也变大，继电器靠过载保护装置会自动切断电流。有的汽车设有玻璃升降终点的限位开关，当玻璃到达终端时压住限位开关，电流被切断，电动机就停止运转了。v所谓“视觉”，是一套光学控制系统。它检测有无异物在电动车窗移动范围内，从而控制玻璃移动，无须异物直接接触到玻璃。这个光学控制系统的主要元件是光学传感器，它由红外线发射器和接收器组成，安装在车窗的内饰件上，能连续精确地扫描指定的区域。这个区域一

14、般指车窗玻璃向上移动时，距离车窗开口框上边缘4200mm范围内。一旦检测到有异物，传感器会把信息反馈至ECU，ECU发出指令使电动机停止运转。南于这种装置小巧，装嵌隐蔽，控制技术先进，所以有人称之为“智能无接触防夹玻璃”。v 一般普通轿车的防夹电动车窗只有“触觉”，具有一定档次的轿车才有“视觉”。如果有“触觉”和“视觉”二重监测，汽车防夹电动车窗就十分安全了。学习任务一 汽车电动车窗v(4)典型车辆电动车窗的控制电路及工作原理v 图4-11为2010款赛欧轿车电动车窗控制电路。点火开关打开，IGN有电，电流经过IGN-F31D-电动车窗继电器85端子-电动车窗继电器86端子-搭铁，电动车窗继电

15、器线圈通电产生磁力，使得相应触点闭合，电流经过B+-F31U-电动车窗继电器30端子-电动车窗继电器87端子-电动车窗主开关3端子，给电动车窗提供电源。v 1)左前侧车窗升降。v 当驾驶员按下车窗主开关左前上升开关时，主开关的左前开关5端子和4端子接通，其电流由电动车窗主开关3端子-左前开关5端子-左前开关4端子-电动车窗主开关2端子一左前车窗电机1端子-左前车窗电机-左前车窗电机2端子-电动车窗主开关1端子-左前开关1端子-左前开关3端子-搭铁-蓄电池负极，构成闭合回路，左前车窗电机通电，使车窗玻璃上升。当需要车窗下降时，驾驶员按下主开关的左前下降开关，左前车窗电机的电流方向相反，使车窗玻璃

16、下降。学习任务一 汽车电动车窗学习任务一 汽车电动车窗v2)左后车窗升降。v 驾驶员操作。v 当驾驶员按下车窗主开关左后上升开关时，主开关的左后开关5端子和4端子接通，其电流由电动车窗主开关3端子-左后开关5端子-左后开关4端子-电动车窗主开关6端子-左后车窗开关6端子-左后车窗开关5端子-左后车窗电机1端子-左后车窗电机-左后车窗电机2端子-左后车窗开关4端子-左后车窗开关2端子-电动车窗主开关7端子-左后开关1端子-左后开关3端子-搭铁-蓄电池负极，构成闭合回路，左后车窗电机通电，使车窗玻璃上升。当需要车窗下降时，驾驶员按下主开关的左后下降开关，左后车窗电机的电流方向相反，使车窗玻璃下降。

17、v 乘员操作。v 当乘员按下左后车窗上升开关时，左后车窗开关1端子和5端子接通，其电流由电动车窗主开关3端子-电动车窗主开关11端子-左后车窗开关1端子-左后车窗开关5端子-左后车窗电机1端子-左后车窗电机-左后车窗电机2端子-左后车窗开关4端子-左后车窗开关2端子-电动车窗主开关7端子-左后开关1端子-左后开关3端子一搭铁-蓄电池负极，构成闭合回路，左后车窗电机通电，使车窗玻璃上升。当需要车窗下降时，按下主开关的左后下降开关，左后车窗电动机的电流方向相反，使车窗玻璃下降。学习任务一 汽车电动车窗v4.电动车窗的故障检修学习任务一 汽车电动车窗学习任务二 汽车电动天窗v学习目标v1.熟悉电动天

18、窗的功用、操作。v2.掌握电动天窗的组成、工作原理v3.了解电动天窗的检修方法。v学习方法v课堂理论学习及实车训练相结合。学习任务二 汽车电动天窗v1概述v (1)汽车天窗的分类v 汽车天窗按驱动方式的不同可分为手动式和电动式，按开启方向不同可分为内藏式、外倾式和敝篷式等。v 外倾式天窗在开启后向车顶的外后方升起(主要安装在夏利、捷达、富康、奥拓、普通桑塔纳等中小型轿车上)。内藏式天窗在开启后可以保持不同的弧度(多用于别克、桑塔纳2000、帕萨特、奥迪、红旗等大中型轿车上)。敞篷式天窗在开启后天窗完全打开(此款天窗非常前卫，适合年轻人驾驶，但密闭防尘效果要略差一些)。v (2)汽车天窗的作用v

19、 1)通风换气。换气是汽车加装天窗的最主要目的。天窗是利用负压换气的原理，依靠汽车在行驶时气流在车顶快速流动形成负压，将车内污浊的空气抽出，由于不是直接进风，而是将污浊的空气抽出，以及新鲜空气从进气口补充的方式进行通风换气，车内气流极其柔和，没有风直接刮在身上的不适感觉，也不会有尘土卷入。v 2)节能。在炎热的夏天，只需打开天窗，利用车辆行驶过程中车顶形成的负压抽出燥热的空气就可达到快速换气降温的目的，使用这种方法比使用汽车空调降温的速度快23倍，而且还节约汽油。v 3)除雾。用天窗除雾是一种快捷除雾的方法。特别是在夏秋两季，雨水多，湿度大，前挡风玻璃容易形成雾气。驾车者只需要打开车顶天窗至后

20、翘通风位置，可轻易消除前挡风玻璃的雾气，保证行车安全。学习任务二 汽车电动天窗v2。电动天窗的组成v 电动天窗由车顶玻璃、滑动机构、连接结构、限位开关与顶开关等组成。天窗电动机、操作开关在车上的布置如图4-12所示。v (1)车顶玻璃总成v 车顶玻璃总成是轿车电动天窗与车顶配合的部分。车预玻璃是一种染色玻璃，一般有青铜色、蓝色和灰色等，起到透光作用的同时，能够过滤掉紫外线等有害的部分。在玻璃下面有遮阳板，在阳光过于强烈的时候可拉起将阳光与汽车内部完全隔离。v (2)滑动机构v 如图413所示，滑动机构主要由驱动电动机、驱动齿轮、滑动螺杆、(前)后枕座等构成。T作时，驱动电动机产生的转矩由驱动齿

21、轮传给滑动螺杆，直至后枕座。根据驱动电动机的正转和反转，来决定向前滑动还是向后滑动，决定车顶玻璃是打开还是关闭。v (3)连摄机构v 如图4-14所示，连接机构主要由(前)后枕座、连杆、导向块等组成。天窗连接机构接纳滑动螺杆传来的动力，通过后枕座、连杆使导向销在托架固定的几何形状槽内沿导向槽的轨迹滑动，实现天窗理想的开闭动作。v 1)斜升。当后枕座向前移动时，导向销也沿导向槽向前滑动，连杆即按箭头A方向移动，从而斜升起车顶玻璃。v 2)斜降。当车顶玻璃斜降开始时，后枕座按箭头B的方向收回与合拢，于是车顶玻璃便斜降下来。此工作完成之后，车顶玻璃才可按常规进行滑动打开。学习任务二 汽车电动天窗学习

22、任务二 汽车电动天窗学习任务二 汽车电动天窗学习任务二 汽车电动天窗v(4)限位开关v 如图4-15所示，有两个限位开关(限位开关1和限位开关2)，它们的闭合与断开靠凸轮来检测车顶玻璃所处的位置，然后将此检测信号送给电子控制器(ECU)。限位开关l检测车顶玻璃停止的位置，即在全关闭位置前约200mm处和在斜降过程中的全关闭位置；限位开关2检测车顶玻璃在滑动过程中的全关闭位置v(5)车顶开关v 车顶开关包括滑动开关和倾斜开关，如图4-1 6所示。工作中它们将开关信号送至电子控制器(ECU)。滑动开关推向打开一侧，车顶玻璃便滑动打开；推向关闭一侧时它就作滑动关闭。在滑动关闭中，即使滑动开关处于关闭

23、一侧，但一旦运行至全关闭位置前约200 mm时，车顶玻璃的滑动便会立即停止(限位开关1作用)。旦放松或再次推动滑动开关时，车顶玻璃便会完全关闭。当倾斜开关推向斜升(Up)一侧时，车项玻璃便会斜升；推向斜降(DOWN)一侧时，车顶玻璃就会斜降。车顶玻璃是不会同时既作倾斜又作滑动运动的。限位开关、滑动开关和倾斜开关的工作状态如表4-2所示。学习任务二 汽车电动天窗学习任务二 汽车电动天窗学习任务二 汽车电动天窗v3电动天窗的工作原理v电动天窗的控制电路如图4-17所示，其工作原理如下。v(1)电源电路v电动天窗控制继电器的端子供电来自蓄电池正极，经过FLMAIM25B易熔线、DOME 10A熔丝后

24、接通，这是一组常通供电电路。v 当将点火开关转至ON位置(IG1)时，就形成了如下的电流通路：v 蓄电池正极-120A熔丝-40A熔丝-点火开关闭合的IG1触点-GAUGE 10A熔丝-电动天窗主继电器线圈-接地-蓄电池负极。v 此时电动天窗主继电器线圈通电吸合，其常开开关触点闭合。从而又形成了如下的电流通路：v 蓄电池正极-120A熔丝-40A熔丝-POWER CB 30A熔断器-电动天窗电源主继电 器与端子阀闭合的触点-天窗控制继电器端子，使天窗的直流供电形成回路，只要进一步操作相应开关，就可对天窗进行调节。学习任务二 汽车电动天窗学习任务二 汽车电动天窗v(2)天窗打开过程v 如果按下天

25、窗控制开关SA1至OPEN侧，等效于将天窗控制继电器端子接地，这时天窗控制继电器端子与端子、端子与端子接通，于是形成了如下的电流通路：v 蓄电池正极-120A熔丝-40A熔丝-POWER CB 30A熔断器-电动天窗电源主继电器与端子问闭合的触点-天窗控制继电器与端子间接通的电路-电动机组件端子-天窗电动机M-电动机组件端子-天窗控制继电器端子和端子间接通的电路-接地-蓄电池负极。v 此时电动天窗电动机M中有从左到右流过的电流。电动机M起动正向运转，从而使v 天窗打开。v (3)天窗关闭过程v 如果接下天窗控制开关SA1至CLOSE侧，等效于将天窗控制继电器的端子接地，这时天窗继电器的端子与端

26、子、端子与端子接通，由此就形成了如下电流通路：v 蓄电池正极-120A熔丝-40A熔丝-POWER CB 30A一熔断器电动天窗电源主继电器与问闭合的触点-天窗控制继电器端子与端子间接通的电路-电动机组件端子-天窗电动机M-电动机组件端子-天窗控制继电器端子与端子间接通的电路-接地-蓄电池负极。v 此时电动天窗电动机M中有从右到左的电流流过，电动机M起动反向运转，从而使天窗向关闭的方向滑移。v 当天窗滑移200mm左右，但不到全关位置时，限位开关SA3池ON转为OFF，使天窗控制继电器端子与地间断开，随即停止天窗滑移。学习任务二 汽车电动天窗v4电动天窗的故障检修v (1)天窗玻璃处于全开位置

27、时的故障v 按下滑动开关，天窗驱动电动机静止不动，天窗玻璃不能移动到全闭位置。v 1)对天窗的机械和电器部件进行外观检查即导轨、螺杆、齿轮、涡轮等机械传动部件是否存在阻塞、变形、断裂、磨损、卡滞等故障；天窗电动机电器系统部件线路是否存在裸线、断线；插接件中插头与插座是否连接正确，插针是否存在弯曲、退缩松旷、接触不良等现象。v 2)检查电动天窗和电动车窗共用30A断路器控制电路的工作情况。先打开点火开关，操作4个电动车窗开关，若4个车窗玻璃都控制自如，则沿天窗玻璃关闭方向按下滑动开关。若天窗电动机仍然不动作，用手触摸仪表台右侧保险盒内30A断路器，感觉温度有无升高的状况，如果温度没有升高，则说明

28、该断路器及其控制电路工作正常。反之，可判断电动天窗的电器系统存在也流过载或对地短路的故障。v 3)对电动天窗系统电路进行“动态”测试：先断开天窗驱动电动机上的两线摇头，在电动机另一侧的插头上并联1个12V、36的小灯泡，之后打开点火开关，朝着天窗玻璃关闭方向按下天窗开关，如小灯泡没有点亮，则用数字万能表测量该插头上的两根接线，如它们与车身金属部分之间的电压都是0V，电阻都是0，则说明天窗电动机插头上没有电源输入。学习任务二 汽车电动天窗v(2)电动天窗在全闭位置时不动作v 当电动天窗不动作时，则按下述方法和步骤进行检查处理：v 1)检查保险丝是否熔断。v 2)检查电源继电器是否正常。v 3)检

29、查天窗控制开关和限位开关是否正常。v 4)检查天窗驱动电动机是否正常。v 5)检查天窗玻璃控制电路是否正常。v 如果相应的步骤中出现故障，则应更换或修理有关元器件。学习任务二 汽车电动天窗v(3)驱动电动机的检测v 1)断开点火开关，拨开驱动电动机配线连接器。v 2)用导线将蓄电池正极与驱动电动机连接器端子2相接，并且在端子2和蓄电池正极之间串联1个50A的电流表；负极与端子1相连，对驱动电动机簏加蓄电池电压检查，这时，50A电流表指针摆动的最大范围在30A以内，驱动电动机应沿顺时针方向旋转。v 3)蓄电池正、负极与驱动电动机正、负极的接法与2)项相反，对驱动电动机施加蓄电池电压检查，驱动电动

30、机应沿逆时针方向旋转。如果通电后驱动电动机不转或旋转方向与规定不符，应修理或更换驱动电动机。v(4)限位开关的检测v 1)断开点火开关，拨开限位开关配线连接器，从驱动电动机上拆下限位开关。v 2)将限位开关1置于“0N”位置，用万能表电阻挡检查，连接器1、2端子间应导通；反之，将限位开关1置于“0FF”位置，连接器1、2端子间应不导通。v 3)将限位开关2置于“0N”位鼹，用万能表电阻挡检查，连接器1、3端子间应导通；反之，将限位开关2置于“OFF”位置，连接器1、3端子间应不导通。v(5)电源继电器的检测v 电源继电器的原理如图4-18所示。如图4-26所示，用万能表电阻挡检查。继电器1、3

31、端子间应不导通，2、4端子间应导通。学习任务二 汽车电动天窗学习任务三 风窗刮水及洗涤装置学习目标 1.了解风窗刮水器的纽成及作用。2.掌握电动刮水器的工作原理及故障诊断方法。3.了解风窗洗涤装置的组成及作用。4.掌握风窗洗涤装置的工作原理及故障诊断方法。5.了解风窗除霜器的组成及作用。学习方法 理论学习与实车训练相结合。学习任务三 风窗刮水及洗涤装置v 为了保证在各种条件下使用，驾驶室的风窗玻璃表面干净、清洁，在汽车上增设了风窗玻璃洗涤器，与刮水器配合使用。有些汽车还装有风窗玻璃除霜装置，保证驾驶员在雨雪天有良好的视野。v 1电动刮水系统v (1)电动刮水器的组成v 如图4-19所示，电动刮

32、水器主要由雨刷电动机、传动机构及刮水片等组成。v 1)传动机构。传动机构由减速齿轮和连杆机构组成。减速齿轮妇电动机驱动的涡杆、涡齿轮组成，涡齿轮上一凸轮片，作为凸轮开关，如图4-20所示。v 连杆机构由数个连杆组成，连杆机构将雨刷电动机动力传至涡齿轮后面连杆组的滑动接头，滑动接头使连杆组作直线运动，再经连杆组使雨刷片产生摆动。学习任务三 风窗刮水及洗涤装置学习任务三 风窗刮水及洗涤装置学习任务三 风窗刮水及洗涤装置v2)凸轮开关。电动机开关关闭后，若雨刷片不在固定位置时，凸轮开关使雨刷电动机仍可运转，直至雨刷片到固定位置后停止，当雨刷片静止时，每次都在玻璃边缘，不妨碍驾驶者的视线。雨刷片固定的

33、位置又称为静位位置。凸轮开关包含涡轮上一只缺口凸轮盘和三个触点。v3)雨刷开关如图4-21所示。与灯路开关组成一体控制，用综合开关的右侧杆操作，可分为间歇型或连续型，将操作杆往驾驶者面上拨时，不论任何位置皆可喷水；当将操作杆往驾驶者方向拉时，第一段为间歇位置，可使雨刷片间隔时间的刷动(现皆可调整间歇时间)，第二段为低速，第三段为高速。v4)雨刷臂及刮水片。雨刷臂与刮水片是刮水系统的主要组件。雨刷的结构如图4-22所示，是一把附着金属杆的橡胶刮刀，金属杆称为雨刷臂。雨刷通过雨刷臂进行弧形移动。学习任务三风窗刮水及洗涤装置学习任务三风窗刮水及洗涤装置学习任务三 风窗刮水及洗涤装置v(2)电动刮水器

34、的分类及变速原理v 电动刮水器根据刮水电动机类型的不同分为绕线式和永磁式两种。永磁式刮水器电动机具有体积小、重量轻、结构简单等优点，目前在国内外汽车广泛应用。v 两种刮水电动机总成在结构上有所不同，绕线式刮水电动机的磁极绕有串励和并励两个励磁绕组，通电流时产生磁场，永磁式刮水电动机的磁极用永久磁铁制成。v 刮水器在使用中应能根据雨雪的大小来调整刮片的刮水速度，在雨小时使用低速刮水，雨大时使用高速刮水，因此需要电动机能够改变速度，以调整刮片的刮水速度。v 1)绕线式刮水电动机的变速原理。v 绕线式刮水电动机可通过在其励磁电路中串鹱电阻，改变磁场强度从而实现变速。改变磁场强度的方法有：利用刮水器的

35、开关控制电阻的串入或短路；将电动机制成复励式，利用刮水器开关控制并励绕组的接入和断路。实际应用中，绕线式刮水器通过刮水器开关控制励磁电路中电阻的大小来改变其转速。学习任务三 风窗刮水及洗涤装置v2)永磁式刮水电动机的变速原理。v 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的，如图4-23所示。其原理是：刮水电动机工作时，在电枢内同时产生反电势，其方向与电枢电流的方向相反。若使电枢旋转，外加电压必须克服反电势的作用。当电动机转速升高时，反电势增高，只有当外加电压等于反电势时，电枢的转速才能稳定。v 三刷永磁式刮水电动机工作时，电枢绕组产生的反电势的方向如图4-23中箭

36、头所示。当将刮水器开关K拨向L低速)时，如图4-23(a)所示，电源电压U加在电刷B1和B3之间。在电刷B1和B3之间的两条并联支路中，每条支路中各有四个串联绕组，反电势的大小与支路中反电势的大小相等。外加电压需要平衡四个绕组所产生的反电势，故电动机转速较低。v 当将刮水器开关K拨向H(高速)时，如图4-23(b)所示，电源电压U加在电刷B1和B3之间。绕组1、2、3、4、8同在一条支路中，其中绕组8与绕组1、2、3、4的反电势方向相反，相互抵消后，使每条支路变为三个绕组。由于电动机内部的磁场方向和电枢的旋转方向没有变化，所以各绕组内反电势的方向与低速时相同。但是，外加电压只需要平衡三个绕组所

37、产生的反电势，因此电动机的转速增高。学习任务三 风窗刮水及洗涤装置学习任务三 风窗刮水及洗涤装置v(3)永磁式刮水电动机电路的基本工作原理v 为了满足实际使用的需要，电动刮水器有低速刮水和高速刮水两个挡位，且在任意时刻刮水结束后，刮水片应能自动回到挡风玻璃最下端。v 图4-24为刮水器的控制电路。刮水器的开关有三个挡位：0挡为复位挡，I挡为低速挡，II挡为离速挡。刮水器开关内部的四个接线柱分别接复位装置、电动机低速电刷、搭铁、电动机高速电刷。复位装蹬是在减速涡轮(由塑料或尼龙材料制成)上，嵌有铜环。v此铜环分为两部分，其中一铜环与电动机外壳相连(为搭铁)。触点臂用磷铜片或其他弹性材料制成，其一

38、端分别铆有触点。由于触点臂具有一定的弹性，因此在涡轮转动时，触点与涡轮的端面和铜环保持接触。学习任务三 风窗刮水及洗涤装置学习任务三 风窗刮水及洗涤装置v1)“I”挡(低速挡)v 当接通电源开关，把刮水器开关拉出到“I”挡(低速)位置时，电流从蓄电池正极-电源开关-熔断丝-电刷B3-电枢绕组-电刷B1-刮水器开关接线柱-接触片-刮水器开关接线柱-搭铁-蓄电池负极，构成同路，电动机低速运转。v 2)“II”挡(高速)。v 把刮水器开关拉出到“II”挡(高速)位置时，电流从蓄电池正极-电源开关-熔断丝-电刷B3-电枢绕组-电刷B2-刮水器接线柱-接触片-刮水器接线柱-搭铁-蓄电池负极，构成回路，电

39、动机高速运转。v 3)“O”挡(停止)。v 当把刮水器开关退回到“O”挡时，如果刮水片没有停止到规定的位置，由于触点与铜环相接触，如图4-24所示，则电流继续流入电枢，其电路为蓄电池正极-电源开关-熔断丝-电刷B3-电枢绕组-电刷B1-接线柱-接触片-接线柱一触点臂-铜环-搭铁-蓄电池的负极。由此可以看出，电动机仍以低速运转直至涡轮旋转到图4-24所示的特定位置，电路断路。由于电枢的运动惯性，电动机不能立即停止转动，此时电动机以发电动机方式运行。因此电枢绕组通过触点臂与铜环接通而短路，电枢绕组将产生强大制动力矩，电动机迅速停止运转，使刮水片复位到风窗玻璃的下部。学习任务三 风窗刮水及洗涤装置v

40、(4)间歇式刮水器v 汽车刮水器上都加装了电子问歇控制系统，使刮水器能按照一定的周期停止和刮水，这样在小雨或雾天中行驶时，不至于使玻璃上形成发粘的表面，使驾驶员可以有更好的视线。v 刮水器的控制电路根据雨量大小自动开闭，并自动凋节问歇时问。图4-25为刮水自动开关与凋速控制电路。电路中s1、s2和s3是安装在风窗玻璃上的流量检测电极，雨水落在两检测电极之间，使其阻值减小。水流量越大，其阻值就越小。v S1与S3之间的距离较近(约2.5cm)，因此，晶体管T1首先导通，继电器J1通电，在电磁吸力的作用下，P点闭合，刮水电动机低速旋转。当雨量增大时，s1与S2之间的电阻减小使得晶体管T2也导通，于

41、是继电器J2通电，在电磁吸力的作用下，A点断开，B点接通，刮水电动机转为高速旋转。雨停时，检测电阻之间的阻值均增大，晶体管T1、T2截止，继电器复位，刮水电动机自动停止工作。学习任务三 风窗刮水及洗涤装置学习任务三 风窗刮水及洗涤装置v(5)典型车辆电动刮水器的控制电路及工作原理v 图4-26所示为丰田轿车挡风玻璃刮水器控制电路，其控制开关有5个挡位，分别是低速挡(Lo)、高速挡(Hi)停止复位挡(0FF)、间歇刮水挡(INT)和喷洗器挡。v 1)Lo挡(低速挡)。当刮水开关在低速位置时，电流的回路为；蓄电池“+”-端子18-刮水器控制开关“LOWMIST”触点-端子7-刮水器电动机低速电刷L

42、O-公共电刷-搭铁，形成回路，此时电动机低速运行。v 2)Hi挡(高速挡)。当刮水开关在高速位置时，电流的回路为：蓄电池“+”-端子18-刮水器控制开关“HIGH触点-端子13-刮水电动机高速电刷Hi-公共电刷-搭 铁，形成回路，此时电动机高速运转。v 3)OFF挡(停止复位挡)。刮水开关处于停止复位挡时，若雨刷片不处于停止位置时，凸轮开关的触点B接通，A断开，使雨刷电动机仍可运转，直至雨刷片于停止位置后停止。电流回路为：蓄电池“+”-凸轮开关触点B-端子4-继电器触点A-刮水器开关OFF触点-端子7-刮水器电动机低速电刷Lo-公共电刷-搭铁。当刮水器转至停止位置时，凸轮开关B断开，A接通，电

43、动机停止运转。学习任务三 风窗刮水及洗涤装置学习任务三 风窗刮水及洗涤装置v4）INT挡(间歇刮水挡)。当刮水开关在间歇刮水(INT)位置时，晶体管电路Tr1先短暂导通，此时电流为：蓄电池“+-端子18-继电器线圈-Tr1-端子16-搭铁。v线圈中产生磁场，使得继电器常闭触点A打开，常开触点B关闭。这时电动机低速运转，电路为：蓄电池“+”-端子18-继电器触点B-刮水器开关“INT”触点-端子-水器电动机低速电刷Lo-公共电刷-搭铁。v 然后Tr1截止，继电器的触点B断开，触点A闭合，如果雨刷片不在停止位置时电动机继续转动时，凸轮开关的触点A断开，B闭合，电流继续流至电动机的低速电刷，电动机低

44、速运转，此时的电流为：蓄电池“十”-凸轮开关触点B-端子4-继电器触点A-刮水器开关“INT”触点-端子7-刮水器电动机低速电刷Lo-公共电刷-搭铁。v当刮水器转至停止位置时，凸轮开关B断开，A接通，电动机停止运转。v 刮水电动机停止转动一段时间以后，晶体管电路Tr1再次短暂导通，刮水器重复间歇动作，其间歇时间调节器可以调节间歇的时间的长短。v 5）喷洗器。喷洗器开关接通时，在喷洗器电动机运转时，晶体管电路Tr1在预定的时闻内接通，使刮水器低速运转12次。喷洗泵的电路为：蓄电池“+”-喷洗器电动机-端子8-喷洗器开关端子-端子16-搭铁。刮水器的电路为：蓄电池“+”-端子18一继电器触点B-刮

45、水器开关间歇触点-端子7-刮水器电动机低速电刷Lo-公共电刷-搭铁。这样就边喷洗边间歇刮水。学习任务三 风窗刮水及洗涤装置v(6)电动刮水器新技术v 1)全区域雨刮系统。v 在正常的雨刮系统，当雨刷片以高速运行时，由于雨刷片转速的惯性使挡风玻璃的擦拭区域倾向于变大。当雨刷片以低速操作时，擦拭区域相对变小，也就是说低速运行时，挡风玻璃的未擦拭区域变大了。全区域雨刷系统就很好地解决了这一问题，它可以自动使擦拭区域变大或变小，减少以低速运行时的未擦拭区域。v 2)车速感测，可调间隔时间的INT功能。v 当雨刷开关位于INT位置时，此功能按照车速控制雨刷的运行间隔时间。v 问隔时问调整范围由三步组成，

46、可以通过操作间隔调节器来选择，并且每个范围内间隔时闻可以无级控制。v 3)车速切换技术。v 当雨刷开关处于Lo位置，并且车辆停止时，可以自动切换到间歇操作。v 4)自动雨刮系统。v 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频率。自动雨刮系统能根据雨量的大小自动调节刮水器的刮水频率，使驾驶员始终保持良好的视线。学习任务三 风窗刮水及洗涤装置v2。风窗洗涤装置v (1)风窗洗涤装置的组成v 风窗玻璃洗涤装置的组成如图4-30所示，主要由储液罐、洗涤泵、软管、喷嘴等组成。基本工作原理是：工作时，开动洗涤泵，将储液罐的洗涤液通过软管、喷嘴而喷 向风窗玻璃上，将尘污湿润，然后通过刮

47、水器的雨刷片来同运动，将风窗玻璃洗刷干净。v 洗涤泵一般由永磁直流电动机和离心叶片泵组装成为一体。喷射压力可达7088kpa。v洗涤泵一般直接安装在储液罐上，但也有安装在管路内的。在离心泵的进口处设置有滤清器。v 喷嘴安装在风窗玻璃下面。其喷嘴方向可以调整，使水喷射在风窗玻璃的适当位置，喷嘴直径一般为0.81mm。喷嘴的安装有两种形式：一种是在前围板总成的左右两面各安装一个喷嘴，各自冲洗规定区域。另一种是将喷嘴安装在刮水器臂内，当刮水器臂作弧形刮水运动时，喷管嘴即刻向挡风玻璃上喷射清洗液。v洗涤泵连续工作一般不超过1min，对刮水和洗涤分别控制的汽车，应开动洗涤泵后 接通刮水器，喷水停止后，雨

48、刮器应继续刮动35次，经过这样的配合，可以达到良好 的清洁效果。v 洗涤液一般由水或者水与添加剂制成。为了能刮掉挡风玻璃上的油、蜡等物，可在水 中加少量的去垢剂和防腐剂。注意冬季不用洗涤器时，应将洗涤管中的水放掉。学习任务三 风窗刮水及洗涤装置学习任务三 风窗刮水及洗涤装置v2)风窗洗涤装置的控铡电路v 丰圈轿车鼠密洗涤装置的控裁电路鳃强4-26所示，由于洗涤器和刮水嚣是配合工作的，所以两系统属于同一控制电路，喷洗器开关接逋时，在喷洗器辔动机运转时，晶体管电路Tr1在预定的时间陶接通，使刮水器低速运转12次。喷洗泵的电路为：蓄电池“十”-喷洗器电动机-端子8-喷洗器开关端子-端子16-搭铁。刮

49、水器的电路为：蓄电池“+”-端子18-继电器触点B-刮水器开关“INT”触点-端子7-刮水器电动机低速电刷Lo-公共电刷-搭铁。v这样就边喷洗边间歇刮水。学习任务三 风窗刮水及洗涤装置学习任务三 风窗刮水及洗涤装置v3。风窗除霜装置v 冬季风窗玻璃上易结冰霜，用刮水器是无法清除的，除去冰霜有效的方法是加热玻璃。前风窗玻璃和恻窗玻璃可利用暖风进行除霜；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，如图4-31所示。v 后风窗玻璃除霜器一般是在玻璃成型过程中，将很细的电阻丝烧结在玻璃表面上的。v它由一组平行的含银陶瓷电阻丝组成，在玻璃两侧有汇流条，各焊有一个接线柱，其中一个用来供电，另一

50、个是搭铁接线柱。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，如霜还没有除净，驾驶员可再次接通开关，但在此之后每次只能通电5min。学习任务三 风窗刮水及洗涤装置学习任务三 风窗刮水及洗涤装置v对电阻丝通电控制方式可分为手动和自动两种。自动式除霜器由开关、自动除霜传感器、自动除霜控制器、除霜电阻丝和连接线路等组成，如图4-32所示。自动除霜传感器安装在后窗挡风玻璃上，其作厢是将后窗上是否结霜、结霜层的厚度告知控制电路，结霜厚度越大，传感器的电阻越小。v 除霜装置的T作过程如下。v 1)将除霜开关置于自动的位置时，如果霜层凝