汽車電器電子

1、電子教案 主講教師：楚曉華章 節(jié)（第11講）第六章 附屬設(shè)備第一節(jié) 電動(dòng)刮水器與清洗器第二節(jié) 電動(dòng)搖窗機(jī)課時(shí)2授課班級(jí)05級(jí)1、2、5、6、7班授課日期2008-3-18教學(xué)目的掌握電動(dòng)刮水器的組成，掌握常見(jiàn)車型電動(dòng)刮水器與洗滌器電路，風(fēng)窗玻璃防冰霜裝置的組成和工作原理，電動(dòng)車窗組成和工作原理，電動(dòng)天窗組成和工作原理。教學(xué)重點(diǎn)掌握電動(dòng)刮水器的組成，掌握常見(jiàn)車型電動(dòng)刮水器與洗滌器電路，風(fēng)窗玻璃防冰霜裝置的組成和工作原理，電動(dòng)車窗電動(dòng)天窗組成和工作原理。教學(xué)難點(diǎn)電動(dòng)刮水器的控制原理教學(xué)手段講授、多媒體、自學(xué)作業(yè)思考題與習(xí)題 3-1、3-2、3-4、3-5主要參考書(shū)目及網(wǎng)絡(luò)資源汽車電器與電子技術(shù)，孫

2、仁云 付百學(xué)編著，機(jī)械工業(yè)出版社，2007年1月教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程組織教學(xué) 復(fù)習(xí)上講的內(nèi)容，導(dǎo)入本堂教學(xué)第一節(jié) 電動(dòng)刮水和清洗器電動(dòng)刮水器的作用是刮除風(fēng)擋玻璃上的雨水、雪或灰塵，確保駕駛員有良好的視線。目前在汽車上廣泛采用的電動(dòng)刮水器，普遍具有高速、低速及間歇三個(gè)工作檔位，而且除了變速之外，還有自動(dòng)回位的功能。（一）電動(dòng)刮水器的組成如圖71所示，電動(dòng)刮水器是由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成和刮水片三部分組成。電動(dòng)機(jī)軸端的蝸桿驅(qū)動(dòng)渦輪4，渦輪4帶動(dòng)搖臂6旋轉(zhuǎn)，搖臂6使拉桿

3、往7復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)刮水片左右擺動(dòng)。電動(dòng)刮水器的電動(dòng)機(jī)一般有永磁式和勵(lì)磁式兩種，而永磁式電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、可靠性好，被廣泛采用。(二)永磁式電動(dòng)刮水器圖7-2所示為美國(guó)福特公司采用的永磁式電動(dòng)刮水器的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的高、低速檔位工作，永磁式電動(dòng)機(jī)一般采用三刷式電動(dòng)機(jī)，其工作原理如圖7-3所示。直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，在電樞內(nèi)的所有線圈中同時(shí)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，每個(gè)小線圈都產(chǎn)生相等的反電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的方向如圖中所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥到低速檔L時(shí)，在兩個(gè)電刷B1、B3之間有兩條并聯(lián)支路，各有3個(gè)線圈，反電動(dòng)勢(shì)方向如圖。當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥到高速檔H時(shí)，在兩個(gè)電刷B2、B3之間也有兩條并聯(lián)支路，一個(gè)支路有2個(gè)

4、線圈串聯(lián)，另一個(gè)支路有4個(gè)線圈串聯(lián)，但其中一個(gè)線圈的反電動(dòng)勢(shì)方向與另三個(gè)線圈的反電動(dòng)勢(shì)方向相反。由于反電動(dòng)勢(shì)的減小，使電樞的轉(zhuǎn)速上升，重新達(dá)到電壓平衡，這樣永磁式電動(dòng)刮水器就得到了高、低速不同的工作檔位。為了不影響駕駛員的視線，要求刮水器能自動(dòng)復(fù)位，即不論在什么時(shí)候關(guān)閉刮水器開(kāi)關(guān)，刮水片都能自動(dòng)停在風(fēng)窗玻璃的下部。圖7-4為刮水器自動(dòng)復(fù)位裝置的原理圖，其工作原理如下：當(dāng)電源開(kāi)關(guān)接通時(shí)，把刮水器開(kāi)關(guān)拉到“I”檔時(shí)，電流從蓄電池的正極電源開(kāi)關(guān)熔絲電刷B3電樞繞組電刷B1刮水器“I”檔搭鐵，刮水器電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)刮水器開(kāi)關(guān)拉到“”檔時(shí)，電流從蓄電池的正極電源開(kāi)關(guān)熔絲電刷B3電樞繞組電刷B2刮水器“

5、”檔搭鐵，刮水器電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)刮水開(kāi)關(guān)推到“0”檔時(shí)，如果刮水器的刮水片沒(méi)有停在規(guī)定的位置，則電流經(jīng)蓄電池正極電源開(kāi)關(guān)熔絲電刷B3電樞繞組電刷B1刮水器“0”檔觸點(diǎn)臂5銅環(huán)9搭鐵，這時(shí)電動(dòng)機(jī)將繼續(xù)轉(zhuǎn)，當(dāng)刮水器的刮水片到規(guī)定位置時(shí)，觸點(diǎn)臂3、5都和銅環(huán)7接觸，使電動(dòng)機(jī)短路。與此同時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞由于慣性而不能立刻停下來(lái)，電樞繞組通過(guò)觸點(diǎn)臂3、5與銅環(huán)7接觸而構(gòu)成回路，電樞繞組產(chǎn)生感應(yīng)電流，因而產(chǎn)生制動(dòng)扭矩，電動(dòng)機(jī)迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使刮水器的刮水片停止在規(guī)定的位置。(三) 常見(jiàn)車型電動(dòng)刮水器與洗滌器電路如圖7-5所示為奧迪轎車電動(dòng)刮水器與洗滌器電路圖。奧迪轎車刮水器電動(dòng)機(jī)是永磁式直流電動(dòng)機(jī)。洗滌器由

6、微型永磁直流電動(dòng)機(jī)、離心式水泵、噴嘴、貯液罐和水管五部分組成,電動(dòng)機(jī)與水泵一體，如圖7-6所示，這個(gè)總成安裝在貯液罐內(nèi)。其工作原理如下：1低速檔當(dāng)刮水器開(kāi)關(guān)位于檔位“1”時(shí)，電流由蓄電池正極卸荷繼電器熔斷絲刮水器開(kāi)關(guān)53a和53刮水器電動(dòng)機(jī)53搭鐵，此時(shí)刮水器電動(dòng)機(jī)低速檔工作。 2高速檔當(dāng)刮水器開(kāi)關(guān)位于檔位“2”時(shí)，電流由蓄電池正極卸荷繼電器熔斷絲刮水器開(kāi)關(guān)53a和53刮水器電動(dòng)機(jī)53b搭鐵，此時(shí)刮水器電動(dòng)機(jī)高速檔工作。3自動(dòng)停機(jī)復(fù)位當(dāng)刮水器開(kāi)關(guān)位于“0”檔時(shí)，若此時(shí)刮水片沒(méi)有回到規(guī)定位置，則刮水器電動(dòng)機(jī)自動(dòng)復(fù)位開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)S3與S5相接，電流由蓄電池正極卸荷繼電器熔斷絲刮水器電動(dòng)機(jī)53a、S5和

7、31b間歇控制器的31b、常閉觸點(diǎn)S2和53e刮水器開(kāi)關(guān)53e和53刮水電動(dòng)機(jī)53搭鐵，電動(dòng)機(jī)仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，直到刮水片到達(dá)規(guī)定位置時(shí)，復(fù)位開(kāi)關(guān)中的觸點(diǎn)S3與S5斷開(kāi)而與S4接通，電動(dòng)機(jī)被短路，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，刮水器回到規(guī)定的位置。4間歇檔當(dāng)刮水器開(kāi)關(guān)位于“I”檔時(shí)，三極管VT導(dǎo)通，間歇控制器中的觸點(diǎn)S2打開(kāi)、S1閉合，電流由蓄電池正極卸荷繼電器間歇控制器接線柱15、觸點(diǎn)S1、接線柱53e刮水器開(kāi)關(guān)53e和53刮水器電動(dòng)機(jī)53搭鐵，此時(shí)刮水器以低速檔工作。當(dāng)刮水器到達(dá)規(guī)定位置時(shí)，復(fù)位開(kāi)關(guān)中觸點(diǎn)S3與S4接通，即S3搭鐵，使間歇控制器中31b為低電位，C點(diǎn)電位下降，三極管VT截止，間歇控制器觸點(diǎn)K1斷

8、開(kāi)，刮水器電動(dòng)機(jī)停止工作。此時(shí)C2處于放電狀態(tài)，隨著放電過(guò)程的進(jìn)行，C點(diǎn)電位升高，三極管VT又導(dǎo)通，刮水器電動(dòng)機(jī)再次以低速工作?？梢?jiàn)，C2的不斷充電、放電，三極管VT就會(huì)導(dǎo)通截止反復(fù)翻轉(zhuǎn)，如此形成間歇刮水過(guò)程。刮洗時(shí)間為24s，間歇時(shí)間為46s。5點(diǎn)動(dòng)檔當(dāng)刮水器開(kāi)關(guān)位于“TiP”檔時(shí)，刮水器電動(dòng)機(jī)低速工作，松開(kāi)刮水器開(kāi)關(guān)手柄，開(kāi)關(guān)自動(dòng)跳回“0”檔，刮水器在復(fù)位開(kāi)關(guān)的作用下，回到規(guī)定的位置。6風(fēng)窗洗滌當(dāng)刮水器開(kāi)關(guān)位于“Wa”檔時(shí)，風(fēng)窗洗滌器和刮水器同時(shí)工作。洗滌器電機(jī)的電路為：蓄電池正極卸荷繼電器熔斷絲刮水器開(kāi)關(guān)53a和53c洗滌器電動(dòng)機(jī)搭鐵，于是洗滌器電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，將洗滌液噴灑到風(fēng)窗玻璃

9、上。與此同時(shí)，通過(guò)間歇控制器53C接柱，使得間歇控制器工作，刮水器電動(dòng)機(jī)間歇檔工作。在此檔位工作，當(dāng)松開(kāi)刮水器開(kāi)關(guān)手柄時(shí)，刮水器開(kāi)關(guān)自動(dòng)回到“0”檔二、風(fēng)窗玻璃防冰霜裝置在氣溫較低的環(huán)境中，風(fēng)窗玻璃內(nèi)側(cè)易結(jié)冰霜，通常是采用加熱的方法將其除去。前風(fēng)窗玻璃一般采用暖風(fēng)加熱，而后風(fēng)窗玻璃通常采用電熱線加熱的方法除霜，其中電熱線由鍍?cè)诤箫L(fēng)窗玻璃的內(nèi)表面多條金屬導(dǎo)電膜制成。有些車輛以相同的電路加熱外后視鏡。因除霜系統(tǒng)耗電很大（30A以上），所以系統(tǒng)采用了定時(shí)電路。圖77為L(zhǎng)S400轎車風(fēng)窗除霜系統(tǒng)電路圖，其工作過(guò)程如下：當(dāng)接通除霜器開(kāi)關(guān)后，除霜器開(kāi)關(guān)使除霜繼電器的磁化線圈搭鐵，繼電器觸點(diǎn)閉合，風(fēng)窗玻璃及

10、后視鏡上的電熱絲通電發(fā)熱，使冰霜受熱蒸發(fā)。除霜器開(kāi)關(guān)中的時(shí)間繼電器維持除霜繼電器導(dǎo)通1020min，然后自動(dòng)切斷除霜繼電器的電路，使電熱絲斷電。若想繼續(xù)除霜，可再次接通除霜開(kāi)關(guān)。第二節(jié) 電動(dòng)搖窗機(jī)一、電動(dòng)車窗電動(dòng)車窗，是指以電為動(dòng)力使門(mén)窗玻璃自動(dòng)升降的門(mén)窗。它是由駕駛員或乘員操縱開(kāi)關(guān)接通門(mén)窗升降電動(dòng)機(jī)的電路，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力通過(guò)一系列的機(jī)械傳動(dòng)，使門(mén)窗玻璃按要求進(jìn)行升降。其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，有利于行車安全。電動(dòng)車窗系統(tǒng)組成：、車窗、車窗升降器、電動(dòng)機(jī)雙向、繼電器、開(kāi)關(guān)電動(dòng)車窗特點(diǎn)：1)每個(gè)車窗都裝有一個(gè)電動(dòng)機(jī) 通過(guò)開(kāi)關(guān)控制其電流方向，使車窗玻璃實(shí)現(xiàn)上升或下降。2)一般有兩套控制開(kāi)關(guān)主開(kāi)關(guān)：儀表板或

11、側(cè)車門(mén)扶手上（駕駛員）分開(kāi)關(guān)：在每個(gè)乘客門(mén)上。主開(kāi)關(guān)上裝有斷路裝置，其斷開(kāi)時(shí)，分開(kāi)關(guān)不起作用3)裝有一個(gè)或多個(gè)熱敏開(kāi)關(guān)，防電路過(guò)載4)有的專門(mén)裝有一個(gè)延遲開(kāi)關(guān)使點(diǎn)火開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后仍能提供電源以供關(guān)閉車窗（10min內(nèi)）電動(dòng)玻璃升降器 電動(dòng)玻璃升降器電動(dòng)玻璃升降器凌志LS400轎車電動(dòng)門(mén)窗控制電路它主要由電源、易熔線、斷路器、主繼電器、開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī)和指示燈組成。1斷路器電路或電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有一個(gè)或多個(gè)熱敏斷路器，用以控制電流，防止電動(dòng)機(jī)過(guò)載。當(dāng)車窗完全關(guān)閉或由于結(jié)冰等原因使車窗玻璃不能自如運(yùn)動(dòng)時(shí)，即使操縱開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)，熱敏開(kāi)關(guān)也會(huì)自動(dòng)斷路。2主繼電器主繼電器的作用是接通或斷開(kāi)門(mén)窗電路。當(dāng)接通點(diǎn)

12、火開(kāi)關(guān)電路時(shí)，同時(shí)也接通了主繼電器的線圈電路，主繼電器接通門(mén)窗的電路。當(dāng)關(guān)斷點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，主繼電器同時(shí)也斷開(kāi)門(mén)窗的電路，以防損壞電氣組件和發(fā)生意外。3開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)用來(lái)控制門(mén)窗玻璃升降。一般電動(dòng)門(mén)窗系統(tǒng)都裝有兩套控制開(kāi)關(guān)。一套裝在儀表板或駕駛員側(cè)車門(mén)扶手上(即方便于駕駛員操縱的位置)，為主開(kāi)關(guān)，它由駕駛員控制每個(gè)車窗的升降。另一套分別裝在每一個(gè)乘員的車門(mén)上，它為分開(kāi)關(guān)，可由乘員操縱。一般在主開(kāi)關(guān)上還裝有窗鎖開(kāi)關(guān)。如果將其斷開(kāi)，則分開(kāi)關(guān)就不起作用。有的車上還專門(mén)裝有一個(gè)延遲開(kāi)關(guān)，在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后約10min內(nèi)，或在打開(kāi)車門(mén)以前，仍有電源提供，使駕駛員和乘員能有時(shí)間關(guān)閉車窗。開(kāi)關(guān)圖4指示燈指示燈是用來(lái)指示

13、門(mén)窗電路的工作狀態(tài)。它主要有電源指示燈、乘員門(mén)窗電路指示燈和駕駛員側(cè)門(mén)窗升降狀態(tài)指示燈幾種。電源指示燈的點(diǎn)亮或熄滅表示電源電路的通斷。即門(mén)窗電路導(dǎo)通時(shí)，電源指示燈點(diǎn)亮，電源斷開(kāi)時(shí)指示燈熄滅。當(dāng)接通窗鎖開(kāi)關(guān)時(shí)，乘員門(mén)窗電路指示燈點(diǎn)亮，斷開(kāi)時(shí)熄滅。工作原理（1）駕駛員操縱。當(dāng)駕駛員按下主開(kāi)關(guān)相應(yīng)的前乘員車窗上升開(kāi)關(guān)時(shí)，其電流由蓄電池的正極易熔線斷路器主繼電器主開(kāi)關(guān)前乘員開(kāi)關(guān)左觸點(diǎn)電動(dòng)機(jī)斷路器乘員開(kāi)關(guān)的右觸點(diǎn)窗鎖開(kāi)關(guān)搭鐵蓄電池的負(fù)極，構(gòu)成閉合回路。 （2）乘員操縱。乘員接通前乘員車窗上升開(kāi)關(guān)時(shí)，其電流由蓄電池的正極易熔線斷路器乘員開(kāi)關(guān)左觸點(diǎn)電動(dòng)機(jī)斷路器乘員開(kāi)關(guān)的右觸點(diǎn)窗鎖開(kāi)關(guān)搭鐵蓄電池的負(fù)極，構(gòu)成了

14、閉合電路。電動(dòng)車窗控制電路別克凱越電動(dòng)門(mén)窗電路桑塔納2000電動(dòng)車窗電路別克新世紀(jì)電動(dòng)車窗案例所有的車窗都不能工作（圖）1)將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)切換到RUN位置。用測(cè)試燈，從主開(kāi)關(guān)接頭的背面，在地線和黃色導(dǎo)線之間進(jìn)行測(cè)試。如果測(cè)試燈變亮，進(jìn)行下一步。如果測(cè)試燈不亮，維修主開(kāi)關(guān)和儀表板保險(xiǎn)絲盒內(nèi)電動(dòng)車窗斷路器之間連接不良或開(kāi)路的電路。重新檢查系統(tǒng)的工作。 2）用測(cè)試燈，從主開(kāi)關(guān)接頭的背面，在黑色導(dǎo)線和黃色導(dǎo)線之間進(jìn)行測(cè)試。如果測(cè)試燈變亮，檢查主開(kāi)關(guān)上是否有連接不良的地方。進(jìn)行必要的維修，并重新檢查系統(tǒng)的工作。如果連接正常，更換主開(kāi)關(guān)，并重新檢查系統(tǒng)的工作。如果測(cè)試燈不亮，維修主開(kāi)關(guān)和地線之間的黑色導(dǎo)線中開(kāi)

15、路的地方。參見(jiàn)下圖，重新檢查系統(tǒng)的工作狀況電動(dòng)天窗圖二、電動(dòng)天窗、天窗、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)雙向、電子控制系統(tǒng)、繼電器、開(kāi)關(guān)電子控制系統(tǒng)ECU是一個(gè)數(shù)字控制電路，并設(shè)有定時(shí)器、蜂鳴器和繼電器等。其作用是接受開(kāi)關(guān)輸入的信息，通過(guò)數(shù)字電路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，確定繼電器的動(dòng)作，以控制天窗開(kāi)閉。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是用來(lái)執(zhí)行駕駛員的指令，使天窗進(jìn)行開(kāi)閉。由電動(dòng)機(jī)、齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、滑動(dòng)螺桿、天窗機(jī)構(gòu)等組成。天窗機(jī)構(gòu)接納滑動(dòng)螺桿傳來(lái)的動(dòng)力，通過(guò)后枕座、連桿使導(dǎo)向銷在托架固定的幾何形狀槽內(nèi)沿導(dǎo)向槽的軌跡滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)天窗理想的開(kāi)閉動(dòng)作。 電動(dòng)天窗是由永磁式直流電動(dòng)機(jī)控制自動(dòng)開(kāi)閉和調(diào)節(jié)位置的車頂天窗。它的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)較電動(dòng)玻璃門(mén)窗復(fù)雜。永磁式直流電動(dòng)機(jī)經(jīng)蝸輪、蝸桿減速后，通過(guò)天窗驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)開(kāi)關(guān)天窗和調(diào)節(jié)車頂天窗開(kāi)啟角度。圖13表示了