汽车电器电子教案第11讲.doc

汽车电器电子教案第11讲
电子教案
主讲教师：楚晓华
章 节
（第11讲）
第六章 附属设备
第一节 电动刮水器与清洗器
第二节 电动摇窗机
课时
2
授课班级
05级1、2、5、6、7班
授课日期
2008-3-18
教学目的
掌握电动刮水器的组成,掌握常见车型电动刮水器与洗涤器电路，风窗玻璃防冰霜装置的组成和工作原理,电动车窗组成和工作原理，电动天窗组成和工作原理。
教学重点
掌握电动刮水器的组成,掌握常见车型电动刮水器与洗涤器电路，风窗玻璃防冰霜装置的组成和工作原理，电动车窗电动天窗组成和工作原理。
教学难点
电动刮水器的控制原理
教学手段
讲授、多媒体、自学
作业
思考题与习题 3—1、3—2、3-4、3—5
主要参考书目及网络资源
《汽车电器与电子技术》，孙仁云 付百学编著，机械工业出版社，2007年1月

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组织教学
复习上讲的内容，导入本堂教学
　第一节 电动刮水和清洗器
　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。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，还有自动回位的功能。
　　（一）电动刮水器的组成
　　如图7－1所示,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4，涡轮4带动摇臂6旋转，摇臂6使拉杆往7复运动，从而带动刮水片左右摆动.

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，被广泛采用。
　　(二)永磁式电动刮水器
　　图7—2所示为美国福特公司采用的永磁式电动刮水器的电动机结构。

为了实现电动机的高、低速档位工作，永磁式电动机一般采用三刷式电动机,其工作原理如图7-3所示。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，电动势的方向如图中所示。

当开关S拨到低速档L时，在两个电刷B1、B3之间有两条并联支路，各有3个线圈，反电动势方向如图。当开关S拨到高速档H时,在两个电刷B2、B3之间也有两条并联支路，一个支路有2个线圈串联，另一个支路有4个线圈串联，但其中一个线圈的反电动势方向与另三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，重新达到电压平衡，这样永磁式电动刮水器就得到了高、低速不同的工作档位。
　　为了不影响驾驶员的视线，要求刮水器能自动复位，即不论在什么时候关闭刮水器开关,刮水片都能自动停在风窗玻璃的下部。图7-4为刮水器自动复位装置的原理图,其工作原理如下：

当电源开关接通时，把刮水器开关拉到“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。
当刮水器开关拉到“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。
　　当刮水开关推到“0”档时，如果刮水器的刮水片没有停在规定的位置，则电流经蓄电池正极→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.与此同时,电动机电枢由于惯性而不能立刻停下来，电枢绕组通过触点臂3、5与铜环7接触而构成回路，电枢绕组产生感应电流，因而产生制动扭矩，电动机迅速停止转动,使刮水器的刮水片停止在规定的位置。
（三) 常见车型电动刮水器与洗涤器电路
　　如图7—5所示为奥迪轿车电动刮水器与洗涤器电路图。

　　奥迪轿车刮水器电动机是永磁式直流电动机.洗涤器由微型永磁直流电动机、离心式水泵、喷嘴、贮液罐和水管五部分组成，电动机与水泵一体，如图7-6所示，这个总成安装在贮液罐内。其工作原理如下：

　　1．低速档
当刮水器开关位于档位“1"时，电流由蓄电池正极→卸荷继电器→熔断丝→刮水器开关53a和53→刮水器电动机53→搭铁，此时刮水器电动机低速档工作.
2．高速档
　　当刮水器开关位于档位“2”时，电流由蓄电池正极→卸荷继电器→熔断丝→刮水器开关53a和53→刮水器电动机53b→搭铁,此时刮水器电动机高速档工作.
　　3．自动停机复位
　　当刮水器开关位于“0"档时，若此时刮水片没有回到规定位置,则刮水器电动机自动复位开关触点S3与S5相接,电流由蓄电池正极→卸荷继电器→熔断丝→刮水器电动机53a、S5和31b间歇控制器的31b、常闭触点S2和53e→刮水器开关53e和53→刮水电动机53→搭铁，电动机仍继续旋转，直到刮水片到达规定位置时，复位开关中的触点S3与S5断开而与S4接通,电动机被短路,产生制动转矩，刮水器回到规定的位置。
　　4．间歇档
　　当刮水器开关位于“I”档时,三极管VT导通，间歇控制器中的触点S2打开、S1闭合，电流由蓄电池正极→卸荷继电器→间歇控制器接线柱15、触点S1、接线柱53e→刮水器开关53e和53→刮水器电动机53→搭铁,此时刮水器以低速档工作。
　　当刮水器到达规定位置时，复位开关中触点S3与S4接通，即S3搭铁，使间歇控制器中31b为低电位,C点电位下降,三极管VT截止，间歇控制器触点K1断开，刮水器电动机停止工作。此时C2处于放电状态，随着放电过程的进行,C点电位升高，三极管VT又导通,刮水器电动机再次以低速工作.
　　可见，C2的不断充电、放电，三极管VT就会导通截止反复翻转，如此形成间歇刮水过程。刮洗时间为2～4s，间歇时间为4～6s.
　　5．点动档
　当刮水器开关位于“TiP”档时，刮水器电动机低速工作，松开刮水器开关手柄，开关自动跳回“0”档，刮水器在复位开关的作用下,回到规定的位置。
　　6．风窗洗涤
　　当刮水器开关位于“Wa”档时，风窗洗涤器和刮水器同时工作.洗涤器电机的电路为：蓄电池正极→卸荷继电器→熔断丝→刮水器开关53a和53c→洗涤器电动机→搭铁，于是洗涤器电动机带动水泵运转,将洗涤液喷洒到风窗玻璃上。与此同时，通过间歇控制器53C接柱，使得间歇控制器工作,刮水器电动机间歇档工作.
　　在此档位工作，当松开刮水器开关手柄时，刮水器开关自动回到“0”档
二、风窗玻璃防冰霜装置
在气温较低的环境中，风窗玻璃内侧易结冰霜,通常是采用加热的方法将其除去。前风窗玻璃一般采用暖风加热，而后风窗玻璃通常采用电热线加热的方法除霜，其中电热线由镀在后风窗玻璃的内表面多条金属导电膜制成.有些车辆以相同的电路加热外后视镜.
　　因除霜系统耗电很大（30A以上）,所以系统采用了定时电路。图7－7为LS400轿车风窗除霜系统电路图,其工作过程如下：

　　当接通除霜器开关后，除霜器开关使除霜继电器的磁化线圈搭铁，继电器触点闭合,风窗玻璃及后视镜上的电热丝通电发热，使冰霜受热蒸发。除霜器开关中的时间继电器维持除霜继电器导通10－20min，然后自动切断除霜继电器的电路，使电热丝断电。若想继续除霜，可再次接通除霜开关.
第二节 电动摇窗机
一、电动车窗
电动车窗,是指以电为动力使门窗玻璃自动升降的门窗。它是由驾驶员或乘员操纵开关接通门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，使门窗玻璃按要求进行升降。其优点是操作简便，有利于行车安全。
电动车窗系统组成：
１、车窗
２、车窗升降器
３、电动机　双向
４、继电器
５、开关
电动车窗特点：
1）每个车窗都装有一个电动机 通过开关控制其电流方向，使车窗玻璃实现上升或下降。
2）一般有两套控制开关
①主开关:仪表板或侧车门扶手上（驾驶员）
②分开关:在每个乘客门上.
主开关上装有断路装置，其断开时，分开关不起作用
3)装有一个或多个热敏开关，防电路过载
4）有的专门装有一个延迟开关
使点火开关断开后仍能提供电源以供关闭车窗（10min内)
电动玻璃升降器

电动玻璃升降器

电动玻璃升降器

凌志LS400轿车

电动门窗控制电路它主要由电源、易熔线、断路器、主继电器、开关、电动机和指示灯组成。
1．断路器
电路或电动机内装有一个或多个热敏断路器,用以控制电流，防止电动机过载.当车窗完全关闭或由于结冰等原因使车窗玻璃不能自如运动时，即使操纵开关没有断开，热敏开关也会自动断路。
2．主继电器
主继电器的作用是接通或断开门窗电路。当接通点火开关电路时，同时也接通了主继电器的线圈电路,主继电器接通门窗的电路。当关断点火开关时，主继电器同时也断开门窗的电路，以防损坏电气组件和发生意外。
3．开关
开关用来控制门窗玻璃升降。一般电动门窗系统都装有两套控制开关。一套装在仪表板或驾驶员侧车门扶手上（即方便于驾驶员操纵的位置）,为主开关,它由驾驶员控制每个车窗的升降.另一套分别装在每一个乘员的车门上,它为分开关，可由乘员操纵.一般在主开关上还装有窗锁开关。如果将其断开，则分开关就不起作用。
有的车上还专门装有一个延迟开关，在点火开关断开后约10min内，或在打开车门以前，仍有电源提供,使驾驶员和乘员能有时间关闭车窗.

开关图
4．指示灯
指示灯是用来指示门窗电路的工作状态。它主要有电源指示灯、乘员门窗电路指示灯和驾驶员侧门窗升降状态指示灯几种.电源指示灯的点亮或熄灭表示电源电路的通断。即门窗电路导通时,电源指示灯点亮，电源断开时指示灯熄灭。当接通窗锁开关时，乘员门窗电路指示灯点亮，断开时熄灭。
工作原理
（1）驾驶员操纵。当驾驶员按下主开关相应的前乘员车窗上升开关时，其电流由蓄电池的正极→易熔线→断路器→主继电器→主开关→前乘员开关左触点→电动机→断路器→乘员开关的右触点→窗锁开关→搭铁→蓄电池的负极,构成闭合回路.
（2）乘员操纵.乘员接通前乘员车窗上升开关时,其电流由蓄电池的正极→易熔线→断路器→乘员开关左触点→电动机→断路器→乘员开关的右触点→窗锁开关→搭铁→蓄电池的负极，构成了闭合电路.
电动车窗控制电路

别克凯越电动门窗电路

桑塔纳2000电动车窗电路

别克新世纪电动车窗案例
所有的车窗都不能工作（图)
1)将点火开关切换到RUN位置。用测试灯，从主开关接头的背面，在地线和黄色导线之间进行测试。如果测试灯变亮，进行下一步。＿如果测试灯不亮,维修主开关和仪表板保险丝盒内电动车窗断路器之间连接不良或开路的电路。重新检查系统的工作。
2）用测试灯，从主开关接头的背面，在黑色导线和黄色导线之间进行测试。如果测试灯变亮，检查主开关上是否有连接不良的地方。进行必要的维修，并重新检查系统的工作。如果连接正常，更换主开关，•并重新检查系统的工作。如果测试灯不亮，维修主开关和地线之间的黑色导线中开路的地方。参见下图，重新检查系统的工作状况
电动天窗图

二、电动天窗
１、天窗２、传动机构３、电动机　双向４、电子控制系统５、继电器６、开关
电子控制系统ECU是一个数字控制电路,并设有定时器、蜂鸣器和继电器等.
其作用是接受开关输入的信息，通过数字电路进行逻辑运算，确定继电器的动作，以控制天窗开闭。
执行机构是用来执行驾驶员的指令,使天窗进行开闭。
由电动机、齿轮驱动机构、滑动螺杆、天窗机构等组成。
天窗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。
电动天窗是由永磁式直流电动机控制自动开闭和调节位置的车顶天窗。它的传动机构较电动玻璃门窗复杂。永磁式直流电动机经蜗轮、蜗杆减速后,通过天窗驱动机构来开关天窗和调节车顶天窗开启角度。图13表示了天窗驱动机构的示意。最近，国外出现了用超声波电机替代永磁式直流电动机，以达到小体积(无减速机构）、低速、大力矩的作用。
电动天窗工作原理

配电中心保险8 号为点火开关提供电源，同时通过接点为天窗模块和天窗开关提供常电电源，线路A48 通过接点同时为天窗模块和天窗开关提供工作电源。线路Z1为通过接点同时为天窗模块和天窗开关提供接地.
小结 
本次课主要讲解了电动刮水器、风窗玻璃洗涤器、电子除霜器的结构、工作原理及控制电路,学会分析各个控制电路。

八、总结、布置作业

课后体会

《汽车电器与电子技术》 第 11 页 主讲教师：楚晓华 基础教研室