挡风玻璃雨刮器的功能是清除挡风玻璃上的雨、雪或灰尘,以确保驾驶员有良好的视野。
挡风玻璃雨刷的组成及工作原理
挡风玻璃雨刷器分为前挡风玻璃雨刷器和后挡风玻璃雨刷器。由于驱动装置不同,雨刮器分为真空式、气动式和电动式三种。目前,电动雨刮器广泛应用于车辆。
电动雨刮器主要由直流电机、蜗轮箱、曲柄、连杆、摆杆和雨刮片组成,如图4-80所示。
通常,电机和蜗轮箱组合形成雨刮器电机组件。曲柄、连杆和摆杆将蜗轮的旋转运动转化为摆臂的往复摆动,使摆臂上的雨刮片实现雨刮动作。.
雨刮器电机
刮水器电机有两种类型:绕线式和永磁式。永磁雨刷电机体积小、重量轻、结构简单、应用广泛。
(1)雨刮电机结构
永磁雨刷电机主要由外壳、磁体组件、电枢、电刷安装板、复位开关、输出齿轮和蜗轮、输出臂等组成。如图4-81所示。
(汽车维修技术网原创)
电机电枢通电后开始转动,蜗轮带动蜗轮,蜗轮带动摇臂转动,摇臂使拉杆往复运动,从而带动雨刮片左右摆动. 如图 4-82 所示。
(2)雨刮电机的变速原理
为满足实际使用要求,雨刮电机具有低速、高速、间歇三个档位,并且在雨刮结束后随时可以使雨刮片回到挡风玻璃底部,即自动重置。
永磁雨刷电机采用3个电刷改变正负电刷之间的串联线圈数量,实现变速。它的工作原理是:
如图4-83a所示,雨刮电机工作时,电枢内所有小线圈同时产生反电动势,每个小线圈产生相等的反电动势,电动势的方向与电枢电流的方向。为了使电枢旋转,施加的电压必须克服反电动势的影响。
当电机转速增加时,反电动势增大,只有当外加电压与反电动势相等时,电枢转速才能稳定。
三刷永磁雨刷电机工作时,电枢绕组产生的反电动势方向如图4-83b所示。当雨刷开关拨至L低速时,电刷B1和B3之间施加电池电压,在电刷B1和B3之间的两个并联支路中,每个支路有四个串联线圈,反电动势的大小为等于分支中反电动势的大小。由于外加电压需要平衡4个线圈产生的反电动势,电机转速低;
当雨刷开关打到H高速时,电刷B2和B3之间施加电池电压。线圈 1、2、3、4 和 8 位于同一分支中。线圈 8 和线圈 1、2、3 和 4 的反电动势方向相反。它们相互抵消后,每个分支变成3个线圈。由于电机内部的磁场方向和电枢的旋转方向没有改变,因此每个线圈中的反作用力的方向与低速时的方向相同。但是,施加的电压只需要平衡3个线圈产生的反电动势,因此电机的速度会增加。
雨刮电机控制电路及自动复位原理
图 4-84 所示为铜环刮水器的控制电路。雨刮器开关有3个位置,可以控制雨刮器的速度和自复位。0档为复位档,I档为低档,II档为高档。四个端子分别接复位装置、电机低速电刷、地、电机高速电刷。复位装置在减速蜗轮上嵌有铜环。铜环分为两部分,与电机外壳相连(接地)。接触臂由磷青铜或其他弹性材料制成,一端铆接有触点。由于接触臂的弹性,当蜗轮转动时
当触点与蜗轮端面上的铜滑环保持接触时。
当雨刷开关在“Ⅰ”位置时,电流从蓄电池正极→电源开关→保险丝→电刷B3→电枢绕组→电刷B1→雨刷开关端子②→触点片→雨刮器开关端子③→接地→蓄电池负极。电机低速运行。
当雨刮开关在“Ⅱ”档时,电流从蓄电池正极→电源开关→保险丝→电刷B3→电枢绕组→电刷B2→雨刮开关端子④→接触片→雨刮开关端子③→接地→电池负极。电机高速运转。
当雨刮开关回到“0”位置时,如果雨刮片没有停在规定位置,由于触点与铜环接触,电流继续流入衔铁。电路为:蓄电池正极→电源开关→保险丝→电刷B3→电枢绕组→电刷B1→端子②→接触片→端子①→接触臂→铜环→地。此时,电机低速运转,直到蜗轮转动到预定位置,即接触臂3、5都与铜环7接触。此时电机电枢绕组短路。但是,如果电枢由于惯性不能立即停止,则电枢绕组通过接触臂和铜环形成回路,
雨刮电机间歇控制
现代汽车雨刮器都装有电子间歇控制系统,使雨刮器按一定的周期停止和擦拭,这样在小雨或雾天行驶时,不会在玻璃上形成粘性表面,使驾驶员可以获得更好的视线。
电动雨刮器的间歇控制可分为可调式和不可调式。
不可调间歇控制电路如图4-85所示,其工作过程如下:
当雨刮器开关处于间歇位置时(开关在“0”位置,间歇开关闭合),电源会通过自动复位开关对电容C充电。电路为:电池“+”→电源开关→保险丝→自动复位开关常闭触点(上)→电阻R1→电容C→地→电池“-”,随着充电时间的增加,电容两端的电压逐渐升高增加。
当电容C两端的电压上升到一定值时,晶体管T1和T2依次由截止到导通,从而导通继电器励磁线圈的电路。电路为:电池“+”→电源开关→保险丝→电阻R5→晶体管T2→继电器励磁线圈→间歇雨刷开关→接地→电池“-”。
在电磁力的作用下,继电器的常闭触点打开,常开触点闭合,从而导通雨刮电机电路。电路为:电池“+”→电源开关→保险丝→B3→B1→雨刮器继电器常开触点→接地→电池“-”,此时电机将低速运行。
当复位装置接通自动复位开关的常开触点(底部)时,电容C通过二极管D,自动复位装置的常开触点迅速放电。此时雨刮电机的通电电路不变,电机继续转动。. 随着放电时间的增加,晶体管T1的基极电位逐渐降低。
当三极管T1的基极电位下降到一定值时,T1和T2由导通转为截止,从而切断继电器励磁线圈的电路,继电器复位,常开触点断开,常开触点断开。闭合触点闭合。
此时,由于自动复位开关的常开触点处于闭合状态,电机将继续转动。电路为:电池“+”→电源开关→保险丝→B3→B1→继电器常闭触点→接地→电池“-”。只有当雨刮片回到原位(不影响驾驶员视线位置)时,自动复位开关的常开触点断开,常闭触点闭合,电机才能停止转动。然后电源将再次对电容器C充电,重复上述过程。雨刮器的间歇动作。
可调间歇控制电路是指雨刮器的控制电路根据降雨量的大小自动开启和关闭汽车前后雨刮器的使用方法,间歇时间自动调节。
图 4-86 显示了雨刮器自动开关和速度控制电路。
电路中,S1、S2、S3为安装在挡风玻璃上的流量检测电极。雨滴落在两个检测电极之间,其电阻相应减小。流量越大,阻力越小。
S1和S3的距离比较近,因此晶体管T1先导通,继电器J1得电,在电磁吸力的作用下,P点闭合,雨刮电机低速运转。当雨量增加时,S1和S2之间的电阻减小,使三极管T2也导通,于是继电器J2得电,在电磁吸力的作用下,A点断开,B点接通,雨刮电机高速运行。
当雨停时,检测电阻之间的阻值增大,三极管T1和T2截止,继电器复位。雨刮器电机自动停止工作。
挡风玻璃清洗器
挡风玻璃清洗装置与雨刮器配合使用,使汽车的雨刮器能够更好地完成雨刮工作,获得更好的雨刮效果。
挡风玻璃清洗器的组成
如图4-87所示,挡风玻璃清洗装置主要由储液罐、清洗泵、输液管、喷嘴组成。
冲洗泵一般由永磁电机和离心叶片泵组装而成,喷射压力可达70~88KPa。
洗涤泵一般直接安装在储液罐上,在离心泵的进口处设置过滤器。清洗泵的喷嘴安装在挡风玻璃下方,可根据使用情况调整喷嘴方向。洗涤泵的连续工作时间不应超过1min。对于雨刮器和清洗器分开控制的汽车,应先打开清洗泵,然后再打开雨刮器。喷水停止后,雨刮器应继续刮3~5次,以达到良好的清洁效果。
常用的洗涤液为硬度不超过的水。
为了刮掉挡风玻璃上的油、蜡等,可以在水中加入少量的清洁剂和防锈剂。强力清洁剂有很好的去污效果,但会使挡风玻璃密封条和雨刷条变质,还会造成车身油漆变色和储液罐、喷嘴等塑料件开裂。冬季使用洗涤塔时,为防止洗涤液结冰,应加入甲醇、异丙醇、乙二醇等防冻剂,并加入少量洗涤剂和防锈剂,形成低温洗涤。液体,可使凝固温度降至-20℃以下。冬季不使用洗衣机时,应将洗涤管内的水倒掉。
挡风玻璃雨刮器电路,如图4-88所示为桑塔纳汽车雨刮器电路。
桑塔纳汽车雨刮器控制开关有5个档位,分别是复位停止档、间歇档、低档、高档和点动档。通常的标记是:F 表示间歇档,LO 表示低档,HI 表示高档。
它的工作原理如下:
将点火开关转至“ON”,将电路从电池连接到中间继电器的励磁线圈。电流路径为:蓄电池“+”→点火开关30端子→点火开关X端子→中间继电器励磁线圈→接地→蓄电池“-”。在电磁吸力的作用下,中间继电器的触点闭合,为雨刮电机工作做准备。
当雨刮器控制开关置于F档时,蓄电池通过雨刮器开关和间歇继电器的常闭触点为雨刮器电机供电,其电流路径为:
电池“+”→中间继电器触点→熔断器S11→雨刷开关53a端子→雨刷开关53端子→间歇继电器常闭接点→电刷B1→电刷B3→接地→电池“-”。此时电机低速运转。当手离开雨刮器开关时,开关会自动回到“0”位置。如果此时雨刮片处于影响驾驶员视线的位置,则自动复位装置的常闭触点打开,常开触点闭合,电流继续流过雨刮电机衔铁。
电流路径为:电池“+”→中间继电器触点→熔断器S11→复位装置常开触点→雨刷开关53e端子→雨刷开关53端子→间歇继电器常闭接点→电刷B1→电刷B3→→接地→电池 ”-”。因此,直到雨刮片位于挡风玻璃下端,电机仍以低速运转。
当雨刮器控制开关置于 1 档时,雨刮器电机低速运行。它当前的路径是:
电池“+”→中间继电器触点→熔断器S11→雨刷开关53a端子→雨刷开关53端子→间歇继电器常闭接点→电刷B1→电刷B3→接地→电池“-”。
刮水器开关拨到 2 时,刮水器电机高速运转。
它当前的路径是:
电池“+”→中间继电器触点→熔断器S11→雨刮器开关53a端子→雨刮器开关53b端子→电刷B2→电刷B3→接地→电池“-”。
当雨刮器开关移动到 j 位置时,电子间歇继电器开始工作。它的触点不断地打开和关闭。当间歇继电器的常闭触点打开,常开触点闭合时汽车前后雨刮器的使用方法,电池到电机的放电电路为:
电池“+”→中间继电器触点→熔断器S11→间歇继电器常开触点→电刷B1→电刷B3→接地→电池“-”,电机低速运行。当间歇继电器断电,其触点复位(常闭触点闭合,常开触点断开)时,电机停止运行。
当洗涤开关打开时(将刮水器开关向上拨),洗涤泵控制电路接通,其电流通路为:
电池“+”→中间继电器触点→熔断器S11→洗涤开关→洗涤泵V5→接地→电池“-”。位于引擎盖上的两个喷嘴同时将清洗液喷射到挡风玻璃上。同时,雨刮间歇继电器的控制电路也导通,其电流通路为:
电池“+”→中间继电器触点→熔断器S11→清洗开关→雨刮器间歇继电器→接地→电池“-”。然后雨刮电机工作,带动雨刮片刮掉潮湿的灰尘和污垢。
当驾驶员松开手柄时,开关自动返回原位,清洗泵控制电路被切断,喷嘴停止喷射清洗液,雨刮电机将雨刮片停在挡风玻璃下方自动复位开关启动后。
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