汽车辅助电气设备结构及工作原理

汽车辅助电气系统汽车辅助电气系统汽车刮水系统汽车车窗清洁装置汽车电动车窗汽车电动座椅汽车电动后视镜为了提高车辆的安全性和舒适性，现今汽车上普遍使用了许多辅助电器设备。一、汽车电动刮水系统1.电动雨刮作用驾驶员视线受到很大影响，严重危及行车安全。使用风窗刮水器刮水器的作用：清扫风窗玻璃上的雨水、雪或尘土，保证汽车在雨天或雪天时，驾驶员有良好的视线，确保行驶安全。2.刮水器的布置形式3.汽车雨刮系统的结构汽车雨刮系统由：直流电动机、蜗轮箱、曲柄、连杆、摆杆、刮水片等组成。图1电动刮水器1、5—刮片架2、4、6—摆杆3、7、8—连杆9—减速蜗轮10—蜗杆11—电动机12—底板3.雨刮电机的结构永磁式雨刮电机：永久磁铁、电枢转子、三个电刷、蜗杆、塑料蜗轮、回位装置（包括导电铜环、触点臂与触点）等组成。图2永磁式电动机的构造1—电枢2—永久磁铁磁极3—蜗杆4—蜗轮5—自动停位滑片图3三刷电动机变速原理4、刮水器变速原理它能保证刮水器开关在任何时候断开时，使刮水片自动停止在风窗玻璃的底部。它由装在减速机构端盖上的自动复位触片6、7和嵌在减速蜗轮上的自动复位滑片8、9组成。滑片8与壳体绝缘，而滑片9则直接搭铁，触片6、7靠自身弹力保持与自动复位滑片8、9接触。5、电动刮水器自动复位装置图4永磁式双速刮水器控制线路1—蓄电池2—电源开关3—熔断丝4、10、11—电刷5—永久磁铁6、7—自动复位触片8、9—自动复位滑片12—刮水器开关13—电枢汽车刮水器具有自动间歇刮水功能，将刮水开关拨至间歇工作挡位，刮水器便在间歇继电器的控制下，按每停止2s～12s刮水一次的规律自动停止和刮拭，使风窗洁净，驾驶员获得良好的视野。间歇继电器有机械式和电子式两大类，原理各不相同。6、自动间歇刮水功能机械式间歇继电器，刮水器开关有0、I、Ⅱ、Ⅲ四个挡位，其中0挡为停止挡，I挡为间歇挡，Ⅱ挡为低速挡，Ⅲ挡为高速挡。间歇继电器由时间继电器、一对常开触点A和一对常闭触点B组成。间歇工作原理如下。图5间歇刮水器实例当刮水器开关拨至I挡时，刮水器间歇继电器中的时间继电器通电，电路为：蓄电池正极→总熔断器（60A）→电流表→熔断器（10A）→间歇继电器“+”接线柱→时间继电器线圈、触点→间歇继电器“9”接线柱→刮水器开关内部触点→搭铁→蓄电池负极。时间继电器线圈产生吸力，将动合触点A闭合，动断触点B打开。此时电动机通过间歇继电器构成回路，电路为：蓄电池正极→总熔断器（60A）→电流表→熔断器（10A）→刮水电动机电刷“+”→电枢绕组→电刷“−”→刮水器开关内部触点→间歇继电器接线柱10→动合触点A→刮水器开关→搭铁→蓄电池负极。电动机低速运转，带动刮水片工作。间歇继电器中的时间继电器线圈因通电发热变形，逐渐使触点张开而断电，在弹簧的作用下动合触点A被打开，动断触点B又闭合。如果此时自动停位触点处于自动停位器的搭铁铜片上，电动机不因继电器线圈断电而停止工作，此时电路为：蓄电池正极→总熔断器（60A）→电流表→熔断器（10A）→刮水电动机电刷“+”→电枢绕组→电刷“−”→刮水器开关内部触点→间歇继电器接线柱10→动断触点B→间歇继电器接线柱P→自动停位器搭铁片→搭铁→蓄电池负极。当电动机转到图示所在位置时（即自动停位器的电源触点和自动停位触点处在同一铜片上）时，间歇继电器接线柱P的搭铁电路断开，刮水电动机电路被切断，电动机便停止工作。但由于机械惯性，电动机瞬间还会转动，因而电动机以发电机运行而产生制动，迫使电动机立即停止转动，使刮水片正好处于玻璃下方。几s间歇后，时间继电器线圈因温度降低恢复变形，使触点又重新接通，刮水电动机又开始工作。如此反复循环，构成了刮水电动机的间歇工作。当刮水器拨至Ⅱ、Ⅲ挡时，电动机的转速直接由刮水开关控制，刮水开关内部I挡的触点与搭铁断开。只有将刮水开关拨至0、I挡时，自动停位器才起作用。7、刮水器故障的诊断与检测1．故障分析刮水器常见故障包括各挡都不工作、个别挡位不工作、雨刷不能停在正确位置等。①刮水器各挡都不工作。故障现象：接通点火开关后，刮水器开关无论置于哪一挡位，刮水器均不工作。主要原因：熔断器烧断；刮水电动机或刮水器开关有故障；机械传动部分故障；线路断路或插接件松脱。诊断与排除：首先检查熔断器是否熔断，插接件是否松脱，线路有无断路；然后检查开关是否正常；最后检查电动机及机械传动部分。②个别挡位不工作。故障现象：接通点火开关后，刮水器个别挡位（低速、高速或间歇挡）不工作，其余正常。主要原因：刮水电动机或开关有故障；间歇继电器有故障；线路断路或插接件松脱。诊断与排除：如果是高速或低速挡不工作，可先检查该挡位对应的线路是否正常；开关是否正常；最后检查电动机电刷。如果是间歇挡不工作，应检查刮水器开关的间歇挡、所在线路及间歇继电器是否正常。③雨刷不能停在正确位置。故障现象：开关断开或间歇工作时，雨刷不能停在风窗底部。主要原因：自动停位装置损坏；刮水器开关损坏；刮水臂调整不当；线路连接错误。诊断与排除：首先检查刮水臂的安装是否正确；开关线路连接是否正确；最后检查自动停位机构的触片和滑片接触是否良好。二．风窗清洗装置（1）作用向风窗表面喷洒专用清洗液或水，在刮水片配合下，保持风窗表面洁净。（2）组成它由储液罐、清洗泵、输液管、喷嘴、清洗开关等组成。（3）工作原理风窗清洗装置电路比较简单，一般和电动刮水器共用一个保险丝。有的汽车清洗开关单独设置安装，有的则和刮水器开关组合在一起，便于操作。风窗玻璃洗涤器工作原理3．风窗除霜（雾）装置（1）作用为了防止水蒸气在风窗玻璃上凝结，设置风窗除霜（雾）装置，需要时可以对风窗玻璃加热。（2）组成和原理在装有空调或暖风装置的汽车上，可以通过风道向前面及侧面风窗玻璃吹热风以加热玻离，防止水分凝结。对后风窗玻璃的除霜，常常是利用电热丝加热实现的。图7风窗除（雾）装置1—蓄电池2—点火开关3—熔断丝4—除霜器开关及指示灯5—除霜器（电热丝）二、电动后视镜1.电动后视镜的作用后视镜是汽车必备的安全装置之一，目前的中、高档轿车大多采用电动后视镜，驾驶员可通过控制开关来调整后视镜的角度，以达到观察车后情况的最佳位置。2.电动后视镜的种类和功用分类方式类型特点安装位置按安装位置不同内后视镜用于驾驶员观察车内部情况或者透过后门窗观察汽车后方的道路状况一般装在驾驶室内的前上方外后视镜用于驾驶员观察道路两侧后方情况一般装在车门或者前立柱附近3．组成电动车窗主要由车窗升降器、电动机、开关等组成。车窗升降器有两种形式。一种是用齿扇来实现换向作用。另一种换向器是使用柔性齿条和小齿轮。电动后视镜主要由永磁式电动机、传动机构和控制开关等组成。每个后视镜都有两套驱动装置，由电动后视镜开关进行操纵，其中一个电动机和传动机构用于后视镜水平方向的转动，另一个电动机和传动机构则用于后视镜垂直方向的转动。图10电动车窗齿扇式升降器1—电缆接头2—电动机3—齿扇4—推力杆图11电动车窗齿条升降器1—齿条2—电缆接头3—电动机4—小齿轮5—定位架3．基本工作原理及实例（1）基本工作原理不同汽车所采用的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搭铁和电动机搭铁两种。电动机不搭铁的控制电路如图所示。图12电动机不搭铁的电动车窗控制电路1—右前车窗开关2—右前车窗电动机3—右后车窗开关4—右后车窗电动机5—左前车窗电动机6—左后车窗电动机7—左后车窗开关8—驾驶员主控开关组件图13电动机搭铁的电动车窗控制电路1—驾驶员主控开关组件2—右前车窗开关3—右前车窗电动机4—左前车窗电动机四、电动座椅1．作用为了提高驾驶员和乘客的舒适性，许多汽车安装了电动座椅（又称自动座椅），即用电动机调整的座椅。对轿车舒适性的评价多是通过座椅感受的，所以轿车上配备的电动座椅必须要满足便利性和舒适性两大要求。1.电动座椅的作用电动座椅是利用电动机的动力调整座椅的前后位置和靠背的倾斜度，自动适应不同体型的驾驶员与乘员的乘坐舒适性要求。驾驶员通过按键操纵，既可以将座椅调整到最佳的位置上，以获得最好视野，得到易于操纵方向盘、脚踏板、变速杆等操纵件的便利还可以获得舒适和最习惯的乘坐角度。电动座椅还具有加热功能，在冷天可使乘坐更加舒适。由于座椅还起到车厢装饰的作用，因此座椅面料的颜色要与车厢的总色调配合一致。一些中高档轿车的电动座椅还具有记忆功能，除了能改变座椅的前后和高低、靠背斜度及头枕的位置外，还能在存储座椅位置的若干个数据，只要乘员一按按钮，就能调出各个座椅的位置。2.电动座椅的分类按照座椅电机的数目和调节方向数目的不同，电动座椅有四方向、六方向、八方向。更先进的电动座椅功能更加完善，可具备座椅的前后调节、上下调节、座位前部的上下调节、靠背的倾斜调节、侧背的倾斜调节、侧背支撑调节、腰椎支撑调节、靠枕的上下、前后调节等多向可调等。2．组成电动座椅由座椅开关、电动机、传动和执行机构、控制装置等组成。3．基本工作原理及实例（1）基本工作原理电动座椅最普通的形式是使用三个电动机实现座椅六个不同方向的位置调整：上、下、前、后、前倾、后倾。图17电动座椅的电路原理图M1—前高度电动机M2—前后移动电动机M3—后高度电动机F—保险丝五、电动后视镜1．作用为了便于驾驶员调整后视镜的角度，驾驶员在行车时便可方便地对左右后视镜的角度进行随时调节，操作起来十分方便。2．组成电动后视镜主要由调整开关、双电动机、传动和执行机构、外壳及连接件等组成。3．工作原理如图22所示，点画线框内为其控制开关，V33-1和V33-2是右侧后视镜的执行器（两个直流电动机，均可进行正反方向转动），V34-1和V34-2是左侧后视镜的执行器（同右侧）。图22桑塔纳2000型轿车电动后视镜控制电路当点火开关处于“ON”位置时，将后视镜控制开关球形钮旋转，可选择调整左侧后视镜还是右侧后视镜。在控制开关面板上印有L和R，L表示左侧，R表示右侧，中间是停止位置。选择好需调整的后视镜后，只需上、下、左、右摇动开关的球形钮，就可调整后视镜的角度。调整完毕后，可将开关转回中间位置，以防误碰。如图23所示是调整左侧后视镜使之左转的电流方向示意图。图23调整左侧后视镜使之左转的电流方向示意图六、中央集控门锁1．组成中央集控门锁按结构形式的不同，一般有双向空气压力泵式和微型直流电动机式两种；按控制方式不同分为不带防盗系统的中控门锁和带防盗系统的中控门锁。微型直流电动机式中控门锁利用控制直流电动机的正反转来实现门锁的开、关动作，它主要由门锁开关、双向直流电动机、传动机构、执行机构、继电器和导线等组成。2．基本工作原理及实例（1）基本工作原理如图24所示是一种最基本的电动门锁控制电路。它主要由两个门锁开关S1、S2，门锁继电器K，5个双向直流电动机（4个车门及1个行李舱门）、导线和熔丝等组成。图24电动门锁控制电路门锁继电器实际上是由开锁和锁定两个继电器组成，其线圈不通电时，动触点都和搭铁触点接通；通电时动触点与搭铁触点断开，与另一触点接通。通过触点位置的改变，来改变电路及电动机中的电流方向，从而改变电动机的旋转方向，完成对车门的锁定和开锁动作。七、电动天窗汽车车窗也可以开阔视野，也常用于移动摄影摄像的拍摄需求。汽车天窗可大致分为：外滑式、内藏式、内藏外翻式、全景式和窗帘式等。主要安装于商用SUV、轿车等车型上。内藏式天窗外滑式天窗可折叠天窗软顶棚电动天窗遮阳帘系统双面板天窗卡车天窗多功能天窗全景天窗手动天窗通风换气。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。节能。夏天，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2～3倍，而且还节约汽油。除雾。前挡风玻璃容易形成雾气，打开车顶天窗至后翘通风位置，可轻易消除前挡风玻璃的雾气，保证行车安全。1.电动天窗的作用2.电动天窗的分类内藏式天窗：滑动总成置于内饰与车顶之间的天窗。其优点是天窗开口大，外型简洁美观。外掀式天窗：具有体积小、结构简单的优点，还有手动和电动两种分类。