71汽车电气12月教案(辅助电器-电动刮水器1)

广州南华工贸技工学校《汽车电气设备构造与维修》教案2014—2015学年第1学期课程类型理实一体化课程授课班级汽修131、132授课教师卢元定2014年11月25日1一体化课程教案课程：汽车电气设备构造与维修班级：汽修131，132专业：汽车维修课题名称第七单元汽车辅助电器（电动刮水器1）授课课时2课题目标1.让学生了解和掌握常见汽车电动辅助装置、音响系统及雨刮系统的结构组成、作用及其工作原理。2.让学生了解和掌握汽车风窗刮水器和风窗洗涤器及除霜装置的应用、维护保养及检修。实训课时4合计课时6授课日期12月3日-12月9日教具1.常见汽车电动辅助装置、音响系统及雨刮系统。2.多媒体、实物图文、实车或教学样车。教学重点1.汽车辅助电器系统的结构组成、作用、工作原理。教学难点1.汽车风窗刮水器和风窗洗涤器及除霜装置的应用、维护保养及检修。教学回顾说明除法定假日外，凡涉及中秋、国庆等放假所耽搁的课程，提前或推后择日补回。任课教师签名：卢元定审阅者签名：卢元定日期：2014.12.252教学过程一、组织教学：（5分钟）1.点名，并做好考勤记录。2.按学号或组别安排各组实习岗位。3.安全穿戴检查及强调课堂纪律。二、导入新课：（5分钟）1.简评上一课学习、作业或实训报告完成情况。2.思考问题：常见汽车辅助电器装置有哪些？3.师生互动：学生回答问题，老师注意及时反馈。三、理论新授：（一）风窗刮水器为在各种使用条件下保证挡风玻璃表面干净、清洁，使驾驶员视觉效果良好，在车辆上安装了电动刮水器、风窗清洗装置和除霜装置。1.风窗刮水器的结构及组成(1)电动刮水的组成电动刮水器主要由电动机、减速机构、自动停位器、刮水器开关和联动机构及刮片等组成，机械传动关系如图8-1所示。1-中动机;2-蜗轮兑成;3-底板;4,6-曲柄机构;5、7连杆;8、10-摆杆;9、11-摆臂图8-1电动刮水器刮水器电动机由磁场、电枢、电刷等组成。电动机有绕线式(激磁式)和永磁式两种。永磁式电动机具有体积小，重量轻，结构简单的特点，在大多数汽车上采用。永磁式电动机及减速机构和自动停位器构造如图8-2所示。减速机构采用蜗轮蜗杆，它和自动停位器与电动机制成一体，使其结构紧凑。31-中枢;2-磁极;3-蜗杆;4-蜗轮;5-自动停位滑片图8-2永磁式电动机(2)变速原理永磁式电动机的磁场强弱是不能改变的。为了改变工作速度可采用三刷式电动机，通过三个电刷可以改变正、负电刷之间串联的电枢绕组个数，从而实现变速。其变速原理如图8-3所示。原理如下:.直流电动机旋转时，在电枢绕组内同时产生反电动势，其方向与电枢电流的方向相反;.当电枢转速上升时，反电动势也相应上升;.当电枢电流产生的电磁力矩与运转阻力矩平衡时，电枢的转速趋于稳定。(a)低速旋转(b)高速旋转图8-3刮水器电动机的杏谏原理由于运转阻力矩一定时，电枢稳定运转所需要的电枢电流一定，对应的电枢绕组反向电动势大小就一定。而电枢绕组反向电动势与转速和正、负电刷之间串联的电枢绕组个数的乘积成正比。电枢绕组反向电动势大小一定时，转速和正、负电刷之间串联的电枢绕组个数成反比，正、负电刷之间串联的电枢绕组个数越多，转速越低;反之，正、负电刷之间串联的电枢绕组个数越少，转速越高。其工作过程如下:当刮水器开关K拨至低速挡L时，电源电压加在正、负电刷之间，使其内部形成两条对称的并联支路，一条支路由1,2,3,4四个绕组串联组成，另一条支路由5,6,7,8四个绕组串联组成。由于各线圈反向电动势方向相同，相当于4对绕组串联，电动机以较低转速稳定旋转。当刮水器开关K拨至高速挡H时，电源电压加在负电刷与偏置电刷之间。从图中可以看出电枢绕4组的一条支路由1,2,3,4,8五个绕组串联，另一条支路由5,6,7三个绕组串联，其中绕组8与绕组1,2,3,4的反电动势方向相反。互相抵消后，相当于只有三对绕组串联。因而只有转速升高，使反电动势达到与运转阻力矩相对应的值，才能形成新的平衡。2.工作过程(1)自动(停机)复位控制自动停位器使刮水器开关在任何时候断开时，刮水片能自动停止在风窗玻璃的底部。自动停位器的组成和电路连接如图8-4所示。通过将刮水器开关12置于不同的挡位，可实现刮水器的低速运转、高速运转及停机复位等功能。1-蓄中池;2-电源开关;3-熔断器;4,10,11-电刷;5一永久磁铁;6,7-自动复位触片;8,9-自动复位滑片;12-刮水器开关图8-4自动停位器的组成和电路连接当舌q水器开关12置于0档时，如果舌q水片没有停到适当位置，则自动复位开关触片7与滑片9接触，电路为蓄电池正极→电源开关2→k断器3→电刷4→电枢绕组→电刷10→刮水器开关12→自动复位触片7→滑片9→搭铁→蓄电池负极，维持刮水器电动机电路接通，以低速运行。当刮水片摆到适当位置后，自动复位触片7与自动复位滑片9脱开，切断电动机的搭铁线。电动机断电相当于发电机减速运行，为了使其尽快停止，通过自动复位滑片8将自动复位触片6,7短接，使电枢通过自动复位滑片8、自动复位触片6,7构成回路形成电流，产生制动作用，电动机迅速停止运转，使刮水片停到风窗玻璃的底部。图8-5所示为一种凸轮式刮水器自动复位装置，其控制原理主要是由与蜗轮联动的凸轮驱动复位开关动作来实现的。1-控制开关;2-凸轮;3-滑块;4-刮水片;5-中动机;6-复位开关5图8-5凸轮式刮水器自动复位装置(2)低速控制如图8-4所示，电源开关2接通，当刮水器开关12置于I挡时，电刷4,10工作，电动机通电。因电刷4,10间串联的电枢绕组较多，电枢在永久磁场作用下低速运转。电路为蓄电池正极→电源开关2→熔断器3→电刷4→电枢绕组→电刷10→刮水器开关12→搭铁→蓄电池负极。(3)高速控制当刮水器开关12置于n挡时，电刷4,11工作，电动机通电，因电刷4,11间串联的电枢绕组减少，电枢在永久磁场作用下高速运转。电路为蓄电池正极→电源开关2→熔断器3→电刷4→电枢绕组→电刷11→刮水器开关12→搭铁→蓄电池负极。(4)间歇控制当汽车在细雨或浓雾天气行驶时，因风窗玻璃表面形成的是不连续水滴，如果刮水器的刮片按一定速度连续刮水，风窗口微量的水分和灰尘就会形成发粘的表面，这样不仅不能将风窗玻璃刮拭干净，反而使玻璃模糊不清，影响驾驶员的视线。为避免上述情况，在现代多数轿车刮水器中设置了间歇继电器。工作时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2~12s刮水一次的规律自动停止和刮拭，使驾驶员获得良好的视野。以上功能主要通过系统中的间歇控制器来实现，间歇控制器有机械式和电子控制式。如图8-6为大众一轿车的刮水系统电路原理图，由间歇控制器1,刮水器开关2、洗涤电动机3,刮水电动机刮水开关4等组成。间歇刮水器的间歇时间为4~6s刮洗时间为2~4s。其工作过程为:1-间歇控制器;2-刮水器开关;3-洗涤中动机;4-刮水中动机刮水开关;Tip-点动;O-停;I一间歇;1-慢速;2-快速;Wa-洗涤图8-6大众轿车刮水系统电路原理图当刮水器开关置于间歇I档时，电路为电源→熔断器→刮水器开关53a端→刮水器开关内部I档一间歇控制器的I端，C1被充电。C1的充电电路为蓄电池正极→熔断器→刮水器开关I档→间歇控制器I端→R9→R2→C1→D2→晶体管T1的基极一发射极一搭铁。此时B点的电位为5.6V，而C点的电位为1.6V，使电容C1两端有4V的电位差。C，充电时，形成充电电流，为晶体管T1提供偏流，使晶体管T1导通，接通了继电器线圈的电路，使继电器的动合触点K1闭合而K2打开，电流便经过触点K1,53e、开关内的I档、53端，从而进入刮水电动机的电枢，6使刮水电动机慢速旋转，刮水器开始工作。当刮水器的雨刷往返一次又回到风窗玻璃底部，刮水电动机旋转至自动复位时，触点K3,K4接通，使31b端搭铁，此时电容C1进行放电。电容C1的放电回路有两条:一路经R2,R1形成回路进行放电;另一路经D3→R6→31b→电动机自动复位触点K3,K4→搭铁→稳压管DZ,R1放电。在放电的瞬间B点电压突然降到2.8V，但电容C1原有4V电位差，使C点电位降为-1.2V，这时晶体管T1的基极电位翻转为低电平，使晶体管截止，切断了继电器线圈的电路，从而动合触点K1又断开，动断触点K2又闭合。回到自然状态时的31b与53e接通，将电阻R5、R6并联，加速电容C1放电，为电容C1的再充电作准备。随着电容C1放电时间的增加，C点电位逐渐升高，当C点电位接近2V时，晶体管T1又导通，电容C1又恢复为充电状态。因此，将刮水器开关置于间歇挡，电源便接人间歇控制器的I端，电容C，就会不间断地充、放电，晶体管T，就会不断导通、截止，使继电器反复接通与断开，从而形成间歇刮水的工作过程。3.常见故障诊断与排除应检查刮水器电动机及传动机构连接情况及刮水器是否老化、磨损等。在检查中起动刮水器开关，转换不同的挡位，看刮水器的摇臂摆动是否正常。刮水器常见故障有:不能自动停位，刮水器各挡位都不工作，个别挡位不工作等。(1)刮水器不能复位造成刮水器不能复位的故障可能是复位开关的原因，也可能是刮水器开关内接触片变形所致。复位开关最常见的故障是当开关断开时，刮水器就停在该位置。首先要拆下电动机端盖，接通刮水开关，观察复位开关的工作情况。当关闭刮水器开关时，复位开关应能使其动断触点闭合到位，否则应更换复位开关。如果刮水器开关内接触片弯曲变形或折断，同样能造成刮水器不能复位，应检修或更换刮水器开关。(2)各个挡位都不工作1)故障现象接通点火开关后，刮水器开关置于各挡位，刮水器均不工作。2)主要原因熔断器断路;刮水电动机或开关有故障;机械传动部分锈蚀或与电动机脱开;连接线路断路或插接件松脱。3)诊断与排除可参照下列步骤进行诊断检查并视情维修:.检查熔断器，应无断路，线路应无松脱;.检查刮水器电动机及开关的电源线和搭铁线，应接触良好，没有断路;.检查开关各个接线极柱在相应档位能否正常接通;.检查电动机和机械连接情况。(3)个别挡位不工作1)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。2)主要原因刮水电动机或开关有故障;间歇继电器有故障;连接线路断路或插接件松脱。3)诊断与排除如果刮水器是高速档或低速档不工作，可参照下列步骤进行诊断检查并视情维修:首先检查刮水器电动机及开关对应故障档位的线路是否正常;检查开关接线极柱在相应档位能否正常接通;最后检查电动机是否个别电刷接触不良。如果刮水器在间歇档不工作，应顺序检查间歇开关(或刮水器开关的间歇档)、线路和间歇继电器。四、学习小结（5分钟）1.重点讲解：汽车风窗雨刮系统的作用、结构组成及工作原理等。2.学生通过对重点知识的学习和老师的分析讲解；让学生基本掌握常见汽车电动刮水器装置雨7刮系统的作用、结构组成及工作原理等。五．实操阶段：（一）实训项目：（完成该实训任务共约需130分钟）■跟据雨刮开关控制特点及雨刮马达的结构原理图，用万用表（静太测量法）和动态测量法找出雨刮高速档和低速档连接线。建议：1.雨刮开关用用万用表（静太测量法）；2.雨刮马达用动态测量法测出。（二）准备工作：（10分钟）1．实训作业安排及完成以下工作任务：（1）同组学生进行讨论，并制定雨刮开关及雨刮马达高速档和低速档连接线的方案。（2）同组学生分工协调合作，进行实施雨刮开关及雨刮马达高速档和低速档连接线的查找。（3）同组学生合作完成此次实操报告。（4）完成作业的各组之间讨论互换意见、交流心得体会。2.准备所需工量具，物料工件、雪佛兰轿车、雨刮马达和雨刮控制开关等。（三）实施阶段：一）入门指导：（10分钟）1.强调安全注意事项：（1）检查穿戴，必须不存侥幸、不存隐患。因为安全生产的保障。（2）采用动态测量时，先找出搭铁线，以防止测试时造成短路。（3）测量开关时，注意开关的控制档位的选择，防止测量错误。2.操作演示分析讲解：（突破难点：通过多媒体、实物、挂图、案例分析及老师操作演示讲解分析）（1）先找出正负极接线端子，并根据雨刮开关的控制关系。（2）将挡位开关分别拨