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汽车电工新手入门教程(下)
来源:本站整理  作者:佚名  2014-03-22 11:52:05

    第十二章 辅助电气系统
    第一节 电动刮水器、洗涤器与除霜装置
    一、风窗玻璃刮水器

   (一)刮水器功能与分类
    刮水器的功能是用以清扫风窗玻璃上的雨水、雪或尘土,以确保驾驶员能有良好的视线。
    刮水电动机按其磁场结构来分,有线绕式和永磁式两种。后者具有体积小、质量轻、结构简单等优点,因此目前在国内外汽车上被广泛采用。一般刮水电动机有高、低两种工作速度。
    刮水器有气压式、电动式等多种,但多数采用电动式。电动式刮水器是由刮水电动机和一套传动机构组成,如图12-1所示。

   (二)刮水器结构
    作为驱动部分的直流电动机11固装在底板12上,电动机轴端的涡杆⑩与传动涡轮⑨啮合,传动涡轮⑨上的偏心销钉与连杆⑧铰接,杠杆联动机构由连杆③、⑦、⑧和摆杆②、④、⑥组成,摆杆②、⑥上连接有刷架(刮水臂)①和⑤。电动机11旋转,带动涡杆⑩、涡轮⑨,使与涡轮相连的连杆③、⑦、⑧和摆杆②、④、⑥带着左、右两刷架①、⑤作往复摆动,橡皮刷便刷去风窗玻璃上的雨水、雪和灰尘。
    为了不影响驾驶员的视线,刮水器中常装有自动复位装置,以便在任何位置切断刮水电动机电路时,刮水器的橡皮刷都能自动停止在风窗玻璃的下部。
   (三)永磁式电动机刮水器
    永磁式刮水电动机的结构(见图12-2)与线绕式电动机基本相同,只是磁极④为铁氧体永久磁铁。因为它具有陶瓷的脆性、硬性和耐冲击强度低的特点,故称为陶瓷永磁。永磁式电动机磁场的强弱是不能改变的,为了改变工作速度可采用三刷式电动机。

   (四)间歇式电动刮水器
    汽车在毛毛细雨或雾天中行驶时,如用前述的刮水器按一般速度进行刮拭,风窗玻璃上的微量水分和灰尘就会形成一个发勃的表面,因此不仅不能将风窗玻璃刮拭干净,相反使玻璃模糊不清,留下污斑,影响了驾驶员的视线。因此有些汽车上加装了电子间歇系统,在遇到上述情况时,开动间歇开关,使刮水器按一定周期停止和刮拭,即每动作一次停止3~6s,这样可使驾驶员获得更好的视野。
    刮水系统的间歇功能主要靠间歇控制器来实现。现以奥迪100型轿车间歇控制器为例加以说明。图12-3为奥迪100型轿车刮水系统电路原理图,它由间歇控制器①、刮水器开关②、洗涤电动机③、刮水电动机④等组成。间歇控制器由电子元件与小型继电器组合而成,主要技术参数见表12-1。



    当刮水器开关置于间歇挡(I挡)时,电源便经熔断器,刮水器开关53a端、刮水器开关内部I挡接入间歇控制器的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53a→I挡→间歇控制器I端→R9→R2→C1→VD2→三极管VT1的基极、发射极→搭铁→蓄电池负极。此时C点的电位为1.6V, B点的电位为5.6V, C1两端有4V的电位差。
    C1充电时,其充电电流为三极管提供偏流,使三极管导通,接通了继电器线圈的电路,继电器的动合触点K1闭合、K2打开,电流经K1、53e、开关内的I挡、53端进入刮水电动机的电枢,使刮水电动机慢速旋转,刮水器开始工作。
    当橡皮刷往返一次又回到风窗玻璃的最下位置时,刮水电动机也旋转至自动复位时,K3、K4接通,使31b端搭铁,为C1的放电提供了通路。
    C1放电回路主要有两条。一路经R2、R1放电,另一条经VD3、R6、31b、电机自动复位触点K3、K4、搭铁、稳压管VS、R1放电。放电瞬间B点电压突然降到2.8V,由于C1原有4V电位差,使C点电位降为-1.2V,三极管VT1的基极电位翻转为低电平,于是三极管截止,切断了继电器线圈的电路,则其动合触点K1又断开,动断触点又闭合,恢复到自然状态时的31b与53e。
    接通,将电阻只R5、R6并联,加速 C1放电,为C1的再次充电作准备。
    随着C,放电时间的增加,C点电位逐渐升高,当C点电位接近2V时,三极管又导通,C1又恢复为充电状态。
    可见,只要刮水器开关置于间歇挡,电源便接入间歇控制器的I端,C1就会不间断地充、放电,三极管就会导通、截止反复翻转,使继电器反复接通与断开,如此形成了间歇刮水的工作状态,刮洗时间为2~4s,间歇时间为4~6s,直到断开刮水器开关。
    刮水器的间歇时间就是C,的放电时间,所以间歇时间取决于C,的放电时间常数。
C1的放电时间常数T r = C1(R1 +R5//R6//R2) 。

    二、风窗玻璃洗涤器
    为了及时消除风窗玻璃上的尘土和污物,使驾驶员有良好的视线,在有些汽车上还装有风窗玻璃洗涤器。
    图12-4为桑塔纳轿车的洗涤器,它由储液箱①、洗涤泵②(直流电动机与泵)、输液软管⑤与喷嘴④等组成。储液箱由塑料制成,其内装有洗涤液。洗涤液一般由水或水与适量的添加剂组成,添加剂有助于清洁或降低冰点,如在水中加入5%的氯化钠(食盐)可提高洗涤液的润湿与清洁能力,在寒冷地区为了防止洗涤液冻结,可在水中加入50%的甲醇或异丙基酒精。

    洗涤泵由一只微型永磁直流电动机和离心泵组成。该电动机是封闭式、短时定额工作的高速电动机,空载转速为20 000r/min。当风窗玻璃上有灰尘或污物时,先开动洗涤泵,将洗涤液以一定压力湿润玻璃。然后再开动刮水器,将风窗玻璃上的灰
    使用洗涤器时,应注意先开动洗涤泵,后开动刮水器,并注意洗涤泵连续工作的时间不得大于5s,使用间歇时间不得少于10s。无洗涤液时,不要开动洗涤泵。
    三、后窗玻璃防霜装置
    冬季风窗玻璃上易结冰霜,用刮水器是无法清除的,有效的办法是将玻璃加热。
    装有空调或暖风装置的汽车上,通过风道将热风吹向前面或侧面的风窗玻璃就可避免结冰,而后窗玻璃常利用电热丝加热的方法来除霜,如图12-5所示。在后窗玻璃的内表面上镀有数条导电膜,形成电热丝,通电加热,即可防止结霜。这种装置的耗电量为30~50W,在轿车上广泛应用。

    第二节 电动车窗
    一、电动车窗组成

  电动车窗可使驾驶员坐在座席上,利用开关使车门玻璃自动升降,操作简便并有307,利于行车安全。
    电动车窗由继电器、总开关(装在驾驶员侧)、开关(除驾驶员侧外)、单手柄自动控制组件、电机、点火开关状态控制系统组成。驾驶员侧的总开关可控制全部车门玻璃的升降,其他开关可控制各自车门玻璃的升降。
    二、电动车窗工作原理
    电动车窗的控制电路如图12-6所示,当点火开关处于ON(闭合)状态时,综合组件内的时间与开关回路阻断,电动车窗继电器的线圈中流过电流,使继电器处于ON(闭合)状态,机构开关与控制组件流过电流。把总开关分别操作到相应挡位,电机两端输入正、反向电压,从而电机正、反向回转。电机的回转,又使调节器动作,车门玻璃即实现升降动作。

    当点火开关处于OFF(打开)状态时,只有在驾驶员侧的车门开关ON(闭合)时,才可在30s左右时间后,由开关回路发出信号,使该机构继电器动作,实现车门玻璃的升降动作。

    第三节 电动燃油泵
    电动燃油泵是由汽车的直流电源直接供电的,可以安装在远离发动机的任何位置,这就避免了由于发动机过热,而造成供油系统的气阻现象。在柴油车和装有燃油喷射系统的汽车上使用较普遍。
电动燃油泵在结构类型上有电动柱塞式和电动机式。

    一、电动柱塞式燃油泵
    电动燃油泵由机械泵油部分和控制部分组成。机械泵油部分的基本结构如图12-7所示,在泵筒的外部绕有一次、二次线圈N1、 N2,泵筒内有柱塞,柱塞的上面有缓冲弹簧,下面有回位弹簧,电动燃油泵不工作时柱塞在回位弹簧的作用下停在泵筒的上部,进油阀和排油阀都是关闭的。

    电源接通时,三极管VT的发射极和基极之间有偏流Ib通过,因而在线圈N1和三极管的发射极、集电极之间产生电流Ic。这个电流是由小向大变化的,因而在线圈N1和N2中产生感应电动势,其方向如实线箭头所示。N2的感应电动势加在基极与发射极之间,产生正反馈,使三极管VT的基极电位上升,基极电流几增大,进一步促使集电极电流Ic增大,以致饱和。
    电动燃油泵控制电路如图12-8所示。

    三极管VT导通至饱和后,Ic不再增加,线圈N1及N2的电动势下降为零,于是基极电位下降,Ic减小,线圈N1和N2中又产生反向电动势(其方向如虚线箭头所示),而线圈N2的感应电动势使基极的电位更低,Ic更小,直至截止。
    控制部分是一个自激式振荡器,控制电路如图12-8所示。主要由一次线圈N、二次线圈从(反馈线圈)、晶体三极管VT、电容器C和电阻R组成。
    在三极管VT集电极电流Ic减小的过程中,线圈N1、N2的感应电动势向电容器C充电。接着电容器C储存的电荷通过R放电,于是电容器C的端电压下降,三极管VT基极电位上升。当基极电位高于发射极电位一定值时,三极管VT又重新导通,重复进行上述过程。这样通过主线圈N1中的电流及其所产生的磁场以约1000次/min的频率进行交变,调整R、C的数值就可以改变其频率的大小。
    当三极管VT导通时,反馈线圈N2、电阻R和电容器C被短路,主线圈N中的电流最大。它所产生的电磁吸力吸引柱塞③,克服回位弹簧⑨的张力而向下运动,使进油阀⑩关闭,排油阀⑦打开,将进入两阀之间的汽油经排油阀⑦压入泵上室④的出油口。
    当三极管VT截止时,主线圈不通电,电磁吸力消失,柱塞③在回位弹簧的作用下向上运动,这时排油阀⑦关闭,进油阀⑩打开,汽油从油泵下室11中吸入两阀之间的泵筒中。
    由于控制电路不断地被接通与切断,柱塞也不断地往复运动,使燃油不断地从油箱通过油管进入油泵,以后被压入油路供给化油器或喷油器。
    当发动机在怠速或部分负荷时,由于用油量较少而排油阀排出的油量不变,致使燃油量过剩而压力升高,当压力达到一定数值时,顶开回油阀,使多余的燃油流回油杯。调整R、C的数值可以改变柱塞往复运动的频率,从而可调整供油量的大小。
    二、电动机式燃油泵
    电动机式燃油泵应用于燃油喷射系统,其结构如图12-9所示。它由永磁式电动机、滚柱式油泵组成。油泵部分主要由偏心安装的转子⑨、滚柱⑧和外壳⑦组成。当电机带动转子⑨转动时,滚柱⑧受离心力作用靠向泵的外壳⑦,并在转子带动下沿外壳移动。由于转子、滚柱及外壳围成的空间从进油口到出油口是逐渐减小的,燃油被加压后顶开出油阀⑤,流向燃油管路。当燃油泵停止工作时,主油阀在其弹簧作用下关闭,保持油管中的压力一定。当油管堵塞或燃油过盈而使油压超过规定值时,回油阀②开启,过量的燃油返回油箱,防止超载损坏。

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