汽車電氣設備課件：附屬設備 -

附屬設備

電動門窗

電動風窗刮水器和洗滌器

電動座椅及電動后視鏡

設備總線路

9.1電動門窗一、電動門窗的組成及工作原理

1．作用

電動門窗可以使駕駛員更加集中精力駕車，方便駕駛員及乘客的操作。駕駛員操作時，可以使四個車窗中的任意一個上升或下降，乘員只能使所在的車窗上升或下降。

2．組成

電動車窗主要由車窗升降器、電動機、繼電器、開關等組成。車窗升降器主要有鋼絲滾筒式升降器、齒扇式升降器及齒條式升降器等。

(1)鋼絲滾筒式電動車窗升降器（繩輪式）1-支架安裝位置；2-電動機安裝位置；3-固定架；4-聯(lián)軸緩沖器；5-電動機；6-卷絲筒；7-蓋板；8-調(diào)整彈簧；9-繩索結構；10-玻璃安裝位置；11-滑動支架；12-彈簧套筒；13-安裝緩沖器；14-銘牌位置；15-均壓孔；16-支架結構。

（2）齒扇式電動車窗升降器（交叉式）

（3）齒條式電動車窗升降器（軟軸式）

二、電動門窗的電路原理

不同車型所采用的電動車窗的電機及其控制電路各不相同。電機可分成直接搭鐵式和控制搭鐵式兩種。

1.直接搭鐵式

電機的一端直接搭鐵，電機內(nèi)部有兩組磁場線圈。通過接通不同的線圈，使電機的轉(zhuǎn)向不同，實現(xiàn)車窗的上升和下降動作，其控制電路見右圖。

駕駛員主控開關控制右前車窗上升時電流方向

(2)獨立操作開關控制右前車窗下降時電流方向

2.控制搭鐵式

電動車窗的電機結構簡單，開關和控制線路復雜一些，在實際當中應用較廣泛。其基本控制電路見右圖所示。

1)駕駛員主控開關控制左后車窗上升時電流方向

(2)獨立操作開關控制左后車窗下降時電流方向

汽車風窗清潔裝置由風窗玻璃刮水器、風窗玻璃洗滌器與除霜裝置三部分組成。其作用是清除風窗玻璃上的雨水、雪、塵土或污物，保證駕駛員有良好的駕駛視線。一電動刮水器結構和工作原理汽車上采用的刮水器按動力源的不同有真空式、氣動式、電動式三種。因電動刮水器動力大、容易控制、不受發(fā)動機工況影響，故目前汽車上廣泛應用的是電動式刮水器。一般汽車在前風窗裝有刮水器，部分汽車前后風窗都裝有刮水器。第二節(jié)電動風窗刮水器和洗滌器

1、電動刮水器的結構

電動刮水器由直流電動機、傳動機構、刮臂和刮片組成。如圖8-2所示。由一個微型直流電動機、蝸輪箱組成驅(qū)動部分，蝸輪的旋轉(zhuǎn)運動由曲柄、連桿、擺桿變成左右往復擺動，刮水臂裝在擺桿軸上。

2、電動刮水器的變速原理由于電動刮水器的動力來源是直流電動機，故刮水器的變速就是直流電動機的變速。直流電動機的轉(zhuǎn)速公式為：公式中：U—電動機端電壓；I—通過電樞繞組的電流；R—電樞繞組的電阻；k—常數(shù)；Z—正、負電刷間串聯(lián)的繞組（導體）數(shù)；φ—磁極磁通在實際應用中，I、R、K均為定數(shù)，可見改變直流電機的磁通φ和兩電刷之間的電樞繞組（導體）數(shù)Z均能改變直流電機的轉(zhuǎn)速。當磁極磁通φ減小時轉(zhuǎn)速n上升，反之則轉(zhuǎn)速下降。當導體數(shù)目增多時，轉(zhuǎn)速n也下降，反之則上升。

2）改變電刷間的導體數(shù)目變速導體數(shù)目改變變速工作，它只適合于永磁式直流電動機。如圖8-4所示。采用三刷式結構，B1為低速運轉(zhuǎn)電刷，B2為高速運轉(zhuǎn)電刷，B3為公共電刷。B1與B2相差60°，電樞采用對稱疊繞式。

當電動機工作時，在電樞內(nèi)同時產(chǎn)生反電動勢，其方向與電樞電流的方向相反。只有當外加電壓U與反電動勢幾乎相等時，電樞的轉(zhuǎn)速才趨于穩(wěn)定。當開關撥向L時，電源電壓U加在B1與B3電刷之間，電流經(jīng)過由①⑥、⑤與②、③、④組成的兩條并聯(lián)分流回路，每條回路中串聯(lián)的有效線圈各三個，串聯(lián)線圈（導體）數(shù)相對較多，故反電動勢較大，電動機以較低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。當開關撥向H時，電源電壓U加在B2和B3電刷之間，電流經(jīng)過由②、①、⑥、⑤與③、④組成的兩條并聯(lián)分流回路，由于線圈②和線圈①、⑥、⑤的繞線方向相反，②產(chǎn)生方向相反的電動勢與①反電動勢互相抵消，只有兩個線圈的反電動勢與電源電壓平衡，故反電動勢較小，電動機以較高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)?？梢?，并聯(lián)回路中串聯(lián)線圈（導體）數(shù)目減少，能使電動機轉(zhuǎn)速升高。

永磁雙速電動機工作原理及雨刷的自動復位空位

電動雨刷的低速電動雨刷的高速高速

電動雨刷的自動復位線繞式直流電動機工作原理（2）電動機可以通過改變磁通變速（2）電動機可以通過改變磁通變速低速（2）電動機可以通過改變磁通變速高速

復位

汽車在小雨或霧天行駛，風窗玻璃上微量水分和灰塵會形成一層發(fā)粘的表面，如果刮水器仍按原來那樣不斷地工作，會使玻璃模糊影響視線，引起刮片的顫動，同時也會對玻璃有損傷。電動刮水器的電子間歇控制按其間歇時間能否調(diào)節(jié)可分為可調(diào)式和不可調(diào)式。下面以奧迪100轎車刮水系統(tǒng)間歇刮水器為例介紹：

刮水器電子間歇控制雨滴感知型刮水裝置現(xiàn)代轎車中可調(diào)式刮水器，大多數(shù)采用雨滴感知型刮水裝置，它能根據(jù)雨量的大小自動調(diào)節(jié)刮水器刮水頻率。1、雨滴感知型刮水裝置的組成雨滴感知型刮水裝置主要由雨滴傳感器、間歇控制電路、刮水電機三大部分組成。其中雨滴傳感器有壓電型和電阻阻值改變型兩種，壓電型是利用雨滴下落撞擊傳感器的振動片，將振動能量傳給壓電元件，從而將雨量的大小轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之相對應的電信號。如圖8-9所示。電阻阻值改變型是利用雨滴流量檢測電極，雨水落在兩電極之間，使它們的電阻值明顯變化，將雨量的大小轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之相對應的電信號。如圖8-10所示。

圖8-9壓電型雨滴傳感器結構

圖8-10電阻阻值改變型雨滴傳感器結構

2、工作原理以壓電型為例，原理如圖8-11所示。工作時，雨滴傳感器將雨量的大小轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之相對應的電信號，經(jīng)放大后送入間歇控制電路，給充電電路進行充電，使充電電路中電容兩端電壓上升，當電壓上升至與基準電壓相等時，驅(qū)動電路使刮水電機工作一次，雨量越大，感應出電信號越強，充電速度越快，間歇工作頻率越高，相反工作頻率越低。但當雨量很小時，雨滴傳感器沒有電壓信號輸出，只有定時電路對充電電路進行定時充電，一段時間后，充電電路的輸出電壓與基準電壓相等，刮水器動作一次。根據(jù)下雨量的大小，電路可以實現(xiàn)無級調(diào)速。風窗清洗裝置汽車上增加風窗玻璃清洗裝置，是為了更好地消除附在風窗玻璃上的灰塵污物，它與刮水器配合使用，保證駕駛員有良好的視線，同時避免劃傷玻璃。1、風窗清洗裝置的組成風窗清洗裝置的組成如圖8-7所示，主要由貯液罐、洗滌泵、軟管、三通、噴嘴等組成。洗滌泵由永磁直流電機和離心式液片泵組裝成為一體，安裝在貯液罐上或管路內(nèi)，噴射壓力達70～88kPa。噴嘴安裝在風窗玻璃下面，其噴射方向可以調(diào)整，使水噴射在風窗玻璃的合適位置，使用時應先開洗滌泵后開刮水器。洗滌泵連續(xù)工作的時間一般不超過lmin，在噴水停止后，刮水器應繼續(xù)刮2～5次，以達到較好的洗滌效果。

除霜裝置汽車擋風玻璃在下雪天，氣溫較低的情況下易結霜，刮水器是無法清除，嚴重影響駕駛員視線，因些汽車上安裝有除霜裝置。汽車前、側(cè)擋風玻璃上的霜層通常是利用空調(diào)系統(tǒng)中產(chǎn)生的暖氣，達到清除結霜的目的，后擋風玻璃多使用電熱式除霜。自動控制除霜裝置由開關、傳感器、控制器、電熱絲、連接線路組成。傳感器安裝在后風窗玻璃上，采用熱敏電阻，結霜越厚，阻值越小。電熱絲采用正溫度系數(shù)的細小鎳鉻絲，自身具有一定電流調(diào)節(jié)功能。后風窗玻璃除霜裝置電路如圖8-12所示。

工作過程如下：（1）除霜開關置“關”位置時，控制電路及指示燈電路被斷開，除霜裝置及指示燈均不工作。（2）除霜開關置“手動”位置時，繼電器線圈可經(jīng)手動開關直接搭鐵，繼電器觸點閉合，使除霜電路及指示燈接通，除霜裝置及指示燈均工作。（3）除霜開關置“自動”位置時，若結霜達到一定厚度，傳感器電阻值急劇減小到某一設定值，控制電路使繼電器線圈通電，繼電器觸點閉合。由點火開關IG接線柱向電阻絲供電，同時點亮儀表板上的指示燈，表示除霜裝置正在工作。當玻璃上結霜減少到某一程度后，傳感器電阻值增大，控制電路切斷繼電器線圈回路，觸點斷開，電阻絲斷電，除霜裝置停止工作，同時指示燈滅。

為了提高汽車乘坐的舒適性，通過操作方便的控制開關，調(diào)整座椅位置或改變坐姿，盡可能地減小駕駛或長時間乘車的疲勞，現(xiàn)代轎車都安裝有電動座椅裝置。電動座椅前后方向的調(diào)節(jié)量一般為100～160mm，座位上下的調(diào)節(jié)量約為30～50mm。全程移動所需時間約為8～10s。電動座椅的構造如圖8-26所示，電動座椅主要由雙向直流電動機、傳動機構和座椅調(diào)節(jié)開關、控制器（ECU）等組成。

第三節(jié)電動座椅及電動后視鏡

1、雙向直流電動機一個雙向直流電動機通過改變其電流方向，可以完成兩個對立方向的調(diào)整，通常兩向移動座椅裝有2直流個電動機，四向移動的座椅裝有4個直流電動機。直流電動機內(nèi)裝有雙金屬片斷路器，防止過載燒壞直流電動機。圖8-27電動座椅前后調(diào)整傳動機構

圖8-28電動座椅上下調(diào)整傳動機構2、傳動機構電動座椅的傳動機構主要由變速器（蝸輪蝸桿）、聯(lián)軸裝置、電磁閥等組成。其作用是把直流電機產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運動，變?yōu)樽蔚奈恢谜{(diào)整。前后調(diào)整傳動機構如圖8-27所示，由蝸桿、渦輪、齒條、導軌等組成，齒條裝在導軌上。調(diào)整時，直流電機產(chǎn)生的力矩經(jīng)蝸桿傳至兩側(cè)的蝸輪上，經(jīng)齒條的帶動，使座椅前后移動。上下調(diào)整傳動機構如圖8-28所示，由蝸桿軸、蝸輪、心軸等組成。調(diào)整時，直流電機產(chǎn)生的力矩帶動蝸桿軸，驅(qū)動蝸輪轉(zhuǎn)動，使心軸在蝸輪內(nèi)旋進或旋出，帶動座椅上下移動。

圖8-27電動座椅前后調(diào)整傳動機構

圖8-28電動座椅上下調(diào)整傳動機構

三、電動座椅的工作原理

1．基本工作原理電動座椅的電動機采用永磁式結構，利用調(diào)整開關可控制電流流經(jīng)電動機的方向。典型的調(diào)整開關由一個四位置板鈕開關和一對位置開關組成。四位置板鈕開關用來調(diào)整前、后和上、下的位置，兩只兩位置開關分別調(diào)整座椅的前俯和后仰。

帕薩特B5轎車電動座椅電路圖

奧迪A6轎車乘員側(cè)電動座椅系統(tǒng)電路圖

2．電動座椅的記憶控制電子系統(tǒng)中有一個存儲器，只要按動所需項目調(diào)整的開關，即可按貯存的各個座椅的位置要求調(diào)整座椅。每個座椅可進行八個方向的調(diào)整，故各個座椅應有四個傳感器向存貯器輸入座椅位置的電壓信號。當座椅設定后，按下按鈕，電子控制裝置即將傳感器的電壓信號貯存起來，作為以后調(diào)整座椅的基準。

二、電動座椅的工作原理

2．電動座椅的記憶控制該系統(tǒng)有兩套控制裝置。一套用于根據(jù)個人需要手動調(diào)整，一套采用按鈕方式按原先儲存的座椅位置數(shù)據(jù)自動恢復原狀態(tài)。

二、電動座椅的工作原理

2．電動座椅的記憶控制存儲裝置中有多個電位計。電動機通過齒輪使螺桿轉(zhuǎn)動，滑塊便在電阻絲上滑動，其電壓信號的大小便發(fā)生變化，滑塊的位置與電壓信號的大小對應。當座椅位置調(diào)好后，駕駛員按下存儲器的按鈕，電子控制裝置就把這些電壓信號儲存起來，以備下次恢復座椅位置時再用。電動座椅

二、電動座椅的工作原理

3．可調(diào)整座姿的電動座椅采用可調(diào)整的支撐塊對駕駛員的座姿進行調(diào)整，使駕駛員感覺更加舒適和安全。電動座椅

三、故障檢修若電動機運轉(zhuǎn)而座椅不動，首先觀察是否已達到極限位置，然后檢查電動機與變速器之間的相關元件是否磨損過大或損壞，必要時應更換。若電動機不工作，應檢查電源線及電動機線路是否斷路，開關接觸是否良好，搭鐵是否牢固等。電動座椅的控制電路電動座椅控制電路的原理與電動車窗的控制電路相似，通過調(diào)整開關控制雙向直流電動機的電流方向，圖8-29為別克轎車駕駛員座椅控制電路，它有六種可調(diào)方式，座椅前部上、下調(diào)節(jié)；后部上、下調(diào)節(jié)；座椅前、后調(diào)節(jié)。如電動座椅前前、后調(diào)節(jié)，其電路為：

（1）向前調(diào)節(jié)。將電動座椅開關拔到“前進”位置時，電路中的電流為：蓄電池“+”→熔斷絲（發(fā)動機蓋下熔斷器／繼電器盒）→電動座椅開關端子F→前后調(diào)節(jié)開關“前進位”→電動座椅開關端子E→前進/后退電機→電動座椅開關端子D→電動座椅開關端子C→搭鐵→蓄電池“—”。前進/后退電機工作，座椅向前移動。（2）向后調(diào)節(jié)。將電動座椅開關拔到“后退”位置時，電路中的電流為：蓄電池“+”→熔斷絲（發(fā)動機蓋下熔斷器／繼電器盒）→電動座椅開關端子F→前后調(diào)節(jié)開關“后退位”→電動座椅開關端子D→前進/后退電機→電動座椅開關端子E→電動座椅開關端子C→搭鐵→蓄電池“—”。前進/后退電機工作，座椅向后移動。

帶儲存功能電動座椅目前，許多高檔轎車的電動座椅系統(tǒng)采用存儲器，具有記憶功能。系統(tǒng)控制示意圖如8-30所示，它能夠?qū)⒃O定的座椅調(diào)節(jié)位置進行記錄，使用時只要按指定的按鍵開關，座椅就會自動地調(diào)節(jié)到預先設定的座椅位置上。系統(tǒng)主要由電控部分和執(zhí)行器等組成，4個位置傳感器用來檢測座椅的設定位置。當座椅位置設定后，駕駛員按下存儲器的按鈕，單片微型計算機就把這些電壓信號記憶在存儲器中，作為重新調(diào)整位置時的基準。使用時，只要一按按鈕，就能按存儲時的狀態(tài)來調(diào)整座椅位置。

汽車后視鏡位置用人工方法調(diào)整一般來說是比較麻煩的，采用電動后視鏡，通過開關進行調(diào)整后，可使駕駛員獲得理想的后視線，確保行車的安全且操作起來十分方便，目前已被廣泛應用。電動后視鏡主要由微型直流電動機、驅(qū)動器、控制開關三部分組成。微型直流電動機采用雙向永磁式，每個后視鏡安裝兩個，上下方向的轉(zhuǎn)動用一個電機控制，左右方向的轉(zhuǎn)動由另一個電機控制。每個電動后視鏡都用一個獨立控制開關，開關桿可多方向移動，可使一個電機工作或兩個電機同時工作。有的電動后視鏡還帶有伸縮功能，由伸縮開關控制伸縮電機工作，使整個后視鏡回轉(zhuǎn)伸出或縮回。

如圖8-20所示，為桑塔納2000轎車電動后視鏡控制電路。M11為左或右選擇開關，M21為左右調(diào)整開關，M22為上下調(diào)整開關。

電動后視鏡

工作過程：（1）調(diào)整左側(cè)后視鏡左轉(zhuǎn)，先將左右選擇開關（M11）拔至“L”，再按調(diào)整開關（M21）“L”。電流由蓄電池“+”→點火開關→熔斷絲→M21接線柱2（上）→3（右）→M11（圖中間）3（上）→M11（圖中間）3（下）→左側(cè)左右電機→M11（圖左）3（下）→M11（圖左）3（上）→M21（中間）3→M21（上）1→搭鐵→蓄電池“—”，形成電流回路，使左側(cè)鏡面左轉(zhuǎn)動。（2）調(diào)整左側(cè)后視鏡右轉(zhuǎn)，先將左右選擇開關（M11）拔至“L”，再按調(diào)整開關（M21）“R”。電流由蓄電池“+”→點火開關→熔斷絲→M21接線柱2（上）→1（左）→M11（圖左）3（上）→M11（圖左）3（下）→左側(cè)左右電機→M11（圖中）3（下）→M11（圖中）3（上）→M21（圖左）1→M21（上）1→搭鐵→蓄電池“—”，形成電流回路，使左側(cè)鏡面右轉(zhuǎn)動。

（3）調(diào)整左側(cè)后視鏡上轉(zhuǎn)，先將左右選擇開關（M11）拔至“L”，再按調(diào)整開關（M22）“上”。電流由蓄電池“+”→點火開關→熔斷絲→M22接線柱1（上）→1（右）→M11（圖中）3（上）→M11（圖中）3（下）→左側(cè)上下電機→M11（圖右）3（下）→M11（圖右）3（上）→M22（圖右）1→M22（圖右）2→搭鐵→蓄電池“—”，形成電流回路，使左側(cè)鏡面上轉(zhuǎn)動。（4）調(diào)整左側(cè)后視鏡下轉(zhuǎn)，先將左右選擇開關（M11）拔至“L”，再按調(diào)整開關（M22）“下”。電流由蓄電池“+”→點火開關→熔斷絲→M22接線柱1（上）→3（右）→M11（圖右）3（上）→M11（圖右）3（下）→左側(cè)上下電機→M11（圖中）3（下）→M