《汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修》配套教案：模塊八-項目1-風(fēng)窗刮水、清洗和除霜裝置的認知與檢修

項目一風(fēng)窗刮水、清洗和除霜裝置的認知與檢修教學(xué)目標1.知道風(fēng)窗刮水器的作用、結(jié)構(gòu)及工作原理；風(fēng)窗清洗器的結(jié)構(gòu)和工作原理風(fēng)窗除霜裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理；電動刮水器及風(fēng)窗洗滌器的結(jié)，2.分析電動刮水器及風(fēng)窗洗滌器的基本工作原理。3.了解電動刮水器操作機構(gòu)的拆裝步驟；電動刮水器操作機構(gòu)的組成。課時分配本項目共3個任務(wù)，安排3課時。教學(xué)重點對風(fēng)窗刮水、清洗和除霜裝置進行認知，講述其結(jié)構(gòu)和基本工作原理，知道這些裝置在汽車上的重要性。本任務(wù)進行電動刮水器的基本操作，要求能夠正確操作電動刮水器系統(tǒng)，并對電動刮水器和風(fēng)窗洗滌器進行檢查調(diào)整。是結(jié)合維修手冊進行電動刮水器操作機構(gòu)的拆裝，便于電動刮水器系統(tǒng)的故障診斷。教學(xué)難點風(fēng)窗清洗器的結(jié)構(gòu)和工作原理。分析電動刮水器及風(fēng)窗洗滌器的基本工作原理。電動刮水器操作機構(gòu)的組成。教學(xué)內(nèi)容任務(wù)一風(fēng)窗刮水、清洗和除霜裝置的認知知識鏈接一、風(fēng)窗刮水器1．風(fēng)窗刮水器的作用為了保證駕駛員在雨天、雪天和霧天有良好的視線，轎車都安裝有電動擋風(fēng)玻璃刮水器，它具有一個或兩個以上的橡膠刷，由驅(qū)動裝置帶著來回擺動，以除去玻璃上的水、雪等。2．刮水器的分類根據(jù)安裝位置不同：前風(fēng)窗刮水器后風(fēng)窗刮水器根據(jù)驅(qū)動裝置不同：真空式：由真空泵驅(qū)動氣動式：應(yīng)具有空氣氣源電動式：結(jié)構(gòu)簡單，控制效果好3．風(fēng)窗刮水器的常見擋位風(fēng)窗刮水器的擋位如圖。①OFF：關(guān)閉擋②INT：間歇擋③LO：低速擋④HI：高速擋⑤MIST：點動擋4．風(fēng)窗刮水器組成（1）基本結(jié)構(gòu)電動刮水器的電動機一般有永磁式和勵磁式兩種，而永磁式電動機結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可靠性好，被廣泛采用。如圖所示，電動刮水器是由電動機、傳動機構(gòu)和刮水片三部分組成。電動機軸端的蝸桿驅(qū)動蝸輪4，蝸輪4帶動搖臂6旋轉(zhuǎn)，搖臂6使拉桿7往復(fù)運動，從而帶動刮水片左右擺動。如圖所示為美國福特公司采用的永磁式電動刮水器的電動機結(jié)構(gòu)。（2）工作原理電動機動旋轉(zhuǎn)，帶動蝸桿、蝸輪，使與蝸輪相連的拉桿和擺桿帶左右兩刮片架作往復(fù)運動，橡皮刷便刷去風(fēng)窗玻璃上的雨水、雪或灰塵。5．風(fēng)窗刮水器工作原理（1）永磁式電動刮水器變速與自動復(fù)位原理永磁式電動機由蝸桿、蝸輪、永久磁鐵、電樞等組成。①永磁式電動刮水器變速原理。刮水片一般都有兩種擺動刮水速度，通過控制驅(qū)動電動機的變速實現(xiàn)。永磁式電動機是利用三個電刷來改變正負電刷之間串聯(lián)的線圈數(shù)來實現(xiàn)變速的。其控制原理是：直流電動機工作時，在電樞內(nèi)的所有線圈中同時產(chǎn)生反電動勢，每個小線圈都產(chǎn)生相等的反電動勢，如圖所示。②永磁式電動刮水器復(fù)位原理。為了不影響駕駛員的視線，要求刮水器能自動復(fù)位，即不論在什么時候關(guān)閉刮水器開關(guān)，刮水片都能自動停在風(fēng)窗玻璃的下部。圖85為刮水器自動復(fù)位裝置的原理圖，其工作原理如下：當電源開關(guān)接通時，把刮水器開關(guān)拉到“I”擋時，電流從蓄電池的正極→電源開關(guān)→熔絲→電刷B3→電樞繞組→電刷B1→刮水器“I”擋→搭鐵，刮水器電動機低速運轉(zhuǎn)。當刮水器開關(guān)拉到“Ⅱ”擋時，電流從蓄電池的正極→電源開關(guān)→熔絲→電刷B3→電樞繞組→電刷B2→刮水器“Ⅱ”擋→搭鐵，刮水器電動機高速運轉(zhuǎn)。當刮水開關(guān)推到“0”擋時，如果刮水器的刮水片沒有停在規(guī)定的位置，則電流經(jīng)蓄電池正極→電源開關(guān)→熔絲→電刷B3→電樞繞組→電刷B1→刮水器“0”擋→觸點臂→銅環(huán)→搭鐵［圖（b）］，這時電動機將繼續(xù)轉(zhuǎn)，當刮水器的刮水片到規(guī)定位置時，觸點臂都和銅環(huán)接觸，使電動機短路［圖（a）］。與此同時，電動機電樞由于慣性而不能立刻停下來，電樞繞組通過觸點臂與銅環(huán)接觸而構(gòu)成回路，電樞繞組產(chǎn)生感應(yīng)電流，因而產(chǎn)生制動扭矩，電動機迅速停止轉(zhuǎn)動，使刮水器的刮水片停止在規(guī)定的位置。（2）刮水片的間歇擺動間歇控制是采用了間歇控制繼電器而實現(xiàn)的。一般采用的是多諧振蕩電路和電容式閃光器電路圖類似。（3）典型電動刮水器與洗滌器電路①低速擋。當刮水器開關(guān)位于擋位“1”時，電流由蓄電池正極→卸荷繼電器→熔斷絲→刮水器開關(guān)53a和53→刮水器電動機53→搭鐵，此時刮水器電動機低速擋工作。②高速擋。當刮水器開關(guān)位于擋位“2”時，電流由蓄電池正極→卸荷繼電器→熔斷絲→刮水器開關(guān)53a和53→刮水器電動機53b→搭鐵，此時刮水器電動機高速擋工作。③自動停機復(fù)位。當刮水器開關(guān)位于“0”擋時，若此時刮水片沒有回到規(guī)定位置，則刮水器電動機自動復(fù)位開關(guān)觸點S3與S5相接，電流由蓄電池正極→卸荷繼電器→熔斷絲→刮水器電動機53a、S5和31b間歇控制器的31b、常閉觸點S2和53e→刮水器開關(guān)53e和53→刮水電動機53→搭鐵，電動機仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，直到刮水片到達規(guī)定位置時，復(fù)位開關(guān)中的觸點S3與S5斷開而與S4接通，電動機被短路，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，刮水器回到規(guī)定的位置。④間歇擋。當刮水器開關(guān)位于“I”擋時，三極管VT導(dǎo)通，間歇控制器中的觸點S2打開、S1閉合，電流由蓄電池正極→卸荷繼電器→間歇控制器接線柱15、觸點S1、接線柱53e→刮水器開關(guān)53e和53→刮水器電動機53→搭鐵，此時刮水器以低速擋工作。⑤點動擋。當刮水器開關(guān)位于“TiP”擋時，刮水器電動機低速工作，松開刮水器開關(guān)手柄，開關(guān)自動跳回“0”擋，刮水器在復(fù)位開關(guān)的作用下，回到規(guī)定的位置。6．風(fēng)窗刮水器的新技術(shù)二、風(fēng)窗清洗器1．風(fēng)窗清洗器的作用汽車在灰塵較多的環(huán)境中行駛時，會造成一些灰塵飄落在風(fēng)窗上影響駕駛員的視線。為此許多汽車的刮水系統(tǒng)中增設(shè)了清洗裝置，必要時向風(fēng)窗表面噴灑專用清洗液或水，在刮水片配合工作下，保持風(fēng)窗表面潔凈。2．風(fēng)窗清洗器的組成風(fēng)窗清洗器的結(jié)構(gòu)如圖所示。找一找：在整車上找到風(fēng)窗清洗裝置的各個組成部分。（1）洗滌液罐洗滌液=水+添加劑（防凍劑、去垢劑、緩蝕劑等）洗滌液罐的位置如圖所示。（2）洗滌泵由永磁直流電機和離心式液壓泵（吸油、壓油）組成一體。（3）軟管（4）三通噴嘴噴嘴的噴射壓力約70～80kPa，在風(fēng)窗玻璃下面，其方向可調(diào)整。噴嘴位置。（5）刮水器開關(guān)（圖）3．風(fēng)窗清洗器的工作原理其工作原理如圖所示。風(fēng)窗清洗裝置電路比較簡單，一般和電動刮水器共用一個熔斷絲（器）。有的車清洗開關(guān)單獨設(shè)置安裝，有的則和刮水器開關(guān)組合在一起，便于操作。當刮水器開關(guān)位于“Wa”擋時，風(fēng)窗洗滌器和刮水器同時工作。洗滌器電機的電路為：蓄電池正極→卸荷繼電器→熔斷絲→刮水器開關(guān)53a和53c→洗滌器電動機→搭鐵，于是洗滌器電動機帶動水泵運轉(zhuǎn)，將洗滌液噴灑到風(fēng)窗玻璃上。與此同時，通過間歇控制器53C接柱，使得間歇控制器工作，刮水器電動機間歇擋工作。三、風(fēng)窗玻璃除霜系統(tǒng)1．風(fēng)窗玻璃除霜系統(tǒng)的作用在較冷的季節(jié)，有雨、雪或霧的天氣，空氣中的水分會在冷的風(fēng)窗玻璃上凝結(jié)成細小的水滴甚至結(jié)冰，從而影響駕駛員的視線。為了防止水蒸氣在風(fēng)窗玻璃上凝結(jié)，設(shè)置風(fēng)窗除霜裝置，需要時可以對風(fēng)窗玻璃加熱。2．除霜的方法①前風(fēng)窗玻璃：在汽車空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)道中加設(shè)除霜器風(fēng)門。②后風(fēng)窗玻璃：采用除霜熱線，利用電阻絲組成的電柵加熱除霜。3．風(fēng)窗玻璃除霜的工作原理因除霜系統(tǒng)耗電很大（30A以上），所以系統(tǒng)采用了定時電路。圖為LS400轎車風(fēng)窗除霜系統(tǒng)電路圖，其工作過程如下：四、常見故障診斷與排除1．刮水器常見故障診斷與排除刮水器常見故障有：刮水器各擋位都不工作、個別擋位不工作、不能自動停位等。（1）各擋位都不工作①故障現(xiàn)象：接通點火開關(guān)后，刮水器開關(guān)置于各擋位，刮水器均不工作。②主要原因：熔斷器斷路；刮水電動機或開關(guān)有故障；機械傳動部分銹蝕或與電動機脫開；連接線路斷路或插接件松脫。③診斷與排除：可參照下列步驟進行診斷檢查并視情維修。首先檢查熔斷器，應(yīng)無斷路，線路應(yīng)無松脫；然后檢查刮水器電動機及開關(guān)的電源線和搭鐵線，應(yīng)接觸良好，沒有斷路；再檢查開關(guān)各個接線柱在相應(yīng)擋位能否正常接通；最后檢查電動機和機械連接情況。（2）個別擋位不工作①故障現(xiàn)象：接通點火開關(guān)后，刮水器個別擋位（低速、高速或間歇擋）不工作。②主要原因：刮水電動機或開關(guān)有故障；間歇繼電器有故障；連接線路斷路或插接件松脫。③診斷與排除：如果刮水器是高速擋或低速擋不工作，可參照下列步驟進行診斷檢查并視情維修：首先檢查刮水器電動機及開關(guān)對應(yīng)故障擋位的線路是否正常；檢查開關(guān)接線柱在相應(yīng)擋位能否正常接通；最后檢查電動機是否個別電刷接觸不良。（3）不能自動停位①故障現(xiàn)象：刮水器開關(guān)斷開或在間歇擋工作時，刮水器不能自動停止在設(shè)定的位置。②主要原因：刮水電動機自動停位機構(gòu)損壞；刮水器開關(guān)損壞；刮水臂調(diào)整不當；線路連接錯誤。③診斷與排除：可參照下列步驟進行診斷檢查并視情維修：首先檢查刮水臂的安裝及刮水器開關(guān)線路連接是否正確；再檢查刮水器開關(guān)在相應(yīng)擋位的接線柱能否正常接通；最后檢查電動機自動停位機構(gòu)觸點能否正常閉合和接觸良好。2．風(fēng)窗玻璃清洗器常見故障診斷與排除風(fēng)窗清洗裝置常見故障有：所有噴嘴都不工作和個別噴嘴不工作。（1）主要故障原因清洗電動機或開關(guān)損壞；線路斷路；清洗液液面過低或連接管脫落；噴嘴堵塞。（2）診斷步驟如果所有噴嘴都不工作，先檢查清洗液液面和連接管是否正常；然后檢查清洗電機搭鐵線和電源線有無斷路、松脫；開關(guān)和電機是否正常。如果個別噴嘴不工作，一般是噴嘴堵塞所致。3．風(fēng)窗玻璃除霜裝置常見故障診斷與排除（1）主要故障原因熔斷器或控制線路斷路；加熱絲或開關(guān)損壞。（2）診斷步驟首先檢查熔斷器是否正常，然后將開關(guān)接通后檢查加熱絲火線端電壓是否正常，如果電壓為零，應(yīng)檢查開關(guān)和電源線路；否則檢查電熱絲是否斷路。任務(wù)二電動刮水器及風(fēng)窗洗滌器的檢查調(diào)整知識鏈接一、任務(wù)準備①工作場景：多媒體教室，豐田卡羅拉轎車。②主要設(shè)備：教學(xué)用車、成套組合工具車、工作臺、多媒體設(shè)備。③輔助材料：翼子板布和前格柵布、三件套、抹布、車輪擋塊、手套、白板筆。二、實施步驟1、將車輛停放在舉升機位【技術(shù)要求】①位于舉升機位的正常舉升位置②車輛中心軸線應(yīng)和舉升機對稱面在同一平面內(nèi)，車輛不允許偏向任一側(cè)或一端【安全警告】①移動車輛時要注意檢查車輛周圍有無障礙物②必須由具有駕駛證并有駕駛經(jīng)驗的人員移動車輛2、放置車輪擋塊【技術(shù)要求】①車輪擋塊可放置在任意車輪的前后②車輪擋塊要與輪胎外邊沿平齊③擋塊斜面與輪胎緊密接觸④擋塊放置要周正，不能歪斜【安全警告】①擋塊要拿穩(wěn)，避免跌落砸傷腳步及地面②避免撞擊車身、輪胎或輪轂，以免對車身或車輪造成損傷3、安裝尾排【技術(shù)要求】①拉下尾排②安裝尾排【安全警告】尾排安裝的時候小心傷到自己4、安裝3件套【技術(shù)要求】①放置車輪擋塊②放置駕駛室三件套（腳墊、座椅套和方向盤套）③確認換擋桿置于P擋，拉起駐車制動器任務(wù)三電動刮水器操作機構(gòu)的拆裝知識鏈接一、任務(wù)準備①工作場景：多媒體教學(xué)教室，桑塔納2000教學(xué)用車。②主要設(shè)備：教學(xué)用車、成套組合工具車、多層零件車、工作臺、多媒體設(shè)備。③輔助材料：翼子板布和前格柵布、三件套、抹布、手套、車輪擋塊。二、實施步驟1、抬起刮水片【技術(shù)要求】①檢查刮水片是否損壞，如有損壞，及時更換②刮水片搖臂桿是否有彎曲折斷現(xiàn)象，如果有及時修理更換【易發(fā)問題】①用力搖晃刮水片搖臂桿②沒能仔細認證檢查刮水片是否完好無損2、取下刮水片【技術(shù)要求】①找到雨刮器卡扣，輕輕向里推刮水片，取下刮水片②操作過程中，手不要離開搖臂桿【易發(fā)問題】①用力過猛，將刮水片損壞②搖臂桿由于彈力敲擊玻璃使玻璃損壞3、清潔刮水片【技術(shù)要求】①刮水片放到指定位置，清理干凈②仔細檢查刮水片是否損壞，如果有更換新刮水片【安全警告】不要隨便亂扔，不按規(guī)定擺放4、取下塑料蓋【技術(shù)要求】用螺絲刀輕輕敲起塑料蓋【安全警告】不要用力過猛弄傷身體或損壞車輛5、輕放搖臂【技術(shù)要求】將刮水片操作桿輕輕放下【安全警告】不要將搖臂桿支撐起來【易發(fā)問題】搖臂桿支起不放下6、旋松螺栓【技術(shù)要求】用中號飛扳手、套筒、接桿旋松操作桿固定螺栓【易發(fā)問題】工具不能正確使用7、取下螺栓【技術(shù)要求】取下固定螺母，放到指定工具車上【易發(fā)問題】螺母脫落8、取下?lián)u臂【技術(shù)要求】取搖臂桿時將操作桿支起，輕輕用手向上提起，如果太緊，輕輕晃動便可【易發(fā)問題】生砸硬敲取下?lián)u臂桿，損壞刮水器9、旋松螺栓【技術(shù)要求】用中號飛板旋松固定螺栓【易發(fā)問題