8.1 风窗清洁装置（课件） 《汽车常规电气设备构造与维修》同步教学（高教版）

模块8 辅助电气设备 在现代汽车上，除了前面所讲述的主要电气设备外，还有一些辅助电器。如电动汽油泵、电动刮水器和洗涤器、柴油机起动预热装置、车用电话、音响和无线电防干扰装置等。随着汽车的现代化、自动化和高速化，辅助电器将越来越多。 8.1 风窗清洁装置 一、电动刮水器 1. 电动刮水器的结构 电动刮水器的作用是为了保证汽车在雨天、雪天行驶时驾驶员有良好的视线，确保行车安全。通常汽车上装有前风窗刮水器和后风窗刮水器。目前使用最多的是气动式和电动式两种，本节只讨论电动刮水器 电动刮水器由电动机和一套传动机构组成，如图8-1所示。工作时，电动机11旋转通过蜗杆10、蜗轮9降速，使与蜗轮偏心相连的拉杆8做往复运动，再通过拉杆3和7以及摆杆2、4、6带动左右两刷架1和5做往复摆动，橡胶刮水片便刮去挡风玻璃上的雨水、雪花和泥土。 刮水器电动机有复(或并)励式和永磁式两种。前者的磁场由磁极铁心和励磁绕组构成，绕组通以直流电便产生磁场。后者为永久磁铁，由于它体积小，质量小，结构简单，工作可靠等优点，目前在国内外汽车上得到了广泛的应用。 图8-1 电动刮水器 1、5一刷架 2、4、6—摆杆3、7、8一拉杆 9一蜗轮 10一蜗杆11一电动机12一底板 2. 刮水电动机的变速原理 直流电动机在工作时，必须满足的电压方程式如下： U=E反 +ISRS (1) 式中：U——电动机的端电压； E反——电枢绕组中的反电动势； Is——通过电枢绕组中的电流； Rs——电枢绕组的电阻。 而 E反=Cnɸ=KZnɸ (2) 式中：C——电机常数，C=KZ； K——常数； Z——正、负两电刷间串联的导体数； n——电动机转速； ɸ——磁极磁通。 将(2)式代人(1)式可得： 由上式可知，直流电动机的转速与电源电压、电枢回路中的电阻压降、磁通及两电刷间串联的导体数有关。只要改变上述4个量中的任何一个量，就可以使转速改变。目前，汽车上刮水器电动机一般采用改变磁通或两电刷间导体数的方法来改变直流电动机的转速。 图8-2三刷式电动机 1-电枢绕组 2-永久磁铁 3-换向器 4-反电动势 （1）永磁式电动刮水器 由于永磁电动机的磁极是永久磁铁，其磁场强弱是不能改变的，为了得到两种转速，汽车上常采用三刷式(即三个电刷)电动机。如图8-2所示，图中B3为高低速公用电刷，B1为低速电刷，B2为高速电刷，B1与B2相差60°，用以改变两电刷间的导体数。 刮水电动机工作时，在电枢内同时产生反电动势（ E反=CeФn），其方向与电枢电流的方向相反。若要使电枢旋转，外加电压必须克服反电动势的作用。当电动机转速升高时，反电动势增高，只有当外加电压等于反电动势时(忽略电枢压降)，电枢的转速才能稳定。 当刮水器开关S拨向L挡时（图8-3 a），电源电压加在电刷B1和B3之间，有两条电枢绕组并联支路，一条是由绕组1、2、3、4串联起来的支路；另一条是由绕组5、6、7、8串联起来的支路，可见，两条并联支路中，各路均有四个串联绕组，反电动势的大小与支路中反电动势的大小相等。由于外加电压需要平衡四个绕组所产生的反电动势，故永磁式刮水电动机转速较低 当刮水器开关S拨向H挡时（图8-3 b），电源电压加在电刷B2 和B3之间。两条电枢绕组并联支路中，一条由绕组1、2、3、4、8串联，另一条由绕组5、6、7串联。因电机内部的磁场方向和电枢的旋转方向没有变化，故各绕组内反电动势的方向与低速时相同。绕组1、2、3、4、8同在一条支路中，其中绕组8与绕组l、2、3、4的反电动势方向相反，抵消一绕组磁场，使每条支路变为三个绕组，外加电压只需平衡三个绕组所产生的反电动势，所以实际加在电枢绕组两端的有效电压值增高，因此电动机的转速增高。电动机转速增高产生的反电动势增大，当外加电压与反电动势达到新的平衡后，永磁式刮水电动机便以某一高转速稳定运转。 图8-3 三刷式电动机变速原理 永磁电动机双速刮水器工作原理如图8-4所示。 接通电源开关，当把变速开关9拉到“I”档时，电流从蓄电池的+极→总开关7→熔断丝6高、低速共用电刷B3→电枢11→低速电刷B1→接线柱L→接触片10→接线柱E→搭铁→蓄电池“一”极，构成回路。电流通过电刷B3和B1之间的导体数较多，电动机转速较低，故刮水片以低速状态刮去挡风玻璃上的雨和雪。 当变速开关拉到“Ⅱ”档时，电流则从蓄电池的“+”极→总开关7→熔断丝6→高、低速共用电刷B