风窗雨刮器及洗涤系统检修

时间：2022-11-04 百科知识版权反馈

【摘要】：为了保证在上述不良天气时驾驶员仍具有良好的视线，汽车上都安装有电动雨刮器，有的车上还安装有后风窗雨刮器。为了保证驾驶员在雨天或雪天时具有良好的视线，确保行车安全，在汽车挡风玻璃上装有雨刮器。雨刮的作用是使雨刮器系统达到其最终目的，即有效地刮净挡风玻璃上刮拭范围内的雨水和尘埃。一般情况下，在汽车组合开关手柄上有雨刮器控制旋钮，设有低速、高速、间歇三个挡位。

任务6　风窗雨刮器及洗涤系统检修

【任务导入】

驾驶员在行车时，遇有雨天、雪天、雾天或扬沙天气时，会造成视线不良，给驾驶安全带来隐患。为了保证在上述不良天气时驾驶员仍具有良好的视线，汽车上都安装有电动雨刮器，有的车上还安装有后风窗雨刮器。电动雨刮器一般具有1～3个橡皮刷，由驱动装置带着往复摆动，以除去挡风玻璃上的雨水、雪及沙尘等。

【任务分析】

打开汽车点火开关或操作电动雨刮开关，发现左右电动雨刮在低速、间歇、高速时均不能转动。

【相关知识】

一、电动雨刮器的作用

为了保证驾驶员在雨天或雪天时具有良好的视线，确保行车安全，在汽车挡风玻璃上装有雨刮器。大多数汽车的前风窗上装有两个刮水片，少量汽车上只安装一个刮水片。有些汽车后窗也装有一个刮水片，有些高级轿车的前照灯上也装有刮水片。

雨刮器的作用：清扫风窗玻璃上的雨水、雪或尘土，保证汽车在雨天或雪天时，驾驶员具有良好的视线，确保行驶安全。

二、电动雨刮器的组成及工作原理

永磁式电动机旋转，带动蜗杆、蜗轮，使与蜗轮相连的拉杆和摆杆带着左、右两个刮片架作往复摆动，橡皮刷便刷去风窗玻璃上的雨水、雪、灰尘。电动式雨刮器的结构和操纵手柄如图4－81和图4－82所示。

1）雨刮器电动机

雨刮器电动机为直流电动机，多采用永磁式，按其输出形式可分为旋转输出与摆动输出两种。其减速方式也可采用圆柱齿轮减速和蜗轮蜗杆减速两种，目前轿车上多采用蜗轮蜗杆减速摆动输出结构，当采用摆动输出形式时，除减速外，还需要一套将旋转运动改变为摆动的装置，如图4－83所示。

图4－81　电动式雨刮器结构图

图4－82　雨刮器操纵手柄

为了保证雨刮器系统在不工作时其雨刮能始终停在挡风玻璃下沿，在大多数雨刮器电动机的减速箱内都装有一套回位装置，用这个装置来控制电路，使刮水电动输出轴每次停在一个固定的位置。这种回位装置的控制电路有两触点回位双速控制电路和三触点回位双速控制电路两种结构，现以三触点回位双速控制电路为例阐述其结构和工作原理。

图4－83　蜗轮蜗杆减速摆动输出结构

图4－84所示为三触点回位双速控制电路的原理图，其开关挡位有快速、慢速和回位三个位置，其回位电极是a、b、c三个触点，回位控制板是装配在绝缘胶板（浅色部分）上的一块铜板组成，深色部分表示导电铜板，浅色部分表示绝缘板。三触点回位板是通过回位电极c与搭铁接通的。

当开关挡位由慢速挡切换到回位挡时，回位控制板运转到使回位电极b与c接通（此时，回位电极a处于断路）时，电动机输出轴始终停止于线路所示的一个固定位置，即挡风玻璃下沿的一个固定位置。

2）雨刮及传动机构

雨刮的作用是使雨刮器系统达到其最终目的，即有效地刮净挡风玻璃上刮拭范围内的雨水和尘埃。雨刮分刮杆和刮片两个部分，刮杆部分是由接头、刮杆臂、刮杆等零件组成的一个刚性杆件。接头用以与传动轴输出端相连接，而刮臂等零件铰接在接头的传动轴销上，在弹簧的作用下对刮片中心产生合适的压力，使之与挡风玻璃吻合后进行工作。

3）开关

雨刮器开关有拉钮（或旋钮）开关和杠杆开关两种，有些轿车上的雨刮器除具有刮水、喷洗功能外，还具备可调时间间歇式刮水及刮雾功能，当驾驶者将雨刮器和喷洗器开关杠杆向自身方向拉动并随即释放时，则刮雾器起作用，当向下压动杠杆位于第一挡位时，雨刮器间歇刮水，可适应微雨时需要；当向下压动杠杆至第二挡位时，雨刮器处于低速工作，以适应小雨需要；当继续下压扛杆至第三挡位时，雨刮器处于高速工作，以适应大雨时刮水的需要。转动雨刮器间歇时间调整按钮，可使间歇时间在2～12s间变化。

图4－84　三触点回位双速控制电路

三、电动雨刮器的间歇控制

现代汽车雨刮器都加装了电子间歇控制系统，使雨刮器按一定周期停止和刮拭，每动作一次，停止3～6s。汽车雨刮器间歇控制电路有多种形式，按照间歇时间不同可分为可调型和不可调型。间歇时间由间歇继电器控制，利用电动机的回位开关触点与继电器电阻电容的充放电功能使雨刮器按照一定周期刮扫。一般情况下，在汽车组合开关手柄上有雨刮器控制旋钮，设有低速、高速、间歇三个挡位。

1．不可调节间歇控制电路

雨刮器不可调节间歇控制由自动复位装置和电子振荡电路或集成电路组成。

1）同步间歇电子振荡电路的间歇控制

如图4－85所示，当雨刮器开关置于间歇挡位置（雨刮器开关处于0位，且间歇开关闭合）时，电源将通过自动复位开关向电容器C充电，其电路为：蓄电池正极→电源开关→熔断器→自动复位开关常闭触点（上）→电阻R1→C→搭铁→蓄电池负极。随着充电时间的增长，C两端的电压逐渐升高。当C两端的电压升高到一定值时，晶体管VT₁和VT₂先后相继由截止转为导通，从而接通继电器磁化线圈的电路，其电路为：蓄电池正极→电源开关→熔断器→电阻R₅→VT₂（e→c）→继电器磁化线圈→间歇开关→搭铁→蓄电池负极。在电磁吸力的作用下，继电器常闭触点打开，且其常开触点闭合，从而接通雨刮器电动机电路，其电路为：蓄电池正极→电源开关→熔断器→B₃→B₁→继电器常开触点→搭铁→蓄电池负极。此时电动机低速旋转。

图4－85　同步间歇电子振荡电路的间歇控制

当复位装置将自动复位开关常开触点（下）接通时，C通过二极管VD、自动复位开关常开触点迅速放电，此时雨刮器电动机的通电回路不变，电动机继续转动。随着放电时间的增长，VT₁基极的电位逐渐降低。当VT₁基极的电位降低到一定值时，VT₁和VT₂由导通变为截止，从而切断了继电器磁化线圈的电路，继电器复位，常开触点打开，常闭触点闭合。此时，由于自动复位开关常开触点处于闭合状态，电动机仍将继续转动，其电路为：蓄电池正极→电源开关→熔断器→B₃→B₁→继电器常闭触点→自动复位开关常开触点→搭铁→蓄电池负极。只有当刮水片回到原位（即不影响驾驶员视线位置），自动复位开关常开触点打开且其常闭触点闭合时，电动机才停止转动。继而电源将再次向C充电，重复以上过程。如此反复，实现刮水片的间歇动作，其间歇时间的长短取决于R1、C电路充电时间的大小。

2）集成振荡电路的间歇控制

如图4－86所示，当闭合间歇雨刮器开关时，集成电路将输出高电位，使继电器磁化线圈通电，在电磁吸力的作用下，常闭触点打开，常开触点（虚线）闭合，雨刮器电动机运转，电路为：蓄电池正极→电源开关→熔断器→B₃→B₁→雨刮器开关→继电器常开触点→搭铁→蓄电池负极。同时自动复位开关的常闭触点打开，常开触点（虚线）闭合。经过一定时间后，电路输出低电位，继电器磁化线圈断电，继电器复位，常开触点打开，常闭触点闭合。此时，由于自动复位开关的常开触点处于闭合状态，电动机仍将继续转动，其电路为：蓄电池正极→电源开关→熔断器开关→B₃→B₁→雨刮器开关→继电器常闭触点→自动复位开关常开触点→搭铁→蓄电池负极。只有当刮水片回到原位（即不影响驾驶员视线位置），自动复位开关的常开触点打开且其常闭触点闭合时，电动机才停止转动。然后重复上述过程。

2．可调式间歇控制电路

人工调节：由电位器控制电子振荡电路的变化频率（该电位器即由驾驶员控制的旋钮）。

自动调节：能根据雨水的大小自动开闭，并自动调节间歇时间，同时安装有感应雨水量大小的传感器。该调速器可根据雨量的大小或雾天的实际情况，自动调节刮水片的摆动速度，使挡风玻璃的清晰度提高，且能自动接通或关闭雨刮器，以达到无级调速的目的。

图4－86　集成振荡电路的间歇控制

如图4－87所示，S₁、S₂和S₃是安装在挡风玻璃上的雨水流量检测电极，雨水落在两检测电极之间，使其电阻值减小，雨水流量越大，其阻值越小。

图4－87　自动开关与调速控制电路

S₁与S₂之间的距离较近（约2．5cm），因此晶体管VT₁首先导通，继电器J₁通电，在电磁吸力的作用下，开关P闭合，雨刮器电动机低速旋转。当雨量增大时，S₁与S₂之间的电阻减小到使晶体管VT₂也导通，于是继电器J₂通电，在电磁吸力的作用下，开关A断开，开关B接通，雨刮器电动机转为高速旋转。雨停时，检测电阻之间的阻值均增大，VT₁、VT₂截止，继电器复位，雨刮器电动机自动停止工作。

雨刮器电子调速器电路如图4－88所示，该调速器可根据雨量的大小或雾天的实际情况，自动调节刮水片的摆动速度，使挡风玻璃的清晰度提高，且能自动接通或关闭雨刮器，以实现无级调速。

四、电动雨刮器电路分析

电动雨刮器控制电路如图4－89所示，雨刮器开关有五个挡位，其中2挡为高速运转挡（62～80r/min），1挡为低速运转挡（42～52r/min），f挡为点动挡，0挡为复位停止挡，j挡为间歇运转挡。雨刮器电动机为双速永磁直流电动机，电路受点火开关和中间继电器控制。

接通点火开关，即接通蓄电池向中间继电器磁化线圈的放电回路，其电流为：蓄电池正极→点火开关30接线柱→点火开关X接线柱→中间继电器磁化线圈→搭铁→蓄电池负极。在电磁吸力的作用下，中间继电器触点闭合，为雨刮器电动机的工作做好准备。

图4－88　雨刮器电子调速器电路

图4－89　电动雨刮器控制电路

将雨刮器开关拨到f挡，蓄电池通过雨刮器开关、间歇继电器常闭触点向雨刮器电动机放电，其电流为：蓄电池正极→中间继电器触点→熔断器S₁₁→雨刮器开关53e接线柱→雨刮器开关53接线柱→间歇继电器常闭触点→电刷B₁→电刷B₃→搭铁→蓄电池负极，此时电动机以低速运转。当手离开雨刮器开关时，开关将自动回到0位；如果此时刮水片处在影响驾驶员视线的位置，自动复位装置的常闭触点打开，常开触点闭合，雨刮器电动机电枢内继续有电流通过，其电流为：蓄电池正极→中间继电器触点→熔断器S₁₁→复位装置的常开触点→雨刮器开关53e接线柱→雨刮器开关53接线柱→间歇继电器常闭触点→电刷B₁→电刷B₃→搭铁→蓄电池负极，故电动机仍以低速运转。只有当自动复位开关处在图示位置时，雨刮器电动机才停止运转。

当将雨刮器开关拨到1挡时，蓄电池仍然是通过中间继电器、雨刮器开关、间歇继电器、电刷B₁和B₃向雨刮器电动机放电（放电回路与点动时相同），电动机以42～52r/min的转速低速运转。

当雨刮器开关拨到2挡时，蓄电池向电动机供电，其回路为：蓄电池正极→中间继电器触点→熔断器S₁₁→雨刮器开关53a接线柱→雨刮器开关53b接线柱→电刷B₂→电刷B₃→搭铁→蓄电池负极，此时电动机以62～80r/min的转速高速运转。

当自动复位开关切断电动机电路，由于旋转惯性使电动机不能立即停下来时，电动机将以发电机运行而发电。电枢绕组中所产生的感应电动势的方向与外加电压的方向相反，通过雨刮器开关、自动复位开关常闭触点构成回路，其电流为：电刷B₁→间歇继电器常闭触点→雨刮器开关53接线柱→雨刮器开关53e接线柱→自动复位开关的常闭触点→电刷B₃，电枢绕组中即会产生反电磁转矩（制动转矩），电动机迅速停止运转，使刮水片复位到挡风玻璃的下部。

当将雨刮器开关拨到j挡位置时，电子式间歇继电器工作，使其触点不断地开闭。当间歇继电器的常闭触点打开，常开触点闭合时，蓄电池向电动机的放电回路为：蓄电池正极→中间继电器触点→熔断器S₁₁→间歇继电器的常开触点→电刷B₁→电刷B₃→搭铁→蓄电池负极，电动机低速运转。当间歇继电器断电，其触点复位（常闭触点闭合，常开触点打开）时，电动机将停止运转。在此过程中，自动复位开关的工作与制动转矩的产生与上述相同。在间歇继电器的作用下，雨刮器电动机每6s使曲柄旋转一周。

五、洗涤装置

1．作用

汽车在风沙或尘土较多的环境中行驶时，会由于灰尘落在挡风玻璃上而影响驾驶员的视线。因此很多汽车的刮水系统中安装了洗涤装置，必要时向挡风玻璃喷水或专用清洗液（北方地区冬季不宜用水，以免冻裂储液罐或输液管），在雨刮器的配合下，保持挡风玻璃洁净。

2．结构原理

洗涤装置的组成如图4－90所示，主要由储液罐、清洗泵、输液管、三通、喷嘴及清洗开关等组成。

图4－90　洗涤装置结构

储液罐一般由塑料制成，内盛专用清洗液或水。有些储液罐上装有液面位置传感器，用以监测储液罐中清洗液的液位。清洗泵就是喷水电动机，实际上是由一个小型直流电动机和一个小型离心式水泵共同构成的。它工作时可以将洗液加压至70～88kPa，通过输液管及三通送到喷嘴，然后喷洒到挡风玻璃表面。喷嘴安装在挡风玻璃下面（发动机盖上后方），其喷射方向可以调整，使洗液喷射到合适位置。

清洗泵连续工作的时间一般不超过1min。使用时应先打开清洗泵再打开雨刮器，以避免雨刮器在挡风玻璃上“干刮”。在喷水停止后，雨刮器应继续刮2～5次，这样配合使用才能达到良好的使用效果。所以，清洗装置的电路一般与雨刮器开关联合动作。

【任务实施】

一、实施环境

（1）汽车电器实训室或汽车整车实训室。

（2）装有典型电动车窗的轿车（如帕萨特B5、奇瑞A3）、工具车（配有拆装工具）、工作台、解剖的典型电动车窗（如帕萨特B5）。

（3）相应的维修手册或资料。

二、实施步骤

1．电动雨刮器系统的拆卸

（1）雨刮器分解图及各零部件名称如图4－91所示。