07-汽车舒适与安全系统.ppt
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1、单元七汽车舒适与安全系统,第一节汽车风窗清洁装置第二节电动车窗与天窗第三节电动后视镜第四节电动座椅第五节中控门锁第六节电子防盗系统,返回,第一节汽车风窗清洁装置,汽车风窗清洁装置由电动刮水器、风窗玻璃洗涤器和除霜装置三部分组成。其作用是清除风窗玻璃上的雨水、雪、尘土或污物以及除霜等,以保证驾驶员有良好的驾驶视线。风窗清洁装置在汽车上的布置如图所示。一、电动刮水器与风窗玻璃洗涤器(一)电动刮水器电动刮水器的作用与分类电动刮水器的功用是汽车在遇到下雨或下雪天气时,为保持良好的视线,通过联动机构使前及后风窗玻璃表面上的刮水片来回摆动,从而清除玻璃上的雨雪或积物。,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置
2、,现代汽车均使用电动机驱动刮水器,这样可以保持一定速度的摆动,不受发动机转速与负荷变动的影响,且可以随驾驶员需要,视雨势大小调整动作速度。电动刮水器更可以做每秒一次至一次间歇动作的无级变速调整。根据刮水片的联动方式,刮水器可分为平行联动式、对向联动式、单臂式三种类型,如图所示。目前,汽车上使用的刮水器多数是平行联动式。电动刮水器的结构和原理电动刮水器由刮水电动机、传动机构(曲臂、连杆、摆杆、摇臂)、刮水片三大部分组成,如图所示。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,电动刮水器的基本原理是利用直流电动机的动力,经蜗轮蜗杆减速机构,并带动连杆和摆杆运动,使刮水片作往复摆动,从而清除玻璃上
3、的雨雪或积物。)刮水电动机刮水电动机一般有励磁式和永磁式两种。永磁式直流电动机具有结构简单、功率大、省电等优点,在大多数汽车上采用。现代汽车刮水电动机均使用永磁式直流电动机。永磁式刮水电动机的构造如图所示,主要由磁场、电枢、蜗轮蜗杆减速机构和自动停位器等组成。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,为了满足实际使用的需要,刮水电动机有低速和高速刮水两个挡位,在任意位置切断刮水电动机电路,刮水片总是能自动回到挡风玻璃最下方。它的变速是利用永磁三刷式电动机来实现的。三个电刷分别为共用电刷、低速电刷、高速电刷;低速电刷与高速电刷相隔,与共用电刷相隔。当电源加到低速电刷和共用电刷上时,在电动机
4、内部形成两条对称的并联支路,电动机稳定在一定转速下运行。当电源加在高速电刷和共用电刷上时,电动机内部支路上串联的有效绕组减少,因而正负电刷之前的反电动势减小,电枢电流增大,电动机的转矩增大,在负载不变的情况下,电动机获得较高的转速。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,当刮水电动机转动时,电动机输出轴蜗杆带动蜗轮旋转,减速输出动力,并使蜗轮上的曲臂旋转,经连杆使短臂以电枢中心作扇形运动,此短臂上安装右侧的刮水器臂,另一连杆与左侧的短臂连接,左右两侧的刮水器臂以电枢为中心作同方向左右平行的运动。)刮水传动机构刮水传动机构又称为联动机构,其作用是把电动机的旋转输出运动传递到刮水臂,并转化
5、为摆动运动。刮水传动机构还配有刮水器支架,用于将刮水器安装在汽车风窗玻璃前,以及刮水器系统各部件的安装,如图所示。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,刮水传动机构专用性较强,尺寸种类变化繁多,无统一的型号编制。其外形、安装尺寸、刮拭角等参数基本上由汽车制造厂根据汽车前围的大小、高低及布置空间等要求而确定。)刮水片刮水片(又称雨刷)是指最终完成刮水作用的橡胶片。刮水片的作用是清扫风窗玻璃上的雨水、雪或尘土,保证汽车在雨大或雪大时驾驶员有良好的视线,确保行驶安全。刮水片与清洗装置是汽车必须具备的装置,为安全行车提供保证,如图所示。电动刮水器的控制原理,上一页,下一页,返回,第一节汽车风
6、窗清洁装置,)变速原理电动刮水器刮水片的摆动速度由电动机转速决定,刮水电动机转速的高低可通过改变磁通进行变速和改变电刷间导体数进行变速。永磁式刮水电动机采用改变电刷间导体数进行变速,其原理如图所示。()低速刮水原理。当开关拨向(低速挡)位置时,控制电路如图()所示,由于电动机电枢内部为对称的两条并联支路(、两条支路),电动机转动时电枢绕组产生的感应电动势较高,与电源电压平衡后,使流过的电枢电流较小,电动机以较低转速运转。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,()高速刮水原理。当开关拨向(高速挡)位置时,控制电路如图()所示,由于电动机电枢内部不是对称的两条并联支路(、两条支路),电动
7、机转动时电枢绕组产生的感应电动势将有部分相互抵消,使流过的电枢电流较大,电动机以较高转速运转。)自动复位原理当刮水器停止工作时,为了避免刮水片停在风窗玻璃中间而影响驾驶员视线,汽车上电动刮水器都设有自动复位装置。其功能是在关断刮水器开关时,刮水片能自动停在驾驶员视野以外的指定位置(即风窗玻璃的下部)。刮水器自动复位电路如图所示。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,当刮水器开关推到“”挡(停止)时,若刮水片没有停在规定的位置,则蜗轮转动的位置将使触点与铜环接触,电流继续流入电枢。此时,电流由蓄电池正极电源开关熔断器共用电刷电枢低速电刷刮水器开关接线柱刮水器开关接线柱下触点臂下触点铜环
8、搭铁蓄电池负极,形成电流回路,电动机仍以低速运转,直至蜗轮转到特定位置时,铜环将两触点跨接,电动机电枢绕组被短路。由于电动机存在惯性,不能立即停转,而是以发电机方式运行。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,因为电枢绕组产生的电动势的方向与外加电源电压的方向相反,所以电流从共用电刷上触点臂上触点铜环下触点下触点臂刮水器开关接线柱刮水器开关接线柱低速电刷,形成电流回路,并产生制动力矩,使电动机迅速停止转动,刮水片停在指定位置。)间歇刮水控制原理汽车在毛毛细雨或雾天、小雪天气中行驶时,如按前述的刮水器速度(哪怕是低速)进行刮拭,那么挡风玻璃上的微量水分和灰尘就会形成发黏的覆盖层。因此,不
9、仅不能将挡风玻璃刮拭干净,反而会使玻璃模糊不清,留下污斑,影响驾驶员的视线。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,故现代汽车刮水器除低、高速外,通常在刮水器上增设间歇控制功能的旋钮。在遇到上述情况时,开动间歇开关,使刮水器按一定周期自动停止和刮拭,即每刮水一次停止,这样,可使驾驶员获得良好的视野。有些汽车在间歇动作时,为能彻底刮净风窗玻璃上的尘土,并且避免刮水片或玻璃刮伤,一般附有自动喷水动作。刮水系统的“间歇刮水”功能主要依靠间歇刮水控制器来实现,刮水器的间歇控制电路有多种形式,按照间歇时间能否调节可分为不可调式和可调式两种类型。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,()
10、不可调节式间歇控制电路。不可调节式刮水器的间歇控制一般利用自动复位装置、电子振荡电路或集成电路来实现。同步振荡电路。图所示为同步间歇刮水器内部控制电路。当刮水器开关置于断开位置(“”挡),间歇开关置于接通位置时,电源便向电容器充电,其电路为蓄电池正极点火开关熔断器自动复位开关常闭触点(上)电阻电容器搭铁蓄电池负极。随着充电时间的增长,电容器两端的电压逐渐升高。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,当复位装置将自动复位开关的常开触点(下)接通时,电容器通过二极管自动复位装置常开触点迅速放电,此时刮水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,基极的电位逐渐降低。当基极的电
11、位降低到一定值时,和由导通变为截止,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点火开关熔断器继电器常闭触点复位开关的常开触点搭铁蓄电池负极。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,只有当刮水片回到原位,自动复位开关的常开触点打开、常闭触点闭合时,电动机方能停止转动。继而电源将再次向电容器充电,重复以上过程,如此反复,以实现刮水器的间歇动作,其间歇时间的长短取决于、电路充电时间常数的大小。无稳态方波发生器控制电路。如图所示,、组成无稳态多谐振荡器,其工作原理与闪光器相同。、决
12、定继电器通电吸合时间,、决定继电器的断电时间。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,当刮水器开关在“”挡位置时,刮水电动机电枢被电刷、,继电器的常闭触点和复位(自停)开关短路,电动机不转动。此时,若接通间歇开关,则导通,截止,继电器通电动作,常开触点闭合,此时刮水电动机低速运转。当充电到一定值后,导通,迅速截止,继电器断电,常闭触点闭合。此时,自停触点通过铜环搭铁,刮水电动机继续运转,直到雨刮臂到达风窗玻璃下部,复位开关上部闭合,电枢短路制动而停止。当充电到导通电压时,导通,截止,继电器动作,常开触点闭合,又重复上述过程。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,由上述可知,只
13、要导通时间足够长(),刮水电动机转过自停位置后,即使截止,刮水电动机也会继续转动,使刮水橡胶刮拭一次,调整、的值,则可调整间歇时间。集成电路电子间歇振荡电路。图所示为集成电路电子间歇振荡电路控制的间歇刮水器。用集成电路接成的振荡器,充电时间为,放电时间为。当间歇刮水开关闭合时,电路输出高电位,继电器通电,常开触点闭合,刮水电动机运转。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,经过一定时间后,电路翻转,号端子输出低电位,继电器断电,常开触点断开,常闭触点闭合,此时,刮水电动机继续运转,直至复位开关闭合,刮水片停在原始位置。()可调式间歇控制电路。电动刮水器虽然能实现间歇控制,但不能随雨量的
14、变化及时调整雨刮的刮水频率。可调式间歇控制电路就是根据雨量大小自动关闭,并自动调节间歇时间的间歇刮水系统。图所示为刮水自动开关与调速控制电路。电路中、是安装在风窗玻璃上的流量检测电极,雨水落在两检测电极之间,使其阻值减小,水流量越大,其阻值越小。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,与之间的距离较近(约.),晶体三极管首先导通,继电器通电,在电磁吸力的作用下,点闭合,刮水电动机低速旋转。当雨量增大时,与之间的电阻减小到三极管也导通,于是继电器通电,在电磁吸力的作用下,点断开,点接通,刮水电动机转为高速旋转。雨停时,检测电阻之间的阻值均增大,三极管、截止,继电器复位,刮水电动机自动停止
15、工作。目前,汽车上广泛采用了一种雨滴感知型刮水系统。雨滴感知型刮水器能根据雨量的大小自动调节刮水频率,使驾驶员始终保持良好的视线。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,雨滴感知型刮水器主要由雨滴传感器、间歇刮水放大器和刮水电动机等组成,如图所示。图所示为雨滴感知型刮水器的电子调速电路与原理框图。该调速刮水器可根据雨量的大小或雾天等实际情况,自动调节刮水片的摆动速度,提高风窗玻璃的清晰度,而且能自动接通或关闭刮水器以达到无级调速的目的。图()电路中的雨滴传感器是用镀铜板制成的两个间隔很近但不相通的电极,可利用压电元件制成,其作用是将雨量的大小转变为与之相对应的电信号,其结构如图所示。,
16、上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,工作时,由于雨滴下落撞击到传感器的振动片上,振动片将振动能量传给压电元件,压电元件受压而产生电压信号,电压值与撞击振动片上的雨滴的撞击能量成正比。电压信号经过放大后送入间歇刮水放大电路,对放大器的充电电路(电容)进行的定时充电,电容电压上升。该电压输入比较电路,比较电路将其与基准电压比较,当电容电压达到时,比较电路向刮水电动机发出信号,使其工作一次。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,当雨量大时,压电元件产生的电压信号强,充电电路电压达到基准电压值所需的时间短,刮水器的工作间歇时间就短;反之,雨量小时压电元件产生的电压小,充电电路电压达
17、到基准电压所需时间长,刮水器的工作间歇时间就长。当雨量很小,雨滴传感器没有电压信号输出时,只有定电流电路对充电电路进行充电,后充电电路的输出电压达到基准电压,刮水器动作一次。这样,雨滴感知型刮水器就把刮水器的间歇时间控制在范围内,以适应不同雨量的需要。(二)风窗玻璃洗涤器,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,功用与组成汽车上增加风窗玻璃洗涤装置,是为了更好地消除附在风窗玻璃上的灰尘污物,它与刮水器配合使用,保证驾驶员有良好的视线,同时避免划伤玻璃。风窗玻璃洗涤器的组成如图()所示,主要由储液罐、洗涤泵、软管和喷嘴等组成。储液罐由塑料制成,内装有用水、酒精或洗涤剂等配制的清洗液。洗涤泵
18、俗称喷水电动机,由永磁式直流电动机和离心式叶片泵组装成为一体,安装在储液罐上或管路内,其作用是将清洗液加压(),通过软管和喷嘴喷洒到风窗玻璃表面。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,喷嘴安装在风窗玻璃下面,其喷射方向可以调整,使洗涤液喷射在风窗玻璃的合适位置,使用时应先开洗涤泵后开刮水器。洗涤泵连续工作的时间一般不超过,在喷水停止后,刮水器应继续刮次,以达到较好的洗涤效果。清洗泵的工作过程如图()所示。工作原理图所示为风窗玻璃洗涤器和刮水器配合使用电路。(三)风窗玻璃刮水洗涤装置控制电路图所示为风窗玻璃刮水洗涤装置的控制电路。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,其工作过
19、程如下:刮水器低速工作当点火开关打至挡且刮水开关置于低速挡位时,电流由蓄电池正极熔丝盒点火开关挡刮水器熔丝刮水洗涤组合开关接线柱低速开关刮水洗涤组合开关接线柱刮水电动机低速电刷电枢公共电刷搭铁蓄电池负极,形成电流回路,刮水电动机低速运转。刮水器高速工作,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,当点火开关打至挡且刮水开关置于高速挡位时,电流由蓄电池正极熔丝盒点火开关挡刮水器熔丝刮水洗涤组合开关接线柱高速开关刮水洗涤组合开关接线柱刮水电动机高速电刷电枢公共电刷搭铁蓄电池负极,形成电流回路,刮水电动机高速运转。刮水器间歇工作,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,当点火开关打至挡且刮水
20、开关置于间歇位时,电流由蓄电池正极熔丝点火开关挡刮水器熔丝刮水器继电器号端子刮水器继电器号端子刮水洗涤组合开关接线柱间歇开关刮水洗涤组合开关接线柱刮水电动机低速电刷电枢公共电刷搭铁蓄电池负极,形成电流回路,刮水电动机低速运转。刮水器继电器决定间歇时间。刮水器停机复位,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,当刮水器开关打至复位挡位置时,若刮水片没有停在规定位置,则刮水器电动机内复位装置将号端子与号端子接通,电流由蓄电池正极熔丝点火开关挡刮水器熔丝刮水电动机号端子刮水电动机号端子刮水器继电器号端子刮水器继电器号端子刮水洗涤组合开关接线柱复位开关刮水洗涤组合开关接线柱刮水电动机低速电刷电枢公
21、共电刷搭铁蓄电池负极,形成电流回路。直至刮水器停在规定的停止位置上。洗涤器工作,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,当点火开关打至挡且刮水洗涤开关置于洗涤位时,电流由蓄电池正极熔丝点火开关挡刮水器熔丝洗涤泵电动机刮水洗涤组合开关接线柱洗涤开关刮水洗涤组合开关接线柱搭铁蓄电池负极,形成电流回路。同时,刮水器继电器被触发工作,使刮水器配合洗涤器工作一段时间。二、除霜装置除霜装置用以清除汽车风窗玻璃上的霜和冰雪,以确保驾驶员的良好视野。除霜装置分前窗除霜装置和后窗除霜装置。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,在气温较低的环境中,风窗玻璃内侧易结冰霜,给人们驾车出行造成很大不便和
22、困扰,通常是采用加热的方法将其除去。目前,汽车上采用的除霜方式主要有车载暖风除霜、加有电阻丝的电热玻璃除霜、使用汽车防雾剂和防雾贴膜除霜三种方式。车载暖风除霜在装有空调或暖风装置的车上,可以通过风道向前面及侧面风窗玻璃吹热风以加热玻璃防止水分凝结,达到除霜的目的。这种方式主要用于汽车前挡风玻璃,它由鼓风机、进出暖风风管和除霜喷口等组成。除霜器喷口安装在风窗玻璃的下部,喷口长度应占风窗玻璃半边的左右。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,暖风的进口和车内暖风装置的风管相连,以便直接用暖风将覆盖于风窗玻璃外表面的霜和冰雪融化,消除风窗玻璃内表面的雾气。加有电热丝的电热玻璃除霜向风窗玻璃上
23、吹热空气的除霜方法需较长的时间,且不能快速将整个风窗玻璃上的冰雪融化。因此,后挡风玻璃采用电热玻璃除霜方式,如图所示。后挡风玻璃除霜器一般是在玻璃成型过程中,将很细的电阻丝烧结在玻璃表面上。它由一组平行的含银陶瓷电阻丝组成,在玻璃两侧有汇流条,各焊有一个接线柱,其中一个用来供电,另一个是搭铁接线柱。,上一页,下一页,返回,第一节汽车风窗清洁装置,电热玻璃除霜的工作电流较大,因此电路中除设有开关外,有的还设有一个定时继电器。其原理是在挡风玻璃中均匀布置多条加热电阻丝,打开电阻开关后,电阻丝通电加热,使玻璃温度升高,附着在玻璃上的霜雾则受热融化,从而达到除霜效果。其缺点是:电阻丝的不透明性会影响驾
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