第六章 汽车辅助电器

汽车辅助电器

本章教学要点

知识要点掌握程度相关知识风窗清洁装置掌握电动刮水器基本结构，掌握电动刮水器的工作原理；了解风窗玻璃洗涤器的结构及工作原理；了解后窗玻璃除霜装置的结构及工作原理。电动刮水器清洗器电动辅助装置了解电动车窗的结构及基本工作原理；了解电动天窗的结构及基本原理；了解电动座椅的结构及基本工作原理；了解电动后视镜的结构及基本原理电动车窗电动天窗电动座椅电动后视镜中央门锁与防盗了解中控门锁系统的组成及基本原理；掌握中控门锁控制系统工作原理；了解防盗系统的结构及工作原理。中控门锁系统的组成与功能中央门锁控制系统防盗系统知识要点掌握程度相关知识汽车低温起动加热装置了解柴油机低温起动加热装置的加热方式，掌握几种加热电路的工作原理了解汽油机的低温起动加热装置。柴油机的低温起动加热装置；汽油机的低温起动加热装置汽车雷达防碰撞系统了解汽车雷达防追尾碰撞系统的组成及基本原理；掌握其中的测距原理；了解雷达倒车防撞系统的组成及基本原理。汽车雷达防追尾碰撞系统；汽车超声波雷达倒车防撞系统；汽车音响了解汽车音响的特点；掌握汽车音响的组成及基本原理。汽车音响的特点；汽车音响的组成及基本原理知识要点掌握程度相关知识

导入：为了满足汽车的各种需要，减轻驾驶员的劳动强度，提高乘员的安全性、舒适性和实用性，在现代汽车上，除了前面所述的各种基本电器设备外，汽车上应用的辅助电器装置越来越多，目前广泛应用的有风窗清洁装置、电动车窗、电动座椅、电动门锁、电动后视镜、电动天线等。

6.1风窗清洁装置；6.2电动辅助装置

；6.3中央门锁与防盗

；6.4汽车低温起动加热装置

；6.5汽车音响

；6.6晶体管电动汽油泵

6.1风窗清洁装置

为了保证在各种使用条件下挡风玻璃表面的干净和清洁，也为了提高汽车在雨天和雪天行驶时驾驶员的能见度，汽车上都装有风窗玻璃刮水器，大部分汽车还装有风窗洗涤装置和除霜装置。6.1.1电动刮水器刮水器的作用是保证驾驶员在雨天、雪天和雾天都有良好的视线，提高在恶劣气候条件下的安全性。刮水器有真空式、气动式和电动式三种。气动式只适用于具有压缩空气气源的汽车，电动式刮水器则应用较广。本书只介绍电动刮水器的基本知识。

（1）电动刮水器的基本结构电动刮水器是由微型直流电动机驱动，通过联动机构，使挡风玻璃外表面上的刮水片来回摆动，从而扫除挡风玻璃上的雨水或雪。电动刮水器由刮水电动机和一套传动机构组成，如图6.1所示。图6.1电动刮水器1、5-刷架；2、4、6-摆杆；3、7、8-拉杆；9-蜗轮；10-蜗杆；11-电动机；12-底板

图6.2是一双速刮水电动机的控制电路图。刮水器工作时，利用电动机的三个电刷来改变正负电刷之间串联的线圈数，可实现电动机的变速，即当对称电刷（图6.2中B、B1）通电时，电动机为低速；当偏置电刷（图6.2中B2）通电时，电动机为高速。而刮水器的不同工作速度即由电动机的高低转速来实现。通过控制开关，可实现刮水器的低速运转、高速运转和停机、复位等功能。图6.2永磁式电动机自动复位装置a）复位位置；b）运转位置1-电源总开关；2-熔断丝；3、5-触点臂；4、6-触点；7、9-铜环；8-蜗轮；10-电枢；11-永久磁铁

（2）电动刮水器的工作原理如图6.2，当电源开关1接通，把刮水器开关拉到“I”档（低速）时，电流从蓄电池正极→开关1→熔断丝2→电刷B→电枢绕组→电刷Bl→接线柱②→接触片→接线柱③→搭铁。电动机以低速运转。当刮水器开关拉到“II”挡(高速)时，电流从蓄电池正极→开关1→熔断丝2→电刷B→电枢绕组→电刷B2→接线柱④→接触片→接线柱③→搭铁→蓄电池负极，形成回路，电动机以高速运转。

当刮水器开关推到“0”挡(停止)时，如果刮水器的橡皮刷没有停到规定的位置，由于触点6与铜环9接触，如图6-2b所示，则电流继续流入电枢。此时电流从蓄电池正极→开关1→熔断丝2→电刷B3→电枢绕组→电刷Bl→接线柱②→接触片→接线柱①→触点臂5→触点6→铜环9→搭铁→蓄电池负极，形成回路，电动机以低速运转，直至蜗轮转到如图6-2a所示的特定位置。触点4和触点6通过铜环7接通，由于电枢转动时的惯性，电机不能立即停下来，电动机以发电机方式运行而发电。因为电枢绕组所产生的反电动势的方向与外加电压的方向相反，所以电流从电刷B2→触点臂3→触点4→铜环7→触点6→触点臂5→接线柱①→接触片→接线柱②→电刷B1，形成回路，产生制动转矩，电机迅速停止转动，使橡皮刷复位到风窗玻璃的下部。

（3）间歇式电动刮水器

刮水系统的间歇功能主要靠间歇控制器来实现。现以奥迪100型轿车间歇控制器为例加以说明。图6.3为奥迪100型轿车刮水系统电路原理图，它由间歇控制器1、刮水器开关2、洗涤电动机3、刮水电动机4等组成。间歇控制器由电子元件与小型继电器组合而成。其工作电压为12V。图6.3奥迪100型轿车刮水系统电路原理l-间歇控制器；2-刮水器开关；3-洗涤电动机；4-刮水电动机刮水器开关TiP-点动；0-停；I-间歇；1-慢速；2-快速；Wa-洗涤6.1.2清洗器为了及时消除风窗玻璃上的尘土和污物，使驾驶员有良好的视线，现代汽车上大都装有风窗玻璃洗涤器、后窗玻璃除霜装置等清洗设备。（1）风窗玻璃洗涤器图6.4为桑塔纳轿车的洗涤器，它由储液箱l、洗涤泵2、软管3和喷嘴4等组成。图6.4桑塔纳轿车风窗洗涤器1-储液箱；2-洗涤泵（直流电动机与泵）；3-输水软管；4-喷嘴

（2）后窗玻璃除霜装置冬季风窗玻璃上易结冰霜，用刮水器是无法清除的，目前最有效的办法是将玻璃加热进行除霜。图6.5后窗除霜装置1-蓄电池；2-点火开关；3-熔断丝；4-除霜器开关及指示灯；5-除霜器（电热丝）6.2电动辅助装置6.2.1电动车窗电动车窗，又称自动车窗、电动摇窗机等，它可使驾驶员或乘员坐在座位上、利用开关控制电动机驱动玻璃升降器，实现车窗玻璃的自动升降，即使在行车过程中，也能安全方便地开关车窗。电动车窗的驱动装置一般由永磁双向电动机和蜗轮蜗杆减速机构组成。

（1）电动车窗的组成电动车窗主要由玻璃升降器、电动机、开关及控制电路等组成。

1）玻璃升降器图6.6电动车窗交叉臂式玻璃升降器l-调整杆；2-支架与导轨；3-驱动齿扇；5-电动机及插座

交叉臂式玻璃升降器的简单工作原理是：门窗电动机的棘轮带动扇形齿板转动、从而带动交叉臂运动，使门窗玻璃作上、下移动。

电动绳轮式玻璃升降器是在电动机的主轴上安装一个蜗轮，经蜗轮减速后，通过转筒和钢丝使玻璃平行地上下滑动。其上端和下端分别设计有挡块，用张紧筒和弹簧保持钢丝的一定拉力，以便机构正常运行。图6.7电动车窗绳轮式玻璃升降器1-电动机；2-涡轮蜗杆；3-减振弹簧；4-绳索；5-电源接头；6-玻璃升降导轨；7-夹持器图6.8电动车窗软轴式玻璃升降器l-齿条；2-电缆接头；3-电动机；4-小齿轮；5-定位架

电动车窗玻璃升降器的主要技术参数是标称电压、工作电压、额定负载、玻璃行程、玻璃上升时间、电动机最大消耗电流、制动力和寿命等。此外，还要能经受高温、低温、盐雾、尘埃、喷水、振动和冲击等环境试验，并且应使产品能经受电动机制动、电动机过流保护、电磁相容性、噪音和寿命等试验，以保证产品的质量和工作可靠。2）电动车窗控制开关电动车窗的控制开关有两套：一套为主控开关，一般安装在驾驶员侧车门扶手上或仪表板，由驾驶员控制玻璃升降。另一套为分控开关，一般安装在乘客侧的车门扶手上，可由乘客控制玻璃升降。但是，有些汽车的主控开关上还装有能控制分开关的总开关，它可以切断其他各车窗的电源，使每个车窗的操作开关不起作用，起到安全保护作用。图6.9双绕组串励式电动车窗控制电路1-驾驶员主控开关；2-乘员独立操作开关；3-双向电动机图6.10永磁式电动车窗控制电路1-右前车窗开关；2-右前车窗电机；3-右后车窗开关；4-右后车窗电机；5-左前车窗电机；6-左后车窗电机；7-左后车窗开关；8-驾驶员主控开关组件

（2）电动车窗的控制电路及工作原理图6.11为四车门电动车窗玻璃升降器的主控制按钮结构图，图6.12所示为该电动车窗的控制电路。该控制电路可以实现手动控制和自动控制。该玻璃升降器的电子控制电路由各个车门开关、乘客门窗电动机以及前驱动器（包括开关、电机）等组成，它还具有驾驶座主开关。图6.11电动车窗主控制按钮结构图a)中立位置；b)手动控制；c)自动控制1-螺线管；2-滑销；3-自动旋钮；4-手动旋钮；5止板；6-弹簧；7-柱塞1）手动操作控制玻璃升降图6.12四车门电动车窗玻璃升降器的控制电路2）自动控制玻璃升降当把自动旋钮压向车辆前方时（见图6.11c），触点①与UP侧相接（见图6.12），电动机按UP箭头方向通过电流，门窗玻璃上升且关闭；与此同时，电阻R上电压降低，此电压加于比较器1的一端，它与参考电压Ref.1进行比较。Ref.1的电压值设定为相当于电动机锁止电流值约15A，通常为比较器1的低电位端（“－”端）；而比较器2的参考电压Ref.2通常设定为小于比较器1的输出，且为高电位端（“＋”端）。

其路径为；蓄电池的“＋”→点火开关→UP→触点①→二极管VDl→电磁线圈→三极管V→二极管VD4→触点②→电阻R→搭铁→蓄电池“－”。6.2.2电动天窗为了增加舒适性，越来越多的现代汽车增加了天窗这一配置。汽车的天窗也可以说是汽车移动式车顶的一种，驾驶员可以通过汽车天窗来采光、通风、遮阳等，有时还可以利用可以开启的车顶做一些类似摄影检阅等工作。

电动天窗主要由天窗组件、滑动机构、驱动机构和控制系统等组成，如图6.13所示。

1）天窗组件包括天窗框架、天窗玻璃、遮阳板、导流槽、排水槽等。

2）天窗驱动机构主要由电动机、传动机构、滑动螺杆等组成。

3）电动天窗控制系统主要包括天窗开关、电子控制器（ECU）、继电器等。图6.13电动天窗的结构1-遮阳板；2-天窗玻璃；3-电动机及驱动机构；4-电子控制器（ECU）；5-滑动螺杆图6.14电动天窗的驱动机构1-滑动螺杆；2-电动机；3-驱动机构；4-后枕座

图6.15所示为电动天窗实现斜升或斜降的原理示意图。需要开启电动车窗时，按动电动车窗开启开关，这时电子控制器（ECU）接收到开关输入的信息，使继电器触点闭合，天窗电动机即开始工作，使电动天窗实现自动开启的动作。图6.15电动天窗结构及工作原理示意图a）结构图；b）原理示意图l-天窗玻璃；2-导向块；3-导向销；4、7-导向槽；5-后枕座；6-连杆；8-托架；9-前枕座6.2.3电动座椅汽车座椅的主要功能是为驾驶员提供便于操作、舒适而又安全的驾驶位置，以及为乘员提供不易疲劳、舒适而又安全的乘坐位置。电动座椅是指以电动机为动力，通过传动装置和执行机构来调节座椅各种位置，使驾驶员或乘员的乘坐更加舒适。6.2.3.1普通电动座椅（1）普通电动座椅的组成电动座椅一般由多个双向电动机、传动机构和控制电路（包括控制开关）3个主要部分组成，其结构和电动机的安装位置如图6.16所示。图6.16普通电动座椅的结构1-倾斜电动机；2-电动座椅开关；3-滑动电动机；4-前垂直电动机；5-腰垫开关；6-后垂直电动机；7-腰垫电动机图6.18

纵向调整机构1-蜗杆；2-蜗轮；3-齿条；4-导轨；5-支承及导向元件；6-位置传感器；7-调整电动机图6.17

高度调整机构1-铣平面；2-止推垫片；3-芯轴；4-蜗轮；5-挠性驱动蜗杆轴

（2）电动座椅的控制原理电动座椅控制电路的原理如图6.19所示，它与电动车窗的控制电路相似，通过调整开关控制双向直流电动机的电流方向来实现电动座椅的调整。该电动座椅包括滑动电动机、前垂直电动机、倾斜电动机、后垂直电动机和腰椎电动机，可以实现座椅的前后移动、前部高度调节、靠背倾斜程度调节、后部高度调节及腰椎前后调节。图6.19电动座椅的控制电路图6.2.3.2具有自动调节功能的电动座椅图6.20带自动调节功能电动座椅系统原理图图6.21丰田凌志LS400型轿车自动座椅的基本组成及安装位置1-头枕电动机；2-倾斜电动机；3-座椅开关；4-滑动电动机；5-后垂直电动机；6-前垂直电动机；7-自动座椅ECU；8-滑移位置传感器；9-前垂直位置传感器；10-自动座椅开关；11-腰垫开关；12-后垂直位置传感器；13-倾斜电动机和位置传感器；14-头枕位置传感器；15-腰垫电动机6.2.3.3电动座椅的加热（1）加热速度不可调式座椅加热系统（2）加热速度可调式座椅加热系统6.2.4电动后视镜后视镜的作用是方便驾驶员能够清楚地看到车辆两侧及车辆后面其它运行车辆和路人的位置情况，后视镜的位置与行车的安全性有着密切的关系。后视镜的调整一般来说比较麻烦，特别是乘客车门侧的后视镜。电动后视镜控制系统的应用可以很方便地解决这个问题，驾驶员只需要在驾驶位置上操纵电动后视镜开关，就可以获得比较理想的位置。

（1）电动后视镜的组成汽车的电动后视镜一般由镜片、调整开关、双电动机、传动和执行机构、外壳及连接件等组成。

图6.27电动后视镜的结构和控制开关示意图a）后视镜结构图；b）开关示意图1-驱动电动机；2-镜片固定架；3-后视镜壳体；4-左右调整开关；5-后视镜开关6.3中央门锁与防盗

中控门锁系统的功用是：当驾驶员锁住驾驶员车门时，其他所有车门（包括后车门或行李箱门等）都能同时自动锁住；当驾驶员打开驾驶员车门时，其他几个车门能同时打开；另外，为了方便和安全，除了中控门锁外，乘客仍可以利用各车门的机械式弹簧锁开关车门。6.3.1中控门锁系统的组成与功能中控门锁主要由门锁控制开关、钥匙操纵开关、门锁总成、行李箱开启器及门锁控制器等组成。图6.30所示为典型的中央控制门锁的组成及其各部件的安装位置。图6.30中央控制门锁系统的组成及安装位置1-行李箱门控器电磁闽；2-左后门锁电动机及位置开关；3-门锁控制开关；4-左前门锁电动机、位置开关及门锁开关；5-左前门锁控制开关；6-No1接线盒门控线路断路器；7-防盗和门锁控制ECU及门锁控制继电器；8-No2接线盒、DOME熔丝图6.31门锁控制开关的位置1）门锁控制开关图6.32门锁机构示意图1-连接杆；2-门锁位置开关；3-门键筒体；4-门锁电动机；5-复位弹簧；6-蜗杆；7-涡轮；8-锁杆；2）门锁总成图6.33门锁位置开关的工作情况a）锁门位置；b）未锁门位置1-触点片；2-开关底座图6.34行李箱钥匙门及行李箱开启器开关1-行李箱钥匙门；2-行李箱开启器主开关4）行李箱门开启器开关a）5）行李箱门开启器

b）图6.35行李箱门开启器a）基本结构；b）电路图（活动铁心被吸进）1-固定磁极；2-活动铁心；3-锁心轴6.3.2中央门锁控制系统中央门锁控制系统的形式比较多，常见的有继电器式、集成电路-继电器式、电脑（ECU）控制式等，还可分为有防盗控制和无防盗控制等。一般来说，继电器式、集成电路-继电器式大多没有防盗控制功能，而电脑（ECU）控制式一般有防盗控制的功能。不论是哪一种控制形式，其内部线路可能有所不同，但控制方法基本相似。（1）继电器控制的中控门锁控制系统图6.36门锁继电器控制的中控门锁电路1-门锁开关；2-门锁电磁铁；3-门锁控制继电器（2）集成电路-继电器控制的中控门锁系统图6.37继电器-集成电路(IC)控制的中控门锁控制电路a）用门锁控制开关锁门时电路图；b）用门锁控制开关开门时电路图（3）电脑（ECU）控制的中控门锁系统图6.38ECU控制的中控门锁系统电路（4）遥控门锁系统a）b）图6.39遥控发射机a）单独式遥控器；b）与点火钥匙一体式6.3.3防盗系统汽车防盗系统的作用是使偷盗者放弃偷盗该车辆的企图，力图在窃贼接近或进入汽车时，以蜂呜、警笛、灯光等方式吓退窃贼，并同时引起路人的注意。

图6.40遥控门锁工作示意图

（1）汽车防盗系统的组成

1）防盗保险装置

2）防盗警报装置

3）防被盗车辆行驶装置（2）汽车防盗系统的基本工作原理当用钥匙或遥控器锁好所有车门时，电子防盗警报系统进行自检，然后指示器断续闪光，表示系统已经处于监视状态，这时车门不能用门锁控制开关打开，行李箱门不能用行李箱门开启器开关打开，发动机罩也无法正常打开。此后，只有遥控器发出的开门信号被防盗系统ECU接收到或合法钥匙插入锁孔开关，才能使防盗系统ECU解除监视状态，正常打开车门。若不是通过上述手段开启车门或行李箱门，则防盗系统ECU根据各种开关信号判定为非法开启，于是接通喇叭线路和各种警报灯开关继电器进行报警，同时还会使起动机不工作或控制喷油器不喷油或点火系统不点火等。只有使用合法点火钥匙打开左侧或右侧前门，或用合法点火钥匙插入点火锁芯、并将其转至ACC或ON位置时，才可使防盗系统退出监视状态、指示灯熄灭。

（3）典型的汽车防盗警报系统图6.42所示为桑塔纳2000GSi型轿车汽车防盗警报系统的组成图。它主要由带有脉冲转发器的汽车钥匙、识读线圈、防盗器ECU、带可变代码的发动机ECU以及防盗警告灯等组成。图6.42桑塔纳2000Gsi型轿车防盗器1-与发动机ECU连接接口；2-防盗器ECU；3-识读线圈；4-防盗警告灯；5-带转发器的车钥匙图6.43防盗控制原理6.4汽车低温起动加热装置

汽车在低温和寒冷的冬季起动发动机时，由于机油粘度增高，使起动阻力矩增大；蓄电池也因低温而使放电能力降低，工作性能下降；燃料的雾化性能变坏，致使燃油的雾化困难。为了使汽车发动机在低温下能够可靠地起动，多数发动机都设有低温起动预热装置，来提高进入气缸的空气（或可燃混合气）温度。尤其是柴油机，由于它的点火方式属于压燃，当进气温度低时，压缩后的混合气会出现达不到燃料自燃温度而无法起动，因此柴油机上基本都设有低温起动加热装置。

低温起动加热的类型有分缸预热和集中预热两种。柴油机一般采用分缸预热，加热器一般安装在各气缸内或进气歧管上；汽油机一般采用集中预热，加热器一般安装在发动机进气管的下方。

6.4.1柴油机的低温起动加热装置根据柴油机的功率大小、工作环境、用途的不同，其加热装置有很多种：除进气加热装置外，还有油底壳加热装置、油泵加热装置、蓄电池加热装置和缸体缸盖加热装置等。下面我们主要介绍柴油机的进气加热装置。

（1）加热器柴油机常用的加热器有电热塞式加热器、热胀式加热器、电磁火焰式加热器、电网式预热器、压力雾化火焰预热器等多种。

1）电热塞式加热器电热塞加热器适用于分缸预热的柴油机，其作用是对进入燃烧室内的空气进行加热。

采用涡流室或预热室式燃烧室的柴油发动机，由于燃烧室表面积大，在压缩过程中的热量损失较燃料直接喷射式大，致使起动更为困难。为此，一般在涡流室或预热室式柴油机的燃烧室中都装有电热塞，即在发动机的每个气缸都装有一个电热塞。在发动机起动前电热塞可对燃烧室内的空气进行预热。（2）进气加热装置控制电路图6.44电热塞的结构1-发热体钢套；2-电热丝；3-填充剂：4、6-密封垫圈；5-外壳；7-绝缘体；8-胶合剂；9-中心螺杆；10-固定螺母；11-压紧螺母；12-压紧垫圈：13-弹簧垫圈2）热胀式加热器热胀式电火焰加热器常作为中、小功率柴油机的进气预热装置。

3）电网式预热器电网式预热器适用于中、小（功率）型的柴油机上，其结构如图6.46所示。

4）压力雾化火焰预热装置图6.45热胀式电火焰预热器1-电热丝；2-阀体；3-进油管接头；4-接线螺钉；5-阀芯；6-稳焰罩图6.46电网式预热器1-片形方壳；2-弹簧；3-电热丝；4-绝缘体图6.47压力雾化火焰预热装置示意图l-油箱；2-滤清器；3-电动输油泵；4-点火线圈；5-喷油器；6-火焰稳定器；7-火花塞；8-点火电缆

（2）进气加热装置控制电路

1）手动操纵的进气加热控制电路图6.48手动操纵的进气加热控制电路1-起动/加热开关；2-加热指示灯；3-加热器2）自动定时控制的进气加热控制电路图6.49五十铃N系列汽车起动预热控制电路6.4.2汽油机的低温起动加热装置（1）加热器（2）热敏开关进气预热控制开关为热敏开关，当进气温度低于60℃时，热敏开关接通；当进气温度高于70℃时，热敏开关断开。（3）进气加热系统的基本工作原理当在低温起动时，由于环境温度比较低，因此进气预热控制系统的热敏开关即接通。这时进气预热继电器线圈通电，其电路为（见图6.50）：图6.50桑塔纳轿车进气预热系统控制电路

蓄电池正极→红色导线→中央线路板单端子P插座→红色导线→点火开关“30”端子→点火开关“15”端子→黑色导线→中央线路板A8端子→熔断器S17→中央线路板D2端子→黑色导线→进气管预热热敏开关→紫/黑色导线中央线路板D13端子→进气预热继电器B5端子→中央线路板D22端子→搭铁→蓄电池负极。进气预热继电器线圈接通电流时，所产生的电磁力将其触点吸合，使进气管预热器电路接通，其电路为：

蓄电池正极→中央线路板单端子P插座→进气预热器B0端子→继电器触点→继电器B7端子→红色导线→进气管预热器电热丝→搭铁→蓄电池负极。图6.51加热器的结构1-密封圈；2-密封垫；3-加热器6.5汽车音响6.5.1汽车音响的特点

①外形体积小

②使用环境恶劣

③采用低压（12V或24V）供电

④抗干扰能力强

⑤调幅/调频接收灵敏度高，动态范围大

⑥具有夜间灯光照明⑦配用功率大、阻抗小、体积小的扬声器

⑧其他特殊要求

⑨汽车音响的防盗6.5.2汽车音响的组成及基本原理汽车音响系统主要由信号源、放大器和扬声器等组成。（1）信号源

1）收放机收放机是指收音机和放音机的组合。

2）激光唱机激光唱机又称CD（CompactDisc）。激光唱机具有优异的电声指标，其信噪比和动态范围远远优于传统的电唱机

①激光拾音器

②信号分离与处理电路

③伺服系统

④数模转换电路