汽车电气设备课件：附属设备 -

附属设备

电动门窗

电动风窗刮水器和洗涤器

电动座椅及电动后视镜

设备总线路

9.1电动门窗一、电动门窗的组成及工作原理

1．作用

电动门窗可以使驾驶员更加集中精力驾车，方便驾驶员及乘客的操作。驾驶员操作时，可以使四个车窗中的任意一个上升或下降，乘员只能使所在的车窗上升或下降。

2．组成

电动车窗主要由车窗升降器、电动机、继电器、开关等组成。车窗升降器主要有钢丝滚筒式升降器、齿扇式升降器及齿条式升降器等。

(1)钢丝滚筒式电动车窗升降器（绳轮式）1-支架安装位置；2-电动机安装位置；3-固定架；4-联轴缓冲器；5-电动机；6-卷丝筒；7-盖板；8-调整弹簧；9-绳索结构；10-玻璃安装位置；11-滑动支架；12-弹簧套筒；13-安装缓冲器；14-铭牌位置；15-均压孔；16-支架结构。

（2）齿扇式电动车窗升降器（交叉式）

（3）齿条式电动车窗升降器（软轴式）

二、电动门窗的电路原理

不同车型所采用的电动车窗的电机及其控制电路各不相同。电机可分成直接搭铁式和控制搭铁式两种。

1.直接搭铁式

电机的一端直接搭铁，电机内部有两组磁场线圈。通过接通不同的线圈，使电机的转向不同，实现车窗的上升和下降动作，其控制电路见右图。

驾驶员主控开关控制右前车窗上升时电流方向

(2)独立操作开关控制右前车窗下降时电流方向

2.控制搭铁式

电动车窗的电机结构简单，开关和控制线路复杂一些，在实际当中应用较广泛。其基本控制电路见右图所示。

1)驾驶员主控开关控制左后车窗上升时电流方向

(2)独立操作开关控制左后车窗下降时电流方向

汽车风窗清洁装置由风窗玻璃刮水器、风窗玻璃洗涤器与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，保证驾驶员有良好的驾驶视线。一电动刮水器结构和工作原理汽车上采用的刮水器按动力源的不同有真空式、气动式、电动式三种。因电动刮水器动力大、容易控制、不受发动机工况影响，故目前汽车上广泛应用的是电动式刮水器。一般汽车在前风窗装有刮水器，部分汽车前后风窗都装有刮水器。第二节电动风窗刮水器和洗涤器

1、电动刮水器的结构

电动刮水器由直流电动机、传动机构、刮臂和刮片组成。如图8-2所示。由一个微型直流电动机、蜗轮箱组成驱动部分，蜗轮的旋转运动由曲柄、连杆、摆杆变成左右往复摆动，刮水臂装在摆杆轴上。

2、电动刮水器的变速原理由于电动刮水器的动力来源是直流电动机，故刮水器的变速就是直流电动机的变速。直流电动机的转速公式为：公式中：U—电动机端电压；I—通过电枢绕组的电流；R—电枢绕组的电阻；k—常数；Z—正、负电刷间串联的绕组（导体）数；φ—磁极磁通在实际应用中，I、R、K均为定数，可见改变直流电机的磁通φ和两电刷之间的电枢绕组（导体）数Z均能改变直流电机的转速。当磁极磁通φ减小时转速n上升，反之则转速下降。当导体数目增多时，转速n也下降，反之则上升。

2）改变电刷间的导体数目变速导体数目改变变速工作，它只适合于永磁式直流电动机。如图8-4所示。采用三刷式结构，B1为低速运转电刷，B2为高速运转电刷，B3为公共电刷。B1与B2相差60°，电枢采用对称叠绕式。

当电动机工作时，在电枢内同时产生反电动势，其方向与电枢电流的方向相反。只有当外加电压U与反电动势几乎相等时，电枢的转速才趋于稳定。当开关拨向L时，电源电压U加在B1与B3电刷之间，电流经过由①⑥、⑤与②、③、④组成的两条并联分流回路，每条回路中串联的有效线圈各三个，串联线圈（导体）数相对较多，故反电动势较大，电动机以较低转速运转。当开关拨向H时，电源电压U加在B2和B3电刷之间，电流经过由②、①、⑥、⑤与③、④组成的两条并联分流回路，由于线圈②和线圈①、⑥、⑤的绕线方向相反，②产生方向相反的电动势与①反电动势互相抵消，只有两个线圈的反电动势与电源电压平衡，故反电动势较小，电动机以较高转速运转。可见，并联回路中串联线圈（导体）数目减少，能使电动机转速升高。

永磁双速电动机工作原理及雨刷的自动复位空位

电动雨刷的低速电动雨刷的高速高速

电动雨刷的自动复位线绕式直流电动机工作原理（2）电动机可以通过改变磁通变速（2）电动机可以通过改变磁通变速低速（2）电动机可以通过改变磁通变速高速

复位

汽车在小雨或雾天行驶，风窗玻璃上微量水分和灰尘会形成一层发粘的表面，如果刮水器仍按原来那样不断地工作，会使玻璃模糊影响视线，引起刮片的颤动，同时也会对玻璃有损伤。电动刮水器的电子间歇控制按其间歇时间能否调节可分为可调式和不可调式。下面以奥迪100轿车刮水系统间歇刮水器为例介绍：

刮水器电子间歇控制雨滴感知型刮水装置现代轿车中可调式刮水器，大多数采用雨滴感知型刮水装置，它能根据雨量的大小自动调节刮水器刮水频率。1、雨滴感知型刮水装置的组成雨滴感知型刮水装置主要由雨滴传感器、间歇控制电路、刮水电机三大部分组成。其中雨滴传感器有压电型和电阻阻值改变型两种，压电型是利用雨滴下落撞击传感器的振动片，将振动能量传给压电元件，从而将雨量的大小转变为与之相对应的电信号。如图8-9所示。电阻阻值改变型是利用雨滴流量检测电极，雨水落在两电极之间，使它们的电阻值明显变化，将雨量的大小转变为与之相对应的电信号。如图8-10所示。

图8-9压电型雨滴传感器结构

图8-10电阻阻值改变型雨滴传感器结构

2、工作原理以压电型为例，原理如图8-11所示。工作时，雨滴传感器将雨量的大小转变为与之相对应的电信号，经放大后送入间歇控制电路，给充电电路进行充电，使充电电路中电容两端电压上升，当电压上升至与基准电压相等时，驱动电路使刮水电机工作一次，雨量越大，感应出电信号越强，充电速度越快，间歇工作频率越高，相反工作频率越低。但当雨量很小时，雨滴传感器没有电压信号输出，只有定时电路对充电电路进行定时充电，一段时间后，充电电路的输出电压与基准电压相等，刮水器动作一次。根据下雨量的大小，电路可以实现无级调速。风窗清洗装置汽车上增加风窗玻璃清洗装置，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。1、风窗清洗装置的组成风窗清洗装置的组成如图8-7所示，主要由贮液罐、洗涤泵、软管、三通、喷嘴等组成。洗涤泵由永磁直流电机和离心式液片泵组装成为一体，安装在贮液罐上或管路内，喷射压力达70～88kPa。喷嘴安装在风窗玻璃下面，其喷射方向可以调整，使水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lmin，在喷水停止后，刮水器应继续刮2～5次，以达到较好的洗涤效果。

除霜装置汽车挡风玻璃在下雪天，气温较低的情况下易结霜，刮水器是无法清除，严重影响驾驶员视线，因些汽车上安装有除霜装置。汽车前、侧挡风玻璃上的霜层通常是利用空调系统中产生的暖气，达到清除结霜的目的，后挡风玻璃多使用电热式除霜。自动控制除霜装置由开关、传感器、控制器、电热丝、连接线路组成。传感器安装在后风窗玻璃上，采用热敏电阻，结霜越厚，阻值越小。电热丝采用正温度系数的细小镍铬丝，自身具有一定电流调节功能。后风窗玻璃除霜装置电路如图8-12所示。

工作过程如下：（1）除霜开关置“关”位置时，控制电路及指示灯电路被断开，除霜装置及指示灯均不工作。（2）除霜开关置“手动”位置时，继电器线圈可经手动开关直接搭铁，继电器触点闭合，使除霜电路及指示灯接通，除霜装置及指示灯均工作。（3）除霜开关置“自动”位置时，若结霜达到一定厚度，传感器电阻值急剧减小到某一设定值，控制电路使继电器线圈通电，继电器触点闭合。由点火开关IG接线柱向电阻丝供电，同时点亮仪表板上的指示灯，表示除霜装置正在工作。当玻璃上结霜减少到某一程度后，传感器电阻值增大，控制电路切断继电器线圈回路，触点断开，电阻丝断电，除霜装置停止工作，同时指示灯灭。

为了提高汽车乘坐的舒适性，通过操作方便的控制开关，调整座椅位置或改变坐姿，尽可能地减小驾驶或长时间乘车的疲劳，现代轿车都安装有电动座椅装置。电动座椅前后方向的调节量一般为100～160mm，座位上下的调节量约为30～50mm。全程移动所需时间约为8～10s。电动座椅的构造如图8-26所示，电动座椅主要由双向直流电动机、传动机构和座椅调节开关、控制器（ECU）等组成。

第三节电动座椅及电动后视镜

1、双向直流电动机一个双向直流电动机通过改变其电流方向，可以完成两个对立方向的调整，通常两向移动座椅装有2直流个电动机，四向移动的座椅装有4个直流电动机。直流电动机内装有双金属片断路器，防止过载烧坏直流电动机。图8-27电动座椅前后调整传动机构

图8-28电动座椅上下调整传动机构2、传动机构电动座椅的传动机构主要由变速器（蜗轮蜗杆）、联轴装置、电磁阀等组成。其作用是把直流电机产生的旋转运动，变为座椅的位置调整。前后调整传动机构如图8-27所示，由蜗杆、涡轮、齿条、导轨等组成，齿条装在导轨上。调整时，直流电机产生的力矩经蜗杆传至两侧的蜗轮上，经齿条的带动，使座椅前后移动。上下调整传动机构如图8-28所示，由蜗杆轴、蜗轮、心轴等组成。调整时，直流电机产生的力矩带动蜗杆轴，驱动蜗轮转动，使心轴在蜗轮内旋进或旋出，带动座椅上下移动。

图8-27电动座椅前后调整传动机构

图8-28电动座椅上下调整传动机构

三、电动座椅的工作原理

1．基本工作原理电动座椅的电动机采用永磁式结构，利用调整开关可控制电流流经电动机的方向。典型的调整开关由一个四位置板钮开关和一对位置开关组成。四位置板钮开关用来调整前、后和上、下的位置，两只两位置开关分别调整座椅的前俯和后仰。

帕萨特B5轿车电动座椅电路图

奥迪A6轿车乘员侧电动座椅系统电路图

2．电动座椅的记忆控制电子系统中有一个存储器，只要按动所需项目调整的开关，即可按贮存的各个座椅的位置要求调整座椅。每个座椅可进行八个方向的调整，故各个座椅应有四个传感器向存贮器输入座椅位置的电压信号。当座椅设定后，按下按钮，电子控制装置即将传感器的电压信号贮存起来，作为以后调整座椅的基准。

二、电动座椅的工作原理

2．电动座椅的记忆控制该系统有两套控制装置。一套用于根据个人需要手动调整，一套采用按钮方式按原先储存的座椅位置数据自动恢复原状态。

二、电动座椅的工作原理

2．电动座椅的记忆控制存储装置中有多个电位计。电动机通过齿轮使螺杆转动，滑块便在电阻丝上滑动，其电压信号的大小便发生变化，滑块的位置与电压信号的大小对应。当座椅位置调好后，驾驶员按下存储器的按钮，电子控制装置就把这些电压信号储存起来，以备下次恢复座椅位置时再用。电动座椅

二、电动座椅的工作原理

3．可调整座姿的电动座椅采用可调整的支撑块对驾驶员的座姿进行调整，使驾驶员感觉更加舒适和安全。电动座椅

三、故障检修若电动机运转而座椅不动，首先观察是否已达到极限位置，然后检查电动机与变速器之间的相关元件是否磨损过大或损坏，必要时应更换。若电动机不工作，应检查电源线及电动机线路是否断路，开关接触是否良好，搭铁是否牢固等。电动座椅的控制电路电动座椅控制电路的原理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，图8-29为别克轿车驾驶员座椅控制电路，它有六种可调方式，座椅前部上、下调节；后部上、下调节；座椅前、后调节。如电动座椅前前、后调节，其电路为：

（1）向前调节。将电动座椅开关拔到“前进”位置时，电路中的电流为：蓄电池“+”→熔断丝（发动机盖下熔断器／继电器盒）→电动座椅开关端子F→前后调节开关“前进位”→电动座椅开关端子E→前进/后退电机→电动座椅开关端子D→电动座椅开关端子C→搭铁→蓄电池“—”。前进/后退电机工作，座椅向前移动。（2）向后调节。将电动座椅开关拔到“后退”位置时，电路中的电流为：蓄电池“+”→熔断丝（发动机盖下熔断器／继电器盒）→电动座椅开关端子F→前后调节开关“后退位”→电动座椅开关端子D→前进/后退电机→电动座椅开关端子E→电动座椅开关端子C→搭铁→蓄电池“—”。前进/后退电机工作，座椅向后移动。

带储存功能电动座椅目前，许多高档轿车的电动座椅系统采用存储器，具有记忆功能。系统控制示意图如8-30所示，它能够将设定的座椅调节位置进行记录，使用时只要按指定的按键开关，座椅就会自动地调节到预先设定的座椅位置上。系统主要由电控部分和执行器等组成，4个位置传感器用来检测座椅的设定位置。当座椅位置设定后，驾驶员按下存储器的按钮，单片微型计算机就把这些电压信号记忆在存储器中，作为重新调整位置时的基准。使用时，只要一按按钮，就能按存储时的状态来调整座椅位置。

汽车后视镜位置用人工方法调整一般来说是比较麻烦的，采用电动后视镜，通过开关进行调整后，可使驾驶员获得理想的后视线，确保行车的安全且操作起来十分方便，目前已被广泛应用。电动后视镜主要由微型直流电动机、驱动器、控制开关三部分组成。微型直流电动机采用双向永磁式，每个后视镜安装两个，上下方向的转动用一个电机控制，左右方向的转动由另一个电机控制。每个电动后视镜都用一个独立控制开关，开关杆可多方向移动，可使一个电机工作或两个电机同时工作。有的电动后视镜还带有伸缩功能，由伸缩开关控制伸缩电机工作，使整个后视镜回转伸出或缩回。

如图8-20所示，为桑塔纳2000轿车电动后视镜控制电路。M11为左或右选择开关，M21为左右调整开关，M22为上下调整开关。

电动后视镜

工作过程：（1）调整左侧后视镜左转，先将左右选择开关（M11）拔至“L”，再按调整开关（M21）“L”。电流由蓄电池“+”→点火开关→熔断丝→M21接线柱2（上）→3（右）→M11（图中间）3（上）→M11（图中间）3（下）→左侧左右电机→M11（图左）3（下）→M11（图左）3（上）→M21（中间）3→M21（上）1→搭铁→蓄电池“—”，形成电流回路，使左侧镜面左转动。（2）调整左侧后视镜右转，先将左右选择开关（M11）拔至“L”，再按调整开关（M21）“R”。电流由蓄电池“+”→点火开关→熔断丝→M21接线柱2（上）→1（左）→M11（图左）3（上）→M11（图左）3（下）→左侧左右电机→M11（图中）3（下）→M11（图中）3（上）→M21（图左）1→M21（上）1→搭铁→蓄电池“—”，形成电流回路，使左侧镜面右转动。

（3）调整左侧后视镜上转，先将左右选择开关（M11）拔至“L”，再按调整开关（M22）“上”。电流由蓄电池“+”→点火开关→熔断丝→M22接线柱1（上）→1（右）→M11（图中）3（上）→M11（图中）3（下）→左侧上下电机→M11（图右）3（下）→M11（图右）3（上）→M22（图右）1→M22（图右）2→搭铁→蓄电池“—”，形成电流回路，使左侧镜面上转动。（4）调整左侧后视镜下转，先将左右选择开关（M11）拔至“L”，再按调整开关（M22）“下”。电流由蓄电池“+”→点火开关→熔断丝→M22接线柱1（上）→3（右）→M11（图右）3（上）→M11（图右）3（下）→左侧上下电机→M11（图中）3（下）→M