汽车电气设备构造与检修课件：风窗清洁装置构造与检修

汽车电气设备构造与检修

风窗清洁装置构造与检修

风窗清洁装置构造与检修学习目标☞知识目标

1．了解风窗清洁装置的组成和功用；

2．了解风窗清洁装置的工作原理；

3．掌握风窗清洁装置使用及系统控制原理；

4．掌握迈腾B8车型风窗清洗装置的系统组成及工作过程。☞技能目标

1．能正确识读迈腾B8车型风窗清洗装置电路；

2．能完成迈腾B8车型前风窗刮水系统功能失效故障排除工作。建议课时4课时。

风窗清洁装置构造与检修

一、理论知识准备

1．风窗刮水器

1）风窗刮水器的作用

风窗刮水器的作用是用来清除风窗玻璃上的雨水、雪或尘土，以保证驾驶员的良好视野。

2）风窗刮水器的组成

风窗刮水器在车上的位置如图7-1所示。图7-1风窗刮水器在车上的位置

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汽车的电动刮水器一般由直流电动机、蜗轮箱、曲柄、连杆、摆杆、摆臂和刮水器片等组成。电动机一般和蜗轮箱结合成一体组成刮水器电动机总成。曲柄、连杆和摆杆等杆件可以把蜗轮的旋转运动转变为摆臂的往复摆动，使摆臂上的刮水器片实现刮水动作。电动刮水器的结构如图7-2所示。图7-2迈腾

B8车型前风窗电动刮水器的组成

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3）刮水电动机的结构和工作原理

（1）刮水电动机的结构。

刮水电动机一般有绕线式和永磁式两种。绕线式刮水电动机的磁极绕有励磁绕组，通电流时产生磁场，而永磁式刮水电动机的磁极用永久磁铁制成。

永磁式电动机体积小、质量小、结构简单，使用广泛。

永磁式电动机的结构如图7-3所示，主要由外壳、永久磁铁总成、电枢、电刷安装板及复位开关、蜗轮、蜗杆、输出臂等组成，通电时电枢转动，经蜗轮和输出齿轮及输出轴后，把动力传给输出臂。

风窗清洁装置构造与检修图7-3永磁式电动机的结构

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（2）永磁式刮水电动机的工作原理。

永磁式刮水电动机是利用3个电刷来改变正、负电刷之间串联线圈的个数实现变速的，如图7-4所示。其原理是：刮水电动机工作时，在电枢内同时产生反电势，其方向与电枢电流的方向相反。如要使电枢旋转，外加电压必须克服反电势的作用。当电动机转速升高时，反电势增高，只有当外加电压等于反电势时，电枢的转速才能稳定。图7-4永磁式刮水电动机的工作原理图

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三刷永磁式刮水电动机工作时，电枢绕组产生的反电势的方向如图7-4a）中箭头所示。当将刮水器开关K拨向L（低速）时，电源电压加在电刷B1和B3之间。在电刷B1和B3之间的两条并联支路中，每条支路中各有4个串联绕组，反电势的大小与支路中反电势的大小相等。由于外加电压需要平衡4个绕组所产生的反电势，故电动机转速较低。

如图7-4b）所示，当将刮水器开关K拨向H（高速）时，电源电压加在电刷B2和B3之间。绕组1、2、3、4、8同在一条支路中，其中绕组8与绕组1、2、3、4的反电势方向相反，相互抵消后，使每条支路变为3个绕组，由于电动机内部的磁场方向和电枢的旋转方向没有变化，所以各绕组内反电势的方向与低速时相同。但是外加电压只需平衡3个绕组所产生的反电势，因此，电动机的转速增高。

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4）刮水电动机的控制电路及自动复位原理

永磁式电动机刮水器的自动复位装置的结构与工作原理如图7-5所示。图7-5永磁式电动机刮水器自动复位装置的结构与工作原理图

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当电源开关接通，将刮水器开关转到Ⅰ挡（低速挡）时，电流回路为：蓄电池正极→电源开关→熔断丝→电刷B1→电枢绕组→电刷B3→刮水器开关接线柱b→刮水器开关接触片→刮水器开关接线柱c→搭铁→蓄电池负极。

把刮水器开关拉到Ⅱ挡（高速挡）时，电流回路为：蓄电池正极→电源开关→熔丝→电刷B1→电枢绕组→电刷B2→刮水器开关接线柱d→刮水器开关接触片→刮水器开关接线柱c→搭铁→蓄电池负极。

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如图7-5b）所示，当开关推到0挡（停止）时，如果刮水器片没有停到规定位置时，由于触点与铜环接触，则电流继续流入电枢，其电路为：蓄电池正极→电源开关→熔断丝-电刷B1→电枢绕组→电刷B3→刮水器开关接线柱b→刮水器开关接触片→刮水器开关接线柱a→触点臂→铜环→搭铁→蓄电池负极。电动机以低速运转直至蜗轮旋转到图7-5a）所示的位置时，触点通过铜环与触点连通，将电动机电枢绕组短路。

由于电枢的旋转惯性，电动机不能立即停止转动，电动机以发电机方式运行，此时电枢绕组通过触点臂，与铜环接通而短路，电枢绕组产生很大的反电动势，产生制动力矩，电动机迅速停止转动，使刮水片复位到风窗玻璃的下部。

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5）迈腾B8车型风窗清洗装置电路

如图7-6所示，风窗清洗装置电路由车载电网控制单元J519、刮水器电动机控制单元J400、前照灯清洗装置泵V11、车窗玻璃清洗泵V5、雨量和光照识别传感器G397、车窗玻璃清洗液液位传感器G33、刮水器开关E22、转向柱控制单元J527等部件组成。

当驾驶员操作刮水器开关至低速挡时，刮水器开关将信号传递至转向柱控制单元J527，J527通过CAN总线将信号传递至车载电网控制单元J519，J519通过LIN总线将控制信号发送至刮水器电动机控制单元J400，J400内部集成了刮水器电动机V，J400根据控制信号打开刮水器电动机，电动机带动刮水器片，刮动前风窗玻璃。

风窗清洁装置构造与检修图7-6迈腾风窗清洗装置电路

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当驾驶员操作刮水器开关至高速挡时，控制路线与低速挡一致，只是J519控制信号不同，从而J400控制刮水器电动机V工作电流发生改变，高速挡刮水器电动机通电电流大，速度快，低速挡刮水器电动机通电电流小，速度慢。

当驾驶员操作刮水器开关至间歇挡时，雨量和光照识别传感器G397感受车外雨量大小，G397通过LIN总线将雨量信息传递至J519，J519将刮水器电动机工作控制信号发送至刮水器控制单元J400，J400控制电动机工作，此时间歇时间与当前雨量相关，雨量越大，间歇时间越短。

雨量和光照识别传感器G397安装在风窗玻璃上，如图7-7所示。图7-7雨量和光照识别传感器G397安装位置

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2．风窗洗涤器

为了及时消除风窗玻璃上的尘土和污物，使驾驶员具有良好的视线，在汽车上还装有风窗洗涤器。如图7-8所示为汽车风窗洗涤器的组成示意图，它由储液罐、洗涤泵（直流电动机与泵）、输液管与喷嘴等组成。储液罐由塑料制成，其内装有洗涤液。洗涤液一般由水与适量的添加剂组成。添加剂有助于清洁或降低冰点，如在水中加入5%的氯化钠（食盐）可提高洗涤液的润湿与清洁能力。在寒冷地区，为了防止洗涤液冻结，可在水中加入50%的甲醇或异丙基酒精。图7-8风窗洗涤器的组成

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洗涤泵由一只微型永磁直流电动机和离心泵组成。该电动机是封闭式、短时定额工作的高速电动机。当风窗玻璃上有灰尘或污物时，先开动洗涤泵，将洗涤液以一定压力经喷嘴喷到刮片的上部，湿润玻璃。然后再开动刮水器，将风窗玻璃上的灰尘或污物刮掉。

使用洗涤器时，应注意开动洗涤泵时，洗涤泵连续工作的时间不得大于5s，使用间歇时间不得少于10s。无洗涤液时，不要开动洗涤泵。迈腾B8风窗洗涤器工作过程：当驾驶员操作刮水器开关至洗涤挡位时，刮水器开关将信号输送至车载电网控制单元J519，J519直接控制车窗玻璃清洗泵V5工作，清洗泵通过管路将清洗液喷到玻璃上，同时J519控制刮水器电动机刮水一次。车窗玻璃清洗液液位传感器G33用来检测清洗液储液罐内清洗液液位。

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3．前照灯清洗装置

汽车在夜晚或光线较暗的条件下行驶时，雨水和尘埃会减小前照灯的照明度，使驾驶员的视线受到严重影响，对行驶安全来说，存在较大的隐患。前照灯清洗装置就是在前照灯的下方设有一出水口，随时可以清洗前照灯的灰尘及污垢。越来越多的车型安装了此装置。

前照灯清洗液与前玻璃清洗系统共用一个储液罐，必须在前照灯打开的情况下，前照灯清洗装置才工作。

如图7-9所示，前照灯清洗装置可安装在汽车保险杠上，也可使用可伸缩的延伸喷嘴支架，使其隐藏在保险杠内，在不用时隐藏起来，在使用时再打开。其工作过程为：当前照灯打开、前风窗喷水清洗装置启用时，前照灯清洗器开始工作。清洗系统先将前照灯清洗器从保险杠中伸出来（打开出水孔），然后，水在压力作用下喷向前照灯，完成清洗去污。喷射完成后，喷头自动回缩。

风窗清洁装置构造与检修图7-9前照灯清洗装置

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二、任务实施———前风窗玻璃刮水系统功能失效故障排除

1．准备工作

（1）将实训车辆停放在检测区域。

（2）检查实训室通风系统设备工作是否正常。

（3）准备故障诊断仪、示波器、万用表、车辆挡块、翼子板布、三件套等教学用具。

2．技术要求与注意事项

正确使用工具设备进行检测，拔插线束插接器时，需要关闭点火开关；拔插控制单元插接器时，不仅需要关闭点火开关，还需要断开蓄电池负极。

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3．操作步骤

以迈腾B8车型为例，介绍前风窗玻璃刮水系统功能失效故障排除的步骤。

（1）打开点火开关，前照灯应急点亮，操作刮水器运行开关E22（图7-10），刮水器无动作、车窗清洗泵V5无动作。图7-10操作刮水器运行开关E22

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（2）使用故障诊断仪读取E22数据流。

①使用诊断仪访问转向柱电子装置控制单元J527，选择“数据流”，选择子菜单“前刮水，前冲洗”，如图7-11所示。图7-11转向柱电子装置控制单元J527数据流

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②操作E22，观察诊断仪数据变化。

③各项数据变化如下：

“挡风玻璃雨刮器”的数据随E22在关闭、点动、间歇、慢挡、快挡时分别显示未激活、刮水器声响、间歇性操作、第1级、第2级。

“挡风玻璃刮水器，间歇阶段”的数据随E22上雨量传感器灵明度调节旋钮的位置分别显示：第1级、第2级、第3级、第4级。

“挡风玻璃清洗器系统”的数据随E22在非喷水挡时显示“未激活”，在喷水挡时显示“激活”。

④说明间歇式刮水器运行开关E22正常。

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（3）执行刮水器电动机控制单元J400动作测试。

使用诊断仪访问车载电网控制单元J519，选择“动作测试”，选择子菜单“前挡风玻璃雨刮器”（图7-12），设置“起动参数”，第1级或第2级，点击“开始”，观察到刮水器片无动作，说明刮水器电动机控制单元J400及相关线路存在故障。图7-12前风窗玻璃刮水器动作测试

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（4）J400供电检测。

如图7-13所示，使用万用表电压挡，检测J400/T4gu/1与J400/T4gu/2间的电压，检测结果为：12.55V，说明J400供电正常。图7-13测试J400供电情况

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（5）J400LIN总线检测。

使用示波器检测J400/T4gu/4的波形，测得波形如图7-14所示；说明J400LIN总线存在故障。图7-14J400线路T4GU/4的波形

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拔下J400线束插头，再次检测J400/T4gu/4的波形，测得波形如图7-15所示；波形正常，说明J519LIN信号输出及J519/T46b30至J400/T4gu/4间线路正常，故障在刮水器电动机控制单元J400内部。图7-15J400端/T4gu/4的波形

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（6）实施维修。

更换刮水器电动机控制单元J400。

（7）修复后功能测试。

观察前照灯应急功能消失，刮水器喷水功能正常，操作间歇式刮水器运行开关E22，刮水器各挡位恢复正常，前风窗玻璃刮水系统功能恢复