汽車刮水系統(tǒng)電路原理及常見故障檢修思路

甘守武，尹作發(fā)

（1.重慶電子工程職業(yè)學(xué)院汽車工程學(xué)院，重慶 401331；2.重慶交通大學(xué)）

汽車刮水系統(tǒng)是汽車的重要安全裝置，它可以刮去并清洗玻璃上的雨水、雪、灰塵、泥土、昆蟲等污物，保證駕駛員有良好的視野，從而保證行車的安全。一旦出現(xiàn)故障，就會(huì)影響車上所有人員的安全，可能造成嚴(yán)重后果，所以保證汽車刮水系統(tǒng)的正常工作尤為重要［1］。與汽車其他系統(tǒng)比較，刮水系統(tǒng)的組成相對簡單，但是電路原理比較復(fù)雜，特別是刮水系統(tǒng)停止工作時(shí)，如何保證刮片剛好停在擋風(fēng)玻璃的最低位置；刮水器的間歇檔與點(diǎn)動(dòng)檔是如何實(shí)現(xiàn)的；在洗滌檔工作的同時(shí)，刮片也在擺動(dòng)。以上這些刮水系統(tǒng)工作狀態(tài)是如何通過電路的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的。掌握了這些原理，才能很好地把這些理論知識應(yīng)用到刮水系統(tǒng)的檢修中去，從而保證刮水系統(tǒng)的正常工作。

1 汽車刮水系統(tǒng)組成部件的原理分析

不同車型的刮水系統(tǒng)有一定的差別，但是組成結(jié)構(gòu)和原理基本相同，本文以2010款桑塔納志俊的刮水系統(tǒng)為例分析刮水系統(tǒng)的原理及檢修。刮水系統(tǒng)電路如圖1所示，主要由刮水電動(dòng)機(jī)、復(fù)位開關(guān)、刮水組合開關(guān)、洗滌泵及刮水間歇繼電器組成，分析各組成部件的原理是分析整個(gè)刮水系統(tǒng)電路的基礎(chǔ)。

1.1 刮水組合開關(guān)原理

對于組合開關(guān)，重點(diǎn)是掌握開關(guān)檔位數(shù)和插接器端子數(shù)，以及當(dāng)駕駛員撥動(dòng)開關(guān)到各檔位時(shí)，開關(guān)各端子的導(dǎo)通狀態(tài)。分析圖1可知，汽車刮水組合開關(guān)由一個(gè)5觸點(diǎn)聯(lián)動(dòng)開關(guān)及一個(gè)單點(diǎn)開關(guān)構(gòu)成，開關(guān)的功能主要是控制端子53a、53e與53b、53、I、T的導(dǎo)通狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)停止檔0、低速檔Ⅰ、高速檔Ⅱ、間歇檔Ⅲ、點(diǎn)動(dòng)檔Ⅳ及洗滌檔Ⅴ這6個(gè)檔位，以滿足不同行駛條件的要求。各檔位刮水組合開關(guān)的端子導(dǎo)通狀態(tài)如表1所示。

1.2 刮水電動(dòng)機(jī)變速原理

從上文分析，刮水器共有6個(gè)檔位，但就刮水電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速而言，只有低速和高速2種轉(zhuǎn)速。如圖2所示，刮水電動(dòng)機(jī)設(shè)有3個(gè)電刷，B3搭鐵， B1、 B2是控制電流的接入。當(dāng)駕駛員撥動(dòng)開關(guān)到低速檔Ⅰ時(shí)，電流經(jīng)53從電刷B1流入，B3流出，此時(shí)電流流過的有效繞組個(gè)數(shù)為4＋4，電阻較大，電流較小，電動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)駕駛員撥動(dòng)開關(guān)到高速檔Ⅱ時(shí)，電流經(jīng)53b從電刷B2流入，B3流出，此時(shí)電流流過的有效繞組個(gè)數(shù)為3＋3，電阻較小，電流較大，電動(dòng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)。

表1 刮水組合開關(guān)端子導(dǎo)通表

1.3 刮水間歇繼電器工作原理

刮水間歇繼電器不僅在刮水組合開關(guān)撥到間歇檔Ⅲ時(shí)起作用，且在低速檔、點(diǎn)動(dòng)檔、停止檔及洗滌檔時(shí)，刮水間歇繼電器也是電路中的組成部分。刮水間歇繼電器的工作原理如圖3所示，當(dāng)I、T端子不通電時(shí)，繼電器的線圈也不通電，繼電器開關(guān)觸點(diǎn)n與p導(dǎo)通；當(dāng)刮水系統(tǒng)處在間歇檔時(shí)，端子I通電，刮水間歇繼電器每隔6s左右使繼電器的線圈通電一次，觸點(diǎn)m與n接通一次，刮水電動(dòng)機(jī)通電，進(jìn)而刮片擺動(dòng)一次，往復(fù)循環(huán)，以適應(yīng)車輛在小雨中行駛；當(dāng)刮水系統(tǒng)處在洗滌檔時(shí)，端子T通電，刮水間歇繼電器線圈通電，觸點(diǎn)m與n保持接通。

1.4 復(fù)位開關(guān)工作原理

復(fù)位開關(guān)的功用主要是為了保證汽車刮水器在不工作時(shí)，刮片能夠停留在擋風(fēng)玻璃的最低位置而不影響駕駛員的視線［2］。復(fù)位開關(guān)的組成如圖4所示，包括齒輪、銅環(huán) （圖4中的斜線填充部分）、觸點(diǎn)53a、53e及31；齒輪與蝸輪嚙合，由絕緣材料構(gòu)成；銅環(huán)安裝在齒輪上，與齒輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)；觸點(diǎn)53a、53e及31固定不動(dòng)，由彈性材料構(gòu)成且緊壓在齒輪或銅環(huán)上。

刮水電動(dòng)機(jī)的電樞一旦轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)復(fù)位開關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)，銅環(huán)跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，但是復(fù)位開關(guān)觸點(diǎn)53a、53e、31不動(dòng)。由于只有銅環(huán)導(dǎo)電，所以在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中就會(huì)出現(xiàn)兩種端子導(dǎo)通狀態(tài):圖4a位置，53e與31導(dǎo)通，復(fù)位開關(guān)處在這個(gè)位置時(shí)，刮片即處于擋風(fēng)玻璃的最低位置；圖4b位置，53e與53a導(dǎo)通，復(fù)位開關(guān)處在這個(gè)位置時(shí)，刮片不處于擋風(fēng)玻璃最低位置。

2 汽車刮水器各檔位電路原理

2.1 低速檔工作電路

由表1可知，當(dāng)刮水組合開關(guān)撥到低速檔Ⅰ時(shí)，刮水組合開關(guān)端子53a與53導(dǎo)通，此時(shí)刮水電動(dòng)機(jī)工作電路是:中央配電盒X線路→20 A熔斷絲→刮水組合開關(guān)觸點(diǎn)53a→觸點(diǎn)53→刮水間歇繼電器端子53S→觸點(diǎn)p→觸點(diǎn)n→端子53M→刮水電動(dòng)機(jī)上的低速線53→刮水電動(dòng)機(jī)電樞→搭鐵線31。根據(jù)前文對刮水電動(dòng)機(jī)的變速原理分析，刮水電動(dòng)機(jī)低速工作，隨之刮片低速擺動(dòng)。

2.2 高速檔工作電路

當(dāng)刮水組合開關(guān)轉(zhuǎn)到高速檔Ⅱ時(shí)，刮水組合開關(guān)端子53a與53b導(dǎo)通，此時(shí)刮水電動(dòng)機(jī)工作電路是:中央配電盒X線路→20 A熔斷絲→刮水組合開關(guān)端子53a→端子53b→刮水電動(dòng)機(jī)上的高速線53b→刮水電動(dòng)機(jī)電樞→搭鐵線31。根據(jù)前文對刮水電動(dòng)機(jī)的變速原理的分析，刮水電動(dòng)機(jī)快速工作，隨之刮片快速擺動(dòng)。

2.3 點(diǎn)動(dòng)檔工作電路

當(dāng)刮水組合開關(guān)向前撥至停止檔0與低速檔Ⅰ之間的點(diǎn)動(dòng)檔Ⅳ位置不松手時(shí)，刮水組合開關(guān)端子53a與端子53接通，電路走向與低速檔一樣，刮水電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，刮片低速擺動(dòng)。倘若一松手，刮水組合開關(guān)會(huì)自動(dòng)彈回停止檔，刮片回到最低位置后停止擺動(dòng)。

2.4 間歇檔工作電路

當(dāng)刮水組合開關(guān)由停止檔向后撥至間歇檔Ⅲ時(shí)，刮水組合開關(guān)端子I與端子53a導(dǎo)通，根據(jù)前文對刮水間歇繼電器的分析，刮水間歇繼電器每隔6s左右使繼電器的線圈通電一次，觸點(diǎn)m與n接通一次，刮水電動(dòng)機(jī)通電，進(jìn)而刮片擺動(dòng)一次，以適應(yīng)車輛在小雨中行駛。接通時(shí)電路走向?yàn)?中央配電盒X線路→20 A熔斷絲→刮水間歇繼電器端子15→觸點(diǎn)m→觸點(diǎn)n→端子53M→刮水電動(dòng)機(jī)上的低速線53→刮水電動(dòng)機(jī)電樞→搭鐵線31。當(dāng)刮水組合開關(guān)撥至間歇檔時(shí)，因?yàn)殚_關(guān)上的53端子與53e端子一直是接通狀態(tài)，所以每次刮片均能回到擋風(fēng)玻璃最低位置停住。

2.5 停止電路

當(dāng)刮水組合開關(guān)從低速檔、高速檔或點(diǎn)動(dòng)檔撥回停止檔時(shí)，刮水組合開關(guān)端子53與端子53e接通。如果此時(shí)刮片沒有處在擋風(fēng)玻璃的最低位置，根據(jù)前文分析，刮水電動(dòng)機(jī)復(fù)位開關(guān)上的電源線53a與復(fù)位線53e導(dǎo)通。此時(shí)刮水電動(dòng)機(jī)工作電路是:中央配電盒X線路→20A熔斷絲→復(fù)位開關(guān)端子53a→端子53e→刮水組合開關(guān)端子53e→端子53→刮水間歇繼電器端子53S→觸點(diǎn)p→觸點(diǎn)n→端子53M→刮水電動(dòng)機(jī)上的低速線53→刮水電動(dòng)機(jī)電樞→搭鐵線31。刮水電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，刮片繼續(xù)擺動(dòng)，直至到達(dá)擋風(fēng)玻璃最低位置，復(fù)位開關(guān)上的復(fù)位線53e與搭鐵線31導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)刮片停止擺動(dòng)。

2.6 洗滌器工作電路

當(dāng)向上抬刮水組合開關(guān)手柄時(shí)，刮水組合開關(guān)端子53a與端子T導(dǎo)通，在這種情況下，一方面洗滌電動(dòng)機(jī)的電路接通，噴嘴向擋風(fēng)玻璃噴灑清洗液，此時(shí)洗滌電動(dòng)機(jī)工作電路是:中央配電盒X線路→20A熔斷絲→刮水組合開關(guān)端子53a→端子T→洗滌電動(dòng)機(jī)→搭鐵；另一方面，根據(jù)前文的分析，刮水間歇繼電器的觸點(diǎn)m與n接通，刮水電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，刮片擺動(dòng)，刷洗擋風(fēng)玻璃上的灰塵，此時(shí)刮水電動(dòng)機(jī)工作電路是:中央配電盒X線路→20 A熔斷絲→刮水間歇繼電器端子15→觸點(diǎn)m→觸點(diǎn)n→端子53M→刮水電動(dòng)機(jī)上的低速線53→刮水電動(dòng)機(jī)電樞→搭鐵線31，刮水電動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)。

3 汽車刮水系統(tǒng)的檢修思路

汽車刮水系統(tǒng)故障主要集中在電路部分，且一種故障現(xiàn)象可能由多種原因引起，所以檢修人員需結(jié)合刮水系統(tǒng)各組成部件及各檔位的工作原理來分析故障現(xiàn)象，擬定檢修思路，這樣才能提高檢修效率。下面就刮水系統(tǒng)可能出現(xiàn)的電路故障分析其檢修思路。

汽車刮水系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障主要有刮水器各檔都不工作、個(gè)別檔位不工作、刮片不能停在正確位置、所有噴嘴都不工作和個(gè)別噴嘴不工作等［3］。

1）刮水器各檔都不工作 這種故障主要出現(xiàn)在電源電路部分［4］，應(yīng)先檢查熔斷器是否熔斷，插接器是否松脫，電源線路有無斷路，然后結(jié)合表1檢查刮水組合開關(guān)是否正常，最后檢查電動(dòng)機(jī)及機(jī)械傳動(dòng)部分，確定故障部位后進(jìn)行更換或修理。

2）個(gè)別檔位不工作 如果是高速或低速檔不工作，應(yīng)先檢查該檔位對應(yīng)的線路是否正常，刮水組合開關(guān)是否正常，最后檢查電動(dòng)機(jī)電刷。如果是間歇檔不工作，應(yīng)檢查刮水組合開關(guān)的間歇檔所在線路及刮水間歇繼電器是否正常。

3）刮片不能停在正確位置 先檢查刮臂的安裝是否正確，開關(guān)線路連接是否正確，最后檢查自動(dòng)停位機(jī)構(gòu)的觸片和滑片接觸是否良好。

4）所有噴嘴都不工作和個(gè)別噴嘴不工作 如果所有噴嘴都不工作，應(yīng)先檢查清洗液液面和連接管是否正常，然后檢查洗滌電動(dòng)機(jī)電路及插接件是否有斷路及松脫處，再檢查開關(guān)和電動(dòng)機(jī)是否正常。如果是個(gè)別噴嘴不工作，則是噴嘴堵塞或輸液支管出現(xiàn)問題。

4 總結(jié)

1）汽車刮水系統(tǒng)各組成部件的基本原理是分析整個(gè)汽車刮水系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)，刮水組合開關(guān)不僅控制電路的通斷，而且改變電流的流向；刮水電動(dòng)機(jī)主要是通過改變電路中的電阻大小而實(shí)現(xiàn)變速；間歇繼電器每隔6s左右使得線圈通電一次，從而實(shí)現(xiàn)刮片間歇工作；復(fù)位開關(guān)實(shí)質(zhì)上是一種位置開關(guān)，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中就會(huì)出現(xiàn)兩種端子導(dǎo)通狀態(tài)，從而保證刮片能停在擋風(fēng)玻璃的最低位置。

2）分析汽車刮水器各檔位的電路必須結(jié)合刮水系統(tǒng)各組成部件的原理與系統(tǒng)電路圖進(jìn)行分析，找出各檔位線路，并總結(jié)各檔位電路之間的相同與不同之處，以便深入掌握各檔位的電路原理。

3）刮水系統(tǒng)的電路故障檢修以電路原理為基礎(chǔ)，且掌握開關(guān)、插頭及各組成部件的檢測方法，根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障部位，然后進(jìn)行檢測并最終修復(fù)。

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