第十二章 辅助电气系统
    第一节 电动刮水器、洗涤器与除霜装置
    一、风窗玻璃刮水器
   （一）刮水器功能与分类
    刮水器的功能是用以清扫风窗玻璃上的雨水、雪或尘土，以确保驾驶员能有良好的视线。
    刮水电动机按其磁场结构来分，有线绕式和永磁式两种。后者具有体积小、质量轻、结构简单等优点，因此目前在国内外汽车上被广泛采用。一般刮水电动机有高、低两种工作速度。
    刮水器有气压式、电动式等多种，但多数采用电动式。电动式刮水器是由刮水电动机和一套传动机构组成，如图12-1所示。

   （二）刮水器结构
    作为驱动部分的直流电动机11固装在底板12上，电动机轴端的涡杆⑩与传动涡轮⑨啮合，传动涡轮⑨上的偏心销钉与连杆⑧铰接，杠杆联动机构由连杆③、⑦、⑧和摆杆②、④、⑥组成，摆杆②、⑥上连接有刷架（刮水臂）①和⑤。电动机11旋转，带动涡杆⑩、涡轮⑨，使与涡轮相连的连杆③、⑦、⑧和摆杆②、④、⑥带着左、右两刷架①、⑤作往复摆动，橡皮刷便刷去风窗玻璃上的雨水、雪和灰尘。
    为了不影响驾驶员的视线，刮水器中常装有自动复位装置，以便在任何位置切断刮水电动机电路时，刮水器的橡皮刷都能自动停止在风窗玻璃的下部。
   （三）永磁式电动机刮水器
    永磁式刮水电动机的结构（见图12-2）与线绕式电动机基本相同，只是磁极④为铁氧体永久磁铁。因为它具有陶瓷的脆性、硬性和耐冲击强度低的特点，故称为陶瓷永磁。永磁式电动机磁场的强弱是不能改变的，为了改变工作速度可采用三刷式电动机。

   （四）间歇式电动刮水器
    汽车在毛毛细雨或雾天中行驶时，如用前述的刮水器按一般速度进行刮拭，风窗玻璃上的微量水分和灰尘就会形成一个发勃的表面，因此不仅不能将风窗玻璃刮拭干净，相反使玻璃模糊不清，留下污斑，影响了驾驶员的视线。因此有些汽车上加装了电子间歇系统，在遇到上述情况时，开动间歇开关，使刮水器按一定周期停止和刮拭，即每动作一次停止3～6s，这样可使驾驶员获得更好的视野。
    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12-3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，主要技术参数见表12-1。



    当刮水器开关置于间歇挡（I挡）时，电源便经熔断器，刮水器开关53a端、刮水器开关内部I挡接入间歇控制器的I端。C1被充电。
    C1的充电电路为：蓄电池正极→熔断器→刮水器开关53a→I挡→间歇控制器I端→R9→R2→C1→VD2→三极管VT1的基极、发射极→搭铁→蓄电池负极。此时C点的电位为1.6V， B点的电位为5.6V， C1两端有4V的电位差。
    C1充电时，其充电电流为三极管提供偏流，使三极管导通，接通了继电器线圈的电路，继电器的动合触点K1闭合、K2打开，电流经K1、53e、开关内的I挡、53端进入刮水电动机的电枢，使刮水电动机慢速旋转，刮水器开始工作。
    当橡皮刷往返一次又回到风窗玻璃的最下位置时，刮水电动机也旋转至自动复位时，K3、K4接通，使31b端搭铁，为C1的放电提供了通路。
    C1放电回路主要有两条。一路经R2、R1放电，另一条经VD3、R6、31b、电机自动复位触点K3、K4、搭铁、稳压管VS、R1放电。放电瞬间B点电压突然降到2.8V，由于C1原有4V电位差，使C点电位降为-1.2V，三极管VT1的基极电位翻转为低电平，于是三极管截止，切断了继电器线圈的电路，则其动合触点K1又断开，动断触点又闭合，恢复到自然状态时的31b与53e。
    接通，将电阻只R5、R6并联，加速 C1放电，为C1的再次充电作准备。
    随着C，放电时间的增加，C点电位逐渐升高，当C点电位接近2V时，三极管又导通，C1又恢复为充电状态。
    可见，只要刮水器开关置于间歇挡，电源便接入间歇控制器的I端，C1就会不间断地充、放电，三极管就会导通、截止反复翻转，使继电器反复接通与断开，如此形成了间歇刮水的工作状态，刮洗时间为2～4s，间歇时间为4～6s，直到断开刮水器开关。
    刮水器的间歇时间就是C，的放电时间，所以间歇时间取决于C，的放电时间常数。
C1的放电时间常数T r = C1（R1 ＋R5//R6//R2） 。

    二、风窗玻璃洗涤器
    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，在有些汽车上还装有风窗玻璃洗涤器。
    图12-4为桑塔纳轿车的洗涤器，它由储液箱①、洗涤泵②（直流电动机与泵）、输液软管⑤与喷嘴④等组成。储液箱由塑料制成，其内装有洗涤液。洗涤液一般由水或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。

    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，空载转速为20 000r/min。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湿润玻璃。然后再开动刮水器，将风窗玻璃上的灰
    使用洗涤器时，应注意先开动洗涤泵，后开动刮水器，并注意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。
    三、后窗玻璃防霜装置
    冬季风窗玻璃上易结冰霜，用刮水器是无法清除的，有效的办法是将玻璃加热。
    装有空调或暖风装置的汽车上，通过风道将热风吹向前面或侧面的风窗玻璃就可避免结冰，而后窗玻璃常利用电热丝加热的方法来除霜，如图12-5所示。在后窗玻璃的内表面上镀有数条导电膜，形成电热丝，通电加热，即可防止结霜。这种装置的耗电量为30～50W，在轿车上广泛应用。

    第二节 电动车窗
    一、电动车窗组成
  电动车窗可使驾驶员坐在座席上，利用开关使车门玻璃自动升降，操作简便并有307，利于行车安全。
    电动车窗由继电器、总开关（装在驾驶员侧）、开关（除驾驶员侧外）、单手柄自动控制组件、电机、点火开关状态控制系统组成。驾驶员侧的总开关可控制全部车门玻璃的升降，其他开关可控制各自车门玻璃的升降。
    二、电动车窗工作原理
    电动车窗的控制电路如图12-6所示，当点火开关处于ON（闭合）状态时，综合组件内的时间与开关回路阻断，电动车窗继电器的线圈中流过电流，使继电器处于ON（闭合）状态，机构开关与控制组件流过电流。把总开关分别操作到相应挡位，电机两端输入正、反向电压，从而电机正、反向回转。电机的回转，又使调节器动作，车门玻璃即实现升降动作。

    当点火开关处于OFF（打开）状态时，只有在驾驶员侧的车门开关ON（闭合）时，才可在30s左右时间后，由开关回路发出信号，使该机构继电器动作，实现车门玻璃的升降动作。

    第三节 电动燃油泵
    电动燃油泵是由汽车的直流电源直接供电的，可以安装在远离发动机的任何位置，这就避免了由于发动机过热，而造成供油系统的气阻现象。在柴油车和装有燃油喷射系统的汽车上使用较普遍。
电动燃油泵在结构类型上有电动柱塞式和电动机式。

    一、电动柱塞式燃油泵
    电动燃油泵由机械泵油部分和控制部分组成。机械泵油部分的基本结构如图12-7所示，在泵筒的外部绕有一次、二次线圈N1、 N2，泵筒内有柱塞，柱塞的上面有缓冲弹簧，下面有回位弹簧，电动燃油泵不工作时柱塞在回位弹簧的作用下停在泵筒的上部，进油阀和排油阀都是关闭的。

    电源接通时，三极管VT的发射极和基极之间有偏流Ib通过，因而在线圈N1和三极管的发射极、集电极之间产生电流Ic。这个电流是由小向大变化的，因而在线圈N1和N2中产生感应电动势，其方向如实线箭头所示。N2的感应电动势加在基极与发射极之间，产生正反馈，使三极管VT的基极电位上升，基极电流几增大，进一步促使集电极电流Ic增大，以致饱和。
    电动燃油泵控制电路如图12-8所示。

    三极管VT导通至饱和后，Ic不再增加，线圈N1及N2的电动势下降为零，于是基极电位下降，Ic减小，线圈N1和N2中又产生反向电动势（其方向如虚线箭头所示），而线圈N2的感应电动势使基极的电位更低，Ic更小，直至截止。
    控制部分是一个自激式振荡器，控制电路如图12-8所示。主要由一次线圈N、二次线圈从（反馈线圈）、晶体三极管VT、电容器C和电阻R组成。
    在三极管VT集电极电流Ic减小的过程中，线圈N1、N2的感应电动势向电容器C充电。接着电容器C储存的电荷通过R放电，于是电容器C的端电压下降，三极管VT基极电位上升。当基极电位高于发射极电位一定值时，三极管VT又重新导通，重复进行上述过程。这样通过主线圈N1中的电流及其所产生的磁场以约1000次／min的频率进行交变，调整R、C的数值就可以改变其频率的大小。
    当三极管VT导通时，反馈线圈N2、电阻R和电容器C被短路，主线圈N中的电流最大。它所产生的电磁吸力吸引柱塞③，克服回位弹簧⑨的张力而向下运动，使进油阀⑩关闭，排油阀⑦打开，将进入两阀之间的汽油经排油阀⑦压入泵上室④的出油口。
    当三极管VT截止时，主线圈不通电，电磁吸力消失，柱塞③在回位弹簧的作用下向上运动，这时排油阀⑦关闭，进油阀⑩打开，汽油从油泵下室11中吸入两阀之间的泵筒中。
    由于控制电路不断地被接通与切断，柱塞也不断地往复运动，使燃油不断地从油箱通过油管进入油泵，以后被压入油路供给化油器或喷油器。
    当发动机在怠速或部分负荷时，由于用油量较少而排油阀排出的油量不变，致使燃油量过剩而压力升高，当压力达到一定数值时，顶开回油阀，使多余的燃油流回油杯。调整R、C的数值可以改变柱塞往复运动的频率，从而可调整供油量的大小。
    二、电动机式燃油泵
    电动机式燃油泵应用于燃油喷射系统，其结构如图12-9所示。它由永磁式电动机、滚柱式油泵组成。油泵部分主要由偏心安装的转子⑨、滚柱⑧和外壳⑦组成。当电机带动转子⑨转动时，滚柱⑧受离心力作用靠向泵的外壳⑦，并在转子带动下沿外壳移动。由于转子、滚柱及外壳围成的空间从进油口到出油口是逐渐减小的，燃油被加压后顶开出油阀⑤，流向燃油管路。当燃油泵停止工作时，主油阀在其弹簧作用下关闭，保持油管中的压力一定。当油管堵塞或燃油过盈而使油压超过规定值时，回油阀②开启，过量的燃油返回油箱，防止超载损坏。

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