第一章汽车风窗刮水系统的发展史
汽车风窗刮水器用于刮掉附于风窗玻璃上的雨雪、泥土、尘埃以及其他污物。随着对汽车特别是精密高级轿车需求的日益增长，对汽车刮水器工作性能要求越来越高。目前，我国汽车刮水器还处在中、低档水平，技术和性能落后于国外，因此开发工作性能好、成本低、制造方便的精密汽车风窗刮水器，适应我国汽车工业发展的需要，具有广阔的应用前景。
80年代中后期，美国、日本、德国等工业发达国家的汽车风窗刮水器已经应用新型钢球减速器代替普通蜗轮蜗杆减速器，使得刮水器刮刷50万次后仍能工作，而我国的刮水器生产却停在中、低挡水平上，各硬指标与国外相比差距很大。因此，目前我国急需开发出高性能新型汽车刮水器。
风窗刮水器最早在1916年以倾斜式前风窗玻璃流行，手动刮水器应用于汽车。在1924年，博世公司开始生产电动刮水器。1967年后，隐蔽式前窗玻璃刮水器开始流行。
第二章风窗刮水系统简介
2.1 电动风窗刮水器
1.功用
为了保证驾驶员在雨天、雪天和雾天有良好的视线，汽车都安装有电动挡风玻璃刮水器，它具有一个或两个以上的橡皮刷，由驱动装置带着来回摆动，以除去挡风玻璃上的水、雪等。
2.组成
电动风窗刮水器主要由直流电动机、涡轮箱、曲柄、连杆、摆杆、摆臂和刮水片等组成。一般电动机和蜗杆箱结合成一体组成风窗刮水器电动机总成，刮水片采用橡胶条式。
3.工作原理
（1）变速原理
刮水器的变速是利用直流电动机的变速原理来实现的。在电压U不变和直流电动机定型的条件下，当磁极磁通量增大时，转速n下降；反之，转速n上升。因此，刮水器变速是在直流电动机变速的理论基础上，采取改变电动机磁极磁通来实现。另外，改变两电刷之间串联的导体数也可实现刮水器的变速。
①改变磁通变速
当刮水器开关在I档位置（低速）时，电流由蓄电池正极经点火开关熔断器接线柱接触片，然后分两路：一路通过接线柱串励绕组电枢搭铁蓄电池负极形成电路；另一路通过接线柱并励绕组搭铁蓄电池负极形成回路。此时，在串励绕组和并励绕组的共同作用下，磁场增强，电动机以低速运转。
当刮水器开关在II挡位置（高速）时，电流由蓄电池正极点火开关熔断器接线柱接触片串励绕组电枢搭铁蓄电池负极形成回路。此时由于并励绕组被隔除，磁场减弱，电动机以高速运转。
②改变电刷间导体数变速
改变电刷间导体数变速的方法只有通过永磁电动机来实现。其原理是：刮水电动机工作时，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。如果使电枢旋转，外加电压必须克服反电动势的作用。当电动机转速高时，反电动势增加，只有当外加电压等于反电动势时，电枢的转速才能稳定。
(2)自动复位装置
当刮水器停止工作时，为了避免刮水片停在风窗玻璃中间，影响驾驶员视线，汽车上电动刮水器都设有自动复位装置。其功能是在切断刮水器开关时。刮水片能自动停在驾驶员视野之外的指定位置。
当刮水器的开关推到0挡时，若刮水片没有停在规定的位置，如图所示，由于触点与铜环接触，电流由蓄电池正极点火开关熔断器  B1  电枢绕组  B3  刮水器开关接线柱②刮水器开关接线柱①触点臂触点铜环搭铁蓄电池负极形成电流回路，电动机仍然以低速运转，直至蜗轮转到特定位置时，铜环将触点短接，电动机电枢绕组被短路。由于电动机
存在惯性，不能立即停转，以发电机方式运行，电枢绕组将产生强大的制动力矩，电动机迅速停转，使
刮水片停在指定位置。
（3)间歇控制
①作用
一是在与洗涤器配合使用时，可以达到先洗后刮的循环刮洗工序，以增强刮洗效果；二是在毛毛细雨，雨量很少，如果刮水器仍按原来那样不断工作，会使玻璃模糊，影响驾驶员视线，也会引起刮片的颤动，而且会对玻璃有损伤。
②工作过程
以无稳态方波发生器控制的间歇刮水器为例介绍其过程，其电路如图8-5所示。电路中电阻R、电容C、二极管VD组成间歇时间控制电路，调整其参数可改变间歇时间的长短。当刮水器开关置“0”挡，且间歇开关闭合时，电流由蓄电池正极点火开关熔断器复位开关“上”触点（常闭）电阻R 电容C  搭铁蓄电池负极形成充电回路，使电容C两端电压上升。到一定值时，VT1导通，VT2随之导通。继电器J中有电流通过，回路为：蓄电池正极  R4  VT2  J  间歇开关搭铁蓄电池负极；继电器磁化线圈接通，使其常闭触点断开（实线位置），常开触点闭合(虚线位置)，刮水电动机电路被接通，回路为：蓄电池正极点火开关熔断器公共电刷B3  电枢低速电刷B1  刮水开关“0”位继电器常开触点搭铁蓄电池负极；使刮水电动机低
速工作。当复位开关常闭触点被复位装置顶开至“下”位置（常开)时，电容C经VD  复位开关“下”位置搭铁，快速放电，一段时间后，VT1截止，VT2截止，继电器断电，使触点复位，但这时电动机仍在运转，回路为：蓄电池正极点火开关熔断器公共电刷B3  电枢低速电刷B1  刮水开关“0”位继电器常闭触点复位开关常开触点搭铁蓄电池负极，只有当复位开关常开触点被复位装置顶回至常闭“上”位置时，电动机才停止运转。电容C再次充电，重复周期开始。
2.2 风窗玻璃洗涤装置
1.功用
汽车行驶时，风窗玻璃上常附有灰尘、砂粒等，若不冲洗就直接
使用风窗刮水器，会使风窗刮水器片损伤，并易使风窗玻璃刮伤；同时风窗玻璃太干燥时，也使风窗刮水器片受到过大的阻力，易使风窗刮水器电机烧坏。故使用风窗刮水器前，先使洗涤器向风窗玻璃喷水，洗净玻璃上的灰尘、砂粒等，并减少风窗刮水器片的阻力。
2.组成
汽车挡风玻璃风窗玻璃洗涤装置主要由储液罐、洗涤泵、输液管、喷嘴等组成。
储液罐由塑料制成，其内盛有用水、酒精或洗涤剂等配制的清洗液。有些储液罐上装有液面传感器，以使监听储液罐清洗液的多少。
清洗泵，俗称喷水电动机，其作用是将清洗液加压，通过输液管和喷嘴喷洒到挡风玻璃表面。它由一个永磁电动机和液压泵组成。
3.工作原理及控制电路
风窗清洗装置电路比较简单，当清洗开关接通时，清洗电动机带动液压泵转动，将清洗液加压，通过输液管和喷嘴喷洒到挡风玻璃表面。有的车型（如桑塔纳）在清洗开关接通时同时使刮水器低速运转，改变清洗效果。
以桑塔纳轿车风窗玻璃清洗装置的控制电路为例，如图8-7所示。可以看出，刮水器控制开关有5个挡位，即复位停止挡、间歇挡、低速挡、高速挡和点动挡。通常在刮水器操纵手柄上f挡为点动挡，LO挡为低速刮水挡，HI挡为高速刮水挡。
将刮水器开关拨到“f”挡时，蓄电池将通过刮水器开关、间歇
继电器触点向刮水电动机放电，其电流为：蓄电池正极中间继电器熔丝S11  刮水器开关“53a”接线柱刮水器开关“53”接线柱间歇继电器常闭触点电刷B1  电刷B3  搭铁蓄电池负极，此时电动机以低速运转。当
驾驶员的手离开刮水器开关时，开关自动回到“0”位。
当将刮水器开关拨到“1”挡（低速挡）时，蓄电池仍然是通过中间继电器、刮水器开关、间歇继电器、电刷B1和B3向刮水器电动机放电，电动机以42～52转每分钟的转速低速运转。
当将刮水器开关拨到“2”挡（高速挡）时，蓄电池向电动机的放电回路为：蓄电池正极中间继电器触点熔丝S11  刮水器开关“53a”接线柱刮水器开关“53b”接线柱电刷B2  电刷B3  搭铁蓄电池负极，此时刮水电动机以62～80转每分钟的转速高速运转。
当自动复位装置切断电动机电路，电动机以发电机运行而发电，通过刮水器开关、自动复位常闭触点构成回路：电刷B1  间歇继电器常闭触点刮水器开关“53”接线柱刮水器开关“53e”接线柱自动复位装置的常闭触点电刷B3，电枢绕组中即会产生反电磁力力矩，刮水器电动机迅速停止运转，使刮水片复位到风窗玻璃的下部。
当将刮水器开关拨到“j”（间歇）位置时，电子式间歇继电器投入工作，使其触点不断开闭。当间歇继电器的常闭触点打开，常开触点闭合时，蓄电池向电动机的放电回路为：蓄电池负极中间继电
器触点熔丝S11  间歇继电器的常开触点电刷B1  电刷B3  搭铁蓄电池负极，电动机低速运转。当间歇继电器断电，其触点
复位时，电动机将停止运转。
2.3 雨滴感知型刮水装置
1.功用
雨滴感知型刮水器可根据雨量的大小自动调节刮水频率，使驾驶员始终保持良好的视线。
2.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
水电动机三大部分组成。压电型传感器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与之相对
应的电信号。
3.工作原理
如图8-9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，驱动电路使刮水电动机工作一次。雨量越大，感应出的电信号越强，充电速度越快，间歇工作频率越高；反之，则工作频率越低。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。根据雨量的大小，电路可以实现无级调速。