雨刮电机工作电路
一、可以满足的教学功能
本电路模拟雨刷电机的驱动电路,重点在于雨刷开关内复杂的开关组合是如何反应驾驶员的意图的,以及系统电路是如何实现雨刷电机的不同运行模式,通过该电路板的学习,可以:
1、掌握雨刮电机工作电路的组成和工作原理;
2、掌握电路构成主要部件的作用和工作原理;
3、学会电路板工作性能的检测方法;
4、学会电路板常见故障的诊断和维修方法;
5、掌握万用表使用方法。
二、电路板工作原理
本电路由以下几部分电路构成:由S1-S16组成的雨刷开关内部模拟电路,由CT1、C1组成的
系统电源电路,由雨刷继电器组成的雨刷驱动电路,以及电路板和雨刷电机之间的连接电路。
雨刷电机分为五个工作档位,即0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,其中0档为停止档、Ⅰ档为低速档、Ⅱ档为高速档、Ⅲ档为间歇档、Ⅳ档为点动档。雨刷系统工作电路首先是由一个三刀五掷的开关发出控制指令,通过雨刮继电器去控制雨刮电机在不同的档位运行。
(1)低速挡:先打开点火开关,后扳动雨刷开关手柄到“1”档。低速挡一般是在雨不太大时开启,这时刮水片既能刮净雨水其自身的摆动频率又不是很快,不会影响驾驶视线。
(2)高速挡:先打开点火开关,后扳动雨刷开关手柄到“2”档。当雨很大时,低速挡就不能把雨水刮干净,就要开到高速挡,加快刮水片的摆动频率使其快速将雨水刮干净。
(3)间歇挡:先打开点火开关,后扳动雨刷开关手柄到“3”挡。间歇档是时开时歇的档位,每6秒工作一次,当天下着毛毛雨的时候,低速挡和高速挡摆动频率都太快没有这么多的雨水让其刮,如果继续使用这两个档位,会使雨刮片损毁甚至会划伤挡风玻璃,所以使用间歇挡,它6秒的间隔刚好能把挡风玻璃上刚积起来的水刮掉。
(4)空档:当雨刷开关在高速、低速、间歇三个档位中的某个档位时,扳动雨刷开关到“0”雨刷器就停止工作并复位到最初状态。这个档位是想关闭雨刷器时使用。
(5)喷水刮水档:先打开点火开关,后扳动雨刷开关手柄往驾驶员怀里方向拨,这时喷水电机会向挡风玻璃喷出清洗液,并且雨刷以高速挡工作。
系统电路工作电压为12V。在电路板中,用15个单刀双掷开关(S1--S15)组合模拟三刀五掷的工作原理。每五个开关组成一组开关,模拟三刀五掷开关的一刀。S1、S6、F1为雨刷电机Ⅱ档开关;S2、S7、S12、为雨刷电机Ⅰ档开关;S3、S8、S13为雨刷电机Ⅳ档开关;S4、S9、S14为雨刷电机0档开关,S5、S10、S15为雨刷电机Ⅲ档开关。在电路工作时,如果想要控制雨刷电机在某个档位运行,就需要将三组开关中对应档的单刀双掷开关拨动到闭合状态,模拟三刀五掷开关的工作。通过拨动三组开关到不同档位,控制雨刷电机在不同档位工作(在拨动到相应档位时,其他开关必须断开,以免烧坏电路)。
电路原理图如下:
元器件参数表:
元件编号
元件名称
参数
R1
直插电阻
1K
CT1
电解电容
22uf
C1
瓷片电容
0.1uf
D1
LED发光二极管
F1
保险座
S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16
单刀单掷开关
J1
雨刮电机接口
Q1
雨刮继电器
S16为洗涤开关,每拨动一次开关,清洗泵电机指示灯亮,雨刮电机旋转一定的时间,这可以模拟汽车雨刮系统的洗涤功能。
系统的电路原理如下:
1)低速档电路
当刮水器开关拨至Ⅰ档时,开关S7的第二掷将53端子与53a端子接通,电路走向为:熔断器F1→刮水器与洗涤器组合开关上的端子53a→刮水继电器的53S端子→刮水继电器的触点p→刮水继电器的触点n汽车雨刷器→刮水继电器的53M端子→刮水器电动机上的低速线53→刮水器电动机电枢→搭铁线31。此时刮水器电动机低速运转,刮水片低速摆动,主要在中雨天使用。
(2)高速档电路
当刮水器开关拨至Ⅱ档时,开关S1的第一掷将53b端子与53a端子接通,电路走向为:熔断
器F1→刮水器与洗涤器组合开关上53a端子→刮水器与洗涤器组合开关上53b端子→刮水器电动机上的高速线53b→刮水器电动机电枢→搭铁线31。此时刮水器电动机高速运转,刮水片高速摆动,主要在大雨天使用。
(3)点动档电路
当刮水器开关向前拨至停止档与Ⅰ档之间的Ⅳ档(点动档)位置不松手时,开关S8的第二掷将53端子与53a端子接通,电路走向同低速档。此时刮水器电动机低速运转,刮水片低速摆动。倘若一松手,刮水器开关会自动回到停止档,刮水片回到最低位置后停止摆动。
(4)复位、停机电路
将刮水器开关从低速档、高速档任一个档拨回停止档或从点动档回到停止档时,开关S9、S10的第二掷将53端子与53e端子接通。倘若此时刮水片未回到最低位置,刮水器电动机自动复位器(在雨刷电机上)上的电源线53a与复位线53e导通。电路走向为:熔断器F1→自动复位器(在雨刷电机上)的53a端子→自动复位器(在雨刷电机上)的53e端子→刮水器与洗涤器组合开关上的53e端子→刮水器与洗涤器组合开关上的53端子→刮水继电器的53S端子→刮水继电器的触点p→刮水继电器的触点n→刮水继电器的53M端子→刮水器电动机上的低速线53→刮水器电动机电枢→搭铁线31。刮水器电动机继续运转,刮水片继续摆动,直至到达最低位置。当刮水片到达最低位置时,自动复位器(在雨刷电机上)上的复位线53e与搭铁线31导通,电动机断电而停止运转,同时刮水片停止摆动。
(5)间歇档电路
当刮水器开关由停止档向后拨至Ⅲ档时,开关S15的第三掷将J端子与53a端子接通,也就接
通了刮水继电器的电路使其投入工作。刮水继电器每隔6秒左右使继电器的线圈通电一次,使触点m n接通一次,刮水器电动机通电进而刮水片摆动一次,以适应车辆在小雨中行驶。电路走向为:熔断器F1→刮水继电器的15端子→刮水继电器的触点m→刮水继电器的触点n→刮水继电器的53M端子→刮水器电动机上的低速线53→刮水器电动机电枢→搭铁线31。
注:当刮水器开关拨至间歇档时,每次刮水片均能回到最低位置停住,原因是当刮水器开关处于间歇档时,开关上的53端子与53e端子一直是接通状态。