汽车电动刮水系统间歇刮水原理

【知识链接】

汽车在蒙蒙细雨或雾天气候条件下行驶时，如果刮水器按正常速度进行刮水，风窗玻璃表面的微量水分与灰尘混合就会形成发黏的泥水膜，不仅不能将风窗玻璃刮拭干净，而且还会留下污迹或斑点使风窗玻璃模糊不清，影响驾驶人的视线。为此，电动刮水系统还设有间歇刮水控制器，当遇到上述天气时，利用“间歇刮水”功能使刮水片摆动1～2次之后，按一定周期停止一定时间（4～6 s），以便风窗玻璃上积聚更多水分而将灰尘刮除干净。与此同时，驾驶人也能获得良好的视野。

间歇刮水控制器是由电子元件与小型继电器组合而成的，故又称为间歇刮水继电器。各型汽车间歇刮水控制系统的结构原理大同小异，现以图9－4所示奥迪轿车间歇刮水控制系统电路为例说明。该系统由间歇刮水控制器1、刮水器开关2、洗涤电动机3、刮水电动机与停机复位机构4等组成。主要技术参数：工作电压为12V，刮洗时间为2～4 s，间歇时间为4～6 s。间歇刮水控制系统的工作情况如下。

1.电容器C1充电，刮水器慢速刮水（刮洗时间为2～4 s）

当刮水器开关置于间歇刮水挡“Ⅰ”位置时，电流经熔断器、刮水器开关“53a”端子、刮水器开关内部“Ⅰ”挡导电片进入间歇刮水控制器“Ⅰ”端子。此时，电容器C1被充电，充电电路为：电源正极→熔断器→刮水器开关“53a”端子→开关内“Ⅰ”挡导电片→间歇控制器“Ⅰ”端子→电阻R9→R2→电容器C1→二极管VD2→三极管VT的基极、发射极→搭铁→蓄电池负极。此时电路中C点电位为1.6V，B点电位为5.6V，电容器C1两端的电位差为4V。

图9-4　奥迪轿车间歇刮水控制系统电路

1—间歇刮水控制器；2—刮水器开关；3—洗涤电动机；4—刮水电动机与停机复位机构；Tip—点动刮水挡位；0—停机挡位；Ⅰ—间歇刮水挡位；Ⅱ—慢速刮水挡位；2—快速刮水挡位；Wa—洗涤玻璃挡位

电容器C1充电时，其充电电流为三极管VT的基极电流，从而使三极管VT导通，接通了继电器线圈电路。继电器线圈通电产生电磁吸力使其常闭触点K2断开、常开触点K1闭合，接通刮水电动机电路，其电路为：电源正极→熔断器→间隙刮水控制器“15”端子→常开触点K1→间歇刮水控制器“53e”端子→刮水器开关“53e”端子→开关内“Ⅰ”挡导电片→刮水器开关“53”端子→刮水电动机电枢→搭铁→电源负极。刮水电动机电路接通并慢速旋转，刮水器的刮水片慢速摆动刮水，刮洗时间为2～4 s。(www.xing528.com)

2.电容器C1放电，刮水器停止刮水（间歇时间为4～6 s）

当刮水片往返一次后回到风窗玻璃的最下沿位置时，刮水电动机也旋转至自动复位位置，此时停机复位机构的触点K3与K4接通，使“31b”端子搭铁，为电容器C1提供放电回路。电容器C1的放电回路主要有两条：一路经电阻R2、R1构成放电回路，另一条是电容器C1正极→二极管VD3→电阻R6→间歇刮水控制器“31b”端子→停机复位机构“31b”端子→自动复位触点K3、K4→搭铁→稳压二极管VS→电阻R1→电容器C1负极。

在电容器C1放电瞬间，电路中B点电位迅速降低到2.8V。因为C1两端放电前的电位差为4V，所以放电瞬间将使C点电位降低为－1.2V。因此，三极管VT基极电位降低而截止，切断继电器线圈电路，其常开触点K1再次断开，常闭触点K2再次闭合，恢复到间歇刮水控制器“31b”端子与“53e”端子接通时的初始状态，并使电阻R5、R6并联，加速C1放电，为C1再次充电做好准备。从电容器C1开始放电到再次充电使三极管VT再次导通所经历的时间，即刮水器的刮水片间歇（停止摆动）时间。因此，间歇时间的长短取决于电容器C1的放电时间常数，其值为τd＝C1（R1＋R5／／R6／／R2）＝4～6 s。

3.电容器C1再次充电，刮水器再次慢速刮水（刮洗时间为2～4 s）

电容器C1放电到一定程度时将被再次充电。随着C1充电时间的增长，电路中C点电位将逐渐升高。当C点电位升高到接近2V时，三极管VT再次导通，C1将再次充电，刮水电动机电路再次接通并慢速旋转，刮水器的刮水片再次慢速摆动刮水（刮洗时间为2～4 s）。

【特别提示】

由此可见，只要刮水器开关置于间歇刮水挡“Ⅰ”位置，在间歇刮水控制器的控制下，电容器C1就会不间断地充电与放电，使三极管VT循环导通与截止，继电器线圈循环通电与断电，刮水电动机电路循环接通与断开，从而控制刮水片处于间歇刮水状态，直到刮水器开关离开间歇刮水挡“Ⅰ”位置为止。刮水片的刮洗时间为2～4 s，间歇时间为4～6 s。