汽车上的辅助电动装置包括电动座椅、电动后视镜、电动刮水器、风窗玻璃洗涤器、电动车窗、电动门锁等。其中,大部分装置都由小型直流电机作为动力源,配合传动机构的减速增扭后作用于直线运动的控制对象。
电动座椅主要由电动机、座椅调整机构、控制开关等组成,利用开关调节座椅的位置。一些电动座椅为防止电机过载,还设置了过载断路开关。电动座椅有两向可调(上下,一个电机)、四向可调(上下/前后,两个电机)、六向可调(上下/前后/靠背倾角,三个电机)、八向可调(前端上下/后端上下/前后/靠背倾角,四个电机)四种调节方式。座椅调整机构将电机的旋转运动转变为座椅的空间移动。高度调整机构通常是将电机的高速旋转经蜗轮蜗杆传动减速,再经蜗轮内圆与心轴之间的螺纹传动,转换为心轴的上下移动。前后调整机构则是将蜗轮蜗杆减速机构加齿轮齿条传动,使座椅在电动机的驱动下沿导轨前后移动。通过电动座椅调节开关控制四个永磁电机的正反向电流,使电机分别按不同的方向转动,可以实现座椅的前端上下、后端上下、前后移动和靠背倾角调节。
电动后视镜可使驾驶员坐在车内通过调节开关调整后视镜。电动后视镜主要由永磁电机、传动机构和控制开关组成。每个后视镜都装有两套驱动装置,其中一套一个电机和传动机构用于后视镜水平方向的转动;另一套则用于后视镜垂直方向的转动。电动后视镜通常采用组合式开关操纵,组合开关由后视镜选择和后视镜转动(水平方向和垂直方向)控制开关组成。有的汽车后视镜带有可折叠功能,由后视镜折叠开关控制电机工作,驱动折叠传动装置带动后视镜的折叠和伸出。
电动刮水器主要由电动机及控制电路、传动机构和刮水片组成,其作用是清除前后风窗玻璃上妨碍驾驶视野的雨水、灰尘、雪花及杂物。电动刮水器的基本功能是使刮水片实现摆动,同时还应具有变速、间歇摆动及自动复位等控制功能。刮水片一般设有两种摆动刮水速度,依靠控制电机的转速实现变速。汽车在小雨或雾天中行驶时,刮水器快速反复刮动不但没有必要,反而影响驾驶员的视线,因而增设了间歇刮水功能,每刮刷一次停歇3~6 s。此外,当关闭刮水器开关使刮水片停止摆动时,若刮水片没有正好停在风窗玻璃的下边缘,将会影响驾驶员的视野,为此刮水器都设有自动复位机构。无论关闭刮水器开关时刮水片处在什么位置,自动复位机构都自动停在指定位置。
风窗玻璃洗涤器通常与刮水器配合使用,由洗涤液泵、洗涤液缸、洗涤液喷嘴、三通接头、连接软管等组成。当风窗玻璃需要洗涤时,应首先起动洗涤液泵,使洗涤液从喷嘴喷到刮水器的刮水片上,浸软尘土和污物后,才能开启刮水器,把玻璃上的尘土、污物及洗涤液一起刮干净。由于洗涤液泵电机为密封式、短时工作的高速电机,因此洗涤液泵连续工作时间应不超过5s,使用间隔应在10 s以上。(www.xing528.com)
冬天汽车风窗玻璃结霜会影响驾驶员视野,因此需要安装汽车玻璃除霜装置,主要有以下几种形式:①在风窗玻璃下面装热风管,向风窗玻璃吹热风以除霜并防止结霜。这种形式一般用于前风窗玻璃的除霜。②电加热除霜,将电热丝(镍铬丝)紧贴在风窗玻璃的车内表面,需要除霜时通电加热即可。这种形式一般用于后风窗玻璃。③将含银陶瓷电网嵌入玻璃内,或采用在中间夹有电热丝的双层风窗玻璃,通电后都有除霜功能。④在风窗玻璃上镀一层透明导电薄膜,和电热丝一样通电后产生热量除霜。
电动车窗主要由升降控制开关、双向直流电机、升降机构等组成。在电动车窗中一般加入了防夹技术,即在车窗玻璃上升过程中遇到障碍物,当达到夹紧力限值时,自动停止并退回一定的距离。根据美国FMVSS118和欧洲74/60/EMC法规规定,在防夹区域(4~200 mm)内,如果受到物体阻碍且夹紧力大于100 N时,应自动停止车窗闭合并触发电机反向转动,避免由于持续夹紧而对人和物造成伤害。目前实现防夹功能主要基于如下两种方案:霍尔传感器方案和电机电流纹波方案。
实现防夹功能需满足两个要求:一是遇到障碍物时能够准确识别出夹紧力大小,达到设定的阈值时能及时反转车窗;二是要精确判断出车窗运行的位置。电动车窗控制器通过实时检测障碍物对车窗上升的阻力增大而导致的电机电流和霍尔信号的脉宽变化,最终计算出当前夹紧力的大小。若计算出的夹紧力大于设定的阈值,则控制器给出防夹命令控制车窗电机反转。同时,出于对电机机构的寿命保护,往往要求车窗自动上升至顶和下降至底时做软停止,即通过准确判断车窗的位置,在接近顶或底的时候,停止对电机的输出,通过惯性控制车窗,避免发生堵转。电动车窗的驱动电机可分别由总开关和各车门处的分开关控制。此外,在电机驱动电路中设有热敏开关,其功能是当车窗完全关闭/打开或由于车窗玻璃上结冰、卡滞等引起车窗玻璃无法移动时,由于电流增大使热敏开关变热而自动断开,防止电路过载。
电动门锁是汽车电子防盗系统的重要组成部分,一般通过按键或遥控钥匙完成所有车门的锁定和打开。电动门锁系统也称中控门锁,主要由门锁执行器、操纵机构、继电器及控制电路等组成。电动门锁一般在各车门处均设有可独立开关的锁扣;有些电动门锁系统还设有车速感应锁定功能,当车速超过10 km/h时,各车门能自动锁定以确保行车安全。电动门锁的执行器主要有电机式和电磁线圈式两大类。电机式门锁执行器通过控制电机的正反转来实现门锁的锁定和打开动作,而电磁线圈式电动门锁执行器有单线圈和双线圈两种。其中,双线圈式电动门锁执行器通过对开锁线圈和锁门线圈的通断电控制,产生不同方向的电磁吸力,使衔铁做出相应的移动,再经门锁连接杆驱动门锁机构的开关;而单线圈式的开锁和锁止动作是通过控制线圈电流方向实现的。
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