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单元六 汽车舒适系统与安全系统
项目一 舒适系统
一、风窗刮水器
1.风窗刮水器的作用
为了保证驾驶员在雨天、雪天和雾天有良好的视线，轿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胶刷，由驱动装置带着来回摆动，以除去玻璃上的水、雪等。
2.刮水器的分类
（1）根据安装位置不同
① 前风窗刮水器
②后风窗刮水器
（2）根据驱动装置不同
①真空式：由真空泵驱动
②气动式：应具有空气气源
3.风窗刮水器的常见档位
4.风窗刮水器组成
电动刮水器的电动机一般有永磁式和励磁式两种，而永磁式电动机结构简单、体积小、可靠性好，被广泛采用。如图，电动刮水器是由电动机、传动机构组成和刮水片三部分组成。电动机轴端的蜗杆驱动蜗轮4，蜗轮4带动摇臂6旋转，摇臂6使拉杆往7复运动，从而带动刮水片左右摆动。
电动机动旋转，带动蜗杆、蜗轮，使与蜗轮相连的拉杆和摆杆带左右两刮片架作往复运动，橡皮刷便刷去风窗玻璃上的雨水、雪或灰尘。
5、电动刮水器的工作原理
永磁式刮水电动机的变速原理：
思考：从该公式可以看出电动机转速与哪些参数有关？
方法①：改变磁通来实现变速（绕线式电动机）
方法②：改变电刷间的导体数变速（永磁电动机）
a)低速旋转 （b）高速旋转； （C）电刷的布置
B3与B1通 B3与B2通
6、电动刮水器的自动复位装置
①自动复位的定义
②自动复位的方法
A、凸轮式
B、短路反电动势
电动刮水器的控制电路
①低速档（LO）控制电路
②高速档（HI）控制电路
③刮水器开关拨至OFF档停止（复位）时
电动刮水器的间歇控制
分类：
间歇时间可调式
不可调式
7、电动刮水器的新技术
⑴柔性齿条传动刮水器
⑵雨滴感知型间歇雨刮系统
雨滴感知型刮水系统
1.阻尼橡胶 2.压电元件 3.振动片（不锈钢）
4.上盒（不锈钢） 5.集成电路 6.电容器
7.衬垫 8.线束套筒 9.线束 11.下盒（不锈钢）
12.密封件
雨滴传感器结构图
二、风窗洗涤器
1、风窗洗涤器的分类
从控制方面分： 手动
脚踏
电动机★
2、风窗洗涤器的组成
⑴洗涤液罐
⑵洗涤泵（由永磁直流电机和离心式液压泵组成一体）
⑶软管
⑷三通喷嘴（压力约70~80KPA，在风窗玻璃下面，方向可调整）
⑸刮水器开关
加注口
储液罐
喷嘴
丰田卡罗拉风窗洗涤器
雪佛兰科鲁兹风窗洗涤器喷嘴
风窗洗涤装置
三、风窗除霜(雾)系统
1、电控除霜系统的作用
清除前、后风窗玻璃上由于气温较低或车厢内外温
差大而产生的霜层，保证驾驶员有良好的视野。
2、除霜的方法
⑴前风窗玻璃：在汽车空调系统的风道中加设除霜器风门
⑵后风窗玻璃：除霜热线
（利用电阻丝组成的电栅加热除霜）
3、后窗玻璃电控除霜系统的组成
4、后窗电控除霜系统的控制电路
一、电动车窗的特点
⑴具有单按系统
⑵能够在车外关闭门窗
⑶具有安全控制
二、电动车窗的种类
1、按照电动玻璃升降器的安装位置不同分
侧门窗用 、 三角窗用、后门
窗用、乘员车厢与驾驶室之间隔离、墙窗用
2、按结构形式可分为
①交叉臂式
在各种汽车上广泛应用，在豪华和高速型轿车上很少使用。
②绳轮式
主要应用于轿车，其他车上很少使用。
③软轴式
各种汽车均可采用。
④塑料带式
绳轮式电动车窗的基本结构
软轴式玻璃升降机构
三、电动车窗的组成
门窗
电动玻璃升降器
电动机
开关
（主控开关、分控开关）
四、电动车窗的工作原理
电动车窗组成
1—偏转板 2—天窗开关 3—天窗电动机 4—天窗单元
一、电动座椅的作用
为了给不同的乘客提供不易疲劳、安全舒适的乘坐位置，现在很多汽车都安装了座椅调节装置。
二、电动座椅的分类
1、按调节方式不同
手动调节式
动力调节式
2、按座椅电机的数目和调节方向数目的不同
有两向、四向、六向、八向和多向可调等
1.电动座椅ECU
2.滑动电机
3.前垂直电机
4.后垂直电机
5.电动座椅开关
6.倾斜电机
7.头枕电机
8.腰垫电机
9.位置传感器（头枕）
10.倾斜电机和位置传感器
11.位置传感器（后垂直）
12.腰垫开关
13.位置传感器（前直）
14.位置传感器（滑动）
三、电动座椅的组成
1、电动机（永磁式双向直流电动机）
电动机的数量取决于电动座椅的类型
2、传动机构
①高度调整机构
②纵向调整机构
③靠背倾斜调整机构
四、电动座椅的控制电路（广州本田雅阁轿车）
驾驶员在驾车过程中，必须要有开阔的视野，能观察到汽车外部的路况，从而保证安全行车。汽车设计时是如何保证驾驶员坐在驾驶位置就能直接获取汽车周围的路况的？
一、后视镜电动控制内容
1、后视镜位置调整功能
2、后视镜的伸缩功能
3、后视镜的加热功能
活动：结合上图，在实物上找到电动后视镜的驱动电机。
二、电动后视镜控制电路的基本组成
三、电动后视镜的控制电路
1、普通电动后视镜的控制电路
活动：
结合桑塔纳2000电动后视镜的电路图，分析该
车型电动后视镜的控制电路。
分组安排： 第一、二组—左电动后视镜的向上调整电路
第三、四组—右电动后视镜的向左调整电路
第五组———右电动后视镜的向下调整电路
2、带电动伸缩功能的电动后视镜的控制电路
后视镜伸缩控制开关
3、带加热功能的电动后视镜的控制电路
加热开关
1．汽车空调系统的功用
调节车内温度：汽车空调在冬季利用其采暖装置升高车内温度，夏季利用制冷装置对车内降温。
调节车内湿度：利用制冷装置冷却降温去除空气中的水分，再由采暖装置升温以降低空气的相对湿度。
调节车内的空气流速：夏季空气流速稍大有利于人体散热降温，冬季气流速度过大影响人体保温，因此夏季舒适风速一般为0.25m/s，冬季的舒适风速一般为0.20m/s。
过滤净化车内空气：由于车内空间小，乘员密度大，车内极易出现缺氧，而车外道路上的粉尘等又容易进入车内造成空气污浊，影响乘员的身体健康，因此要求空调必须具有补充车外新鲜空气、过滤和净化车内空气的功能。
2．汽车空调系统的组成
汽车空调系统是由制冷系统、采暖系统、通风系统、空气净化系统和控制系统等五个子系统组成。各型汽车空调系统的组成大同小异，图7-6-1所示为桑塔纳2000GSi型轿车暖风与空调系统的组成与零部件的安装位置。
制冷系统：把车内空气或吸进来的新鲜空气冷却或除湿，使车内空气变得凉爽舒适。
采暖系统：主要用于取暖，对车内空气或由外部进入车内的新鲜空气进行加热，达到取暖、除霜的目的。
通风系统：把车外新鲜空气吸进车内进行换气。同时，通风对防止风窗玻璃起雾也起着良好作用。
空气净化系统：净化空气，除去车内存在的灰尘和气味，使车内空气变得清新。
控制系统：对制冷和暖风装置进行控制，使空调正常工作。
二、汽车空调系统的分类
1．按驱动方式分类
按驱动方式可分为独立式汽车空调系统和非独立式汽车空调系统两种
2．按功能分类
按功能可分为单一功能和组合式两种。
（1）单一功能是指冷风、暖风各自独立，自成系统，一般用于大、中型客车上。
（2）组合式是指冷、暖风合用一个鼓风机、一套操纵机构。这种结构又分为冷、暖风分别工作和冷、暖风可同时工作两种方式，多用于轿车上。
三、汽车空调制冷系统组成的结构
1.压缩机
汽车空调系统的压缩机安装在发动机前部，由发动机曲轴上的驱动轮经皮驱动带驱动旋转。压缩机是制冷循环系统的动力源，其功用是驱动制冷剂循环流动，将低温(约0℃)、低压(约150kPa)的气态制冷剂压缩成高温(约65℃)、高压(约1300kPa)的气态制冷剂。
二、 冷凝器和蒸发器
1．冷凝器
冷凝器是一种热交换器，与发动机散热器在形状上非常相近，在汽车空调制冷系统中的作用是将来自压缩机高温高压的制冷剂气体冷却、冷凝成液体，并把热量散发到车外空气中，从而使其凝结为高压制冷剂液体。汽车空调系统冷凝器的结构形式主要有管片式、管带式、鳍片式等几种。
2．蒸发器
蒸发器和冷凝器一样，也是一种热交换器，是制冷循环中获得冷气的直接器件。外形近似冷凝器，但比冷凝器窄、小、厚。它的作用是将膨胀阀送来的降温、降压液体，在其大的空间内全部蒸发，同时从周围空气中吸收大量的热量，而使汽车车厢内的温度下降。它一般安装在驾驶室内仪表面板下方。
蒸发器有管片式、管带式和层叠式三种结构，如图7-6-10、7-6-11、7-6-12所示。
三、储液干燥器和积累器
1．储液干燥器
储液干燥器简称储液器，其作用是：①临时贮存液态制冷剂，根据制冷量的需要随时提供给蒸发器；②除去系统中的水分，混有少量水分的制冷剂在与金属材料接触过程中会产生强烈的腐蚀，水分还会在膨胀阀或节流管中结冰形成冰堵；③过滤制冷剂中的杂质，制冷剂对系统内壁面各部件的作用，会产生相应的杂质如锈蚀物，或者制冷剂本身所带微量杂物，也可能系统内部在制造、修理过程中带入一些污物。这些都必须过滤掉，以免堵塞系统。
四、膨胀阀
膨胀阀也称节流阀，是一种感压和感温阀，是汽车空调制冷系统中的一个主要部件。目前膨胀阀主要有H型膨胀阀、节流孔管（孔管）四种结构形式。
2．节流孔管
节流孔管是用于许多轿车制冷系统的一种固定孔口的节流装置。有人称它为孔管、固定孔管。节流孔管直接安装在冷凝器出口和蒸发器进口之间，用于将液态制冷剂节流降压。由于不能调节流量，液体制冷剂很可能流出蒸发器而进入压缩机，造成压缩机液击。所以装有节流孔管的系统，必须同时在蒸发器出口和压缩机进口之间，安装一个积累器，实行气液分离，避免压缩机发生液击。
门锁的作用是什么？
汽车门锁时保证汽车行驶安全的一项重要措施。
门锁的一般要求是门锁不仅能将车门可靠锁紧或打
开，而且要求门锁在锁止位置时，操纵内外手柄均
不能打开车门。为了提高汽车使用的安全性、方便
性，现代轿车大多安装中央门锁控制系统。
项目二 舒适系统
一、中央门锁系统的功能
1、中央控制
2、速度控制
3、单独控制
二、中央门锁系统的组成
1、中央门锁控制开关
2、门锁执行机构
①电磁铁式门锁执行机构
②电动机式门锁执行机构
3、门锁控制器
①晶体管式门锁控制器
1—门锁开关 2—锁门控制电路
3—开门控制电路 4—接电源
5—闭锁继电器 6—开锁继电器
7、8—接其他门锁 9—门锁执行
机构(电磁式) L—闭锁 U—开锁
②电容式门锁控制器
1—电容器 2—门锁开关 3—接电源
4—热敏断路器 5—闭锁继电器
6—开锁继电器 7、8—接其他门锁 9、10—电磁式门锁执行机构
③车速感应式门锁控制器
1、用门锁控制开关锁门和开门
⑴锁门控制
⑵开门控制
2、用钥匙锁门和开门
3、防止钥匙遗忘功能
4、行李箱门开启器控制
五、门锁无线遥控系统
一、汽车安全带的作用
当汽车高速运行时，乘坐者与车辆一起移动 , 汽车会将其乘员加速到汽车行驶时的速度。当汽车撞到障碍物， 障碍物的阻力会使汽车突然停下，但是乘员的惯性运行速度仍保持不变。乘坐者将以汽车碰撞前的运行速度撞向方向盘或者撞击风挡玻璃 , 甚至飞出挡风玻璃。这些物体在乘坐者身上施加作用力使乘坐者停下来。 但是这个力将对乘员造成严重伤害甚至毙命。
一、汽车安全带的作用
像紧急制动或打滑之类的危险状况，该装置会收紧安全带，因此在碰撞发生之前乘员在座椅上的位置被有效矫正。在危机情况结束后，该系统会通过可逆启动器重新自动调整。
二、安全带组成结构
安全带的固定安装方式，大致可分为三类：两点式安全带、三点式安全带和全背式安全带。
安全带可以分为被动型安全带及主动型安全带两类；被动型安全带是指当乘员前冲后 , 安全带卷收器才动作锁紧安全带 ; 而主动型安全带是指在发生碰撞乘员前冲前即收紧安全带。安全带由织带 ( 俗称安全带 )、卷收器、带扣、导向器、高度调整机构、预紧器和锁紧装置等组成。
三、气囊式安全带
气囊安全带是一种带气囊的汽车后座安全带，可更好地保护乘客安全。气囊内置于安全带从带扣到乘客肩膀的位置，一旦发生碰撞，控制单元发出信号释放气囊，此时安全带气囊与人体躯干的接触面积较未展开气囊时提升五倍，大大增加了受力面积，使得安全带在束缚躯干惯性前冲时身体所受的压强大大降低，防止安全带在束缚中引起的二次伤害。
四、卷收器
安全带系统中，安全带与一个卷收器相连。 卷收器中的核心元件是卷轴，它与安全带的一端相连。 在卷收器内部，一个弹簧为卷轴提供旋转作用力（或扭矩），旋转卷轴，卷起松弛的安全带。拉出安全带时，卷轴将逆时针旋转，并使相连的弹簧也沿相同方向旋转。此时旋转的卷轴反扭弹簧。 如果松开安全带，弹簧力顺时针旋转卷轴，使安全带张紧。
五、带扣
把乘员约束在安全带内，又能快速解脱的连接装置，其功用是用以接合或脱开安全带。现在一般在锁扣中有一个微动开关，锁舌没有插入时，开关闭合，可以接通安全带报警灯；并且给控制单元一个信号，当汽车车速达一定值时，进行灯光和语音报警，提醒驾乘人员系上安全带。
一、安全气囊的功用
安全气囊系统是汽车辅助防护系统，英文缩写为 SRS。它是座椅安全带的辅助装置，只有在使用安全带的条件下，该系统才能充分发挥保护驾驶员和乘员的作用。
二、安全气囊系统组成
安全气囊系统主要由碰撞传感器、安全气囊电脑、SRS 指示灯和气囊组件四部分组成，如图 6-2-21所示。
三、安全气囊系统的控制原理
当汽车遭受前方一定角度范围内的碰撞时候，安装在汽车前部和安全气囊电脑内部的碰撞传感器都会检测到汽车突然减速信号，并将信号传递或发送给安全气囊电脑，以便判断是否发生碰撞。当汽车遭受到碰撞且减速度达到设定值时，气囊电脑发出控制指令将气囊组件中的点火器（电雷管）电路接通，电雷管引爆使得点火剂（引药）受热爆炸。点火剂引爆时，迅速产生大量热量，使充气剂受热分解并释放出大量氮气充入气囊，气囊便冲开气囊组件上的装饰盖板鼓向驾驶员和乘员打开。
四、安全气囊工作电路，以丰田卡罗轿车为例
1. 气囊传感器电路由气囊控制单元和气囊传感器组成。气囊传感器检测车辆碰撞并发出信号给中央气囊传感器总成，以确定是否应该展开气囊。
五、安全气囊故障诊断与检修
1. 安全气囊检修注意事项：
（1）检测、安装和维修工作必须由专业人员来进行。
（2）检测时不可使用检测灯、电压表和欧姆表。安全气囊只可在安装好后用专用解码器检查。
（3）检查安全气囊时，必须断开蓄电池负极，将安全气囊与电源相连时，车内不可有人，安全气囊从运输器具内取出后必须马上装车。如须中止工作，应将安全气囊放回运输器具内。
（4）不可将安全气囊放到无人照管的地方。存放拆开安全气囊时，起缓冲作用的面应朝上。安全气囊不可打开及修理，必须使用新件。掉到过坚硬地面上的或有损伤的安全气囊不可再用。
（5）安全气囊有一定使用寿命（在显著位置会粘贴有不干胶标签）。如更换安全气囊，应将新标签取下并贴到旧标签上面。每 14 年必须更换安全气囊和不干胶标签。如果车上无标签，应在保养手册中注明更换安全气囊。
（6）安全气囊上不能沾油脂、清洁剂等，也不能置温度在 65℃以上的地方（短时也不可）。
2. 安全气囊检修过程
安全气囊如有故障，则仪表盘上会有指示灯点亮。维修过程中应充分利用故障诊断仪调出故障码，对照故障码提示检测与维修，在维修前应断开蓄电池 90s 以上。安全气囊的连接线束和插接器大多数为黄色，每个插接器、接线端子都采用双重锁定机构，不能修理安全气囊的任何组件，只能更换。
一、巡航控制系统的组成
巡航控制系统的基本组成主要有： 巡航控制开关、车速传感器、电控单元和执行器四部分组成。巡航控制系统的组成如图 6-2-26 所示。
二、巡航控制系统的工作原理
由图 6-2-27 可知，控制器的输入是以下两个车速信号的差：一个是驾驶员按要求的车速设定的车速信号；另一个是实际车速的反馈信号。ECU 将这两种信号进行比较，得出误差信号，经放大、处理后成为节气门控制信号，送至节气门执行器，驱动节气门执行器工作，调节发动机节气门开度，以修正实际车速，从而将实际车速很快调整驾驶员设定的车速，并保持恒定。
三、机电式巡航控制系统的结构和工作原理
较早使用的机电式巡航控制系统的结构布置如图 6-2-29 所示，它由机械和电气两部分组成 :
三、机电式巡航控制系统的结构和工作原理
1. 控制开关
它是供驾驶员操作巡航控制系统的一套开关，一般都设置在转向信号手柄或转向盘上，如图 6-2-30所示。
它通常有 4 个按键开关：
（1）设定／加速按键。当按下设定／加速按键后又放松时，汽车则以此时的车速自动稳定等速行驶。
若按下按键不放松时，汽车则在此时车速的基础上加速行驶。
（2）滑行／减速按键。当按下滑行／减速按键后一直不放松时，汽车处于滑行减速行驶。当放松时，若汽车时速仍在 48km/h 以上，则会自动按放松时的车速稳定行驶。
（3）接通按键。汽车在设定车速下稳定巡航行驶时，若交替按下和放松，则汽车的行驶速度将会自动稍稍提高。
（4）恢复按键。当因使用脚制动、驻车制动、离合器而使巡航控制作用消除后，按下恢复按键时，汽车将自动恢复原设定的车速稳定行驶。
2. 变送器
它是带有机械结构的中央控制装置，在接收来自巡航控制开关、制动踏板开关、离合器踏板开关以及换档开关和发动机进气歧管真空度等信号后，综合起来对伺服机构的真空度进行调节，达到稳定发动机转速的目的。
3. 伺服机构
伺服机构的作用就是控制节气门的开度，其结构如图 6-2-31 所示。它用杆件和拉索与节气门相连，通过真空度的变化来保证发动机转速稳定。当真空度增大时，弹簧压缩节气门开度增大转速上升，反之，转速降低。
4. 安全开关
安全开关包括电的释放开关和真空释放阀，其结构如图 6-2-32 所示。释放开关和真空释放阀都装在制动踏板支架上。当踩下制动踏板时，两个安全开关都使巡航控制功能消除，起双重保险作用。
四、电子式巡航控制系的结构和工作原理
1. 控制开关
控制开关大都做成杆式开关，装在转向柱上，通常有三个操纵按钮。即“设定／加速”“滑行／减速”和“恢复”，来控制汽车不同的行驶状况。
按下“设定／加速”开关不动时，汽车不断加速，当达到要求车速时，松开按钮，电子巡航控制系统就按松开按钮时的车速保持稳定匀速运行。
当踩制动踏板、踩离合器及换档时而巡航控制功能消除后，再按“恢复”按钮则又可按重新设定的车速运行。
2. 车速传感器
电子巡航控制系统通常与自动变速器电子控制系统、发动机电子控制系统共用车速传感器。车速传感器有光电式、霍尔感应式、磁感应式等。
3. 节气门执行器
节气门执行器有电动和气动两种形式。电动式节气门执行器通常使用步进式电动机作为驱动动力，气动式则采用进气歧管真空度控制。气动式节气门执行器的结构及原理如图 6-2-33 所示。当巡航控制系统不工作时，执行器内无电信号传入，在弹簧 9 的作用下，把活塞、连杆和节气门拉杆一起拉回右边使节气门关闭。当巡航控制系统工作后，则有控制信号 VC 输入到执行器供电磁线圈 2 通电，使电磁铁 1 产生吸力，使压力控制阀 4 的阀芯克服弹簧 3 的弹力下移，将进气歧管和执行器气缸 5 连通，在进气歧管内真空度的作用下活塞 6 将带动连杆 7 和节气门拉杆 8 一起向左移动而将节气门逐渐打开，从而调整了发动机转速。巡航控制系统通过改变控制信号的大小来改变压力控制阀 4 阀芯下移量，使作用在活塞 6 上的真空吸力发生变化，也即改变了节气门的开度，从而实现车速稳定控制。
3. 节气门执行器
4. 电子控制器
电子控制器是电子巡航控制系统的核心，它有模拟式电子控制器和数字式电子控制器两种形式。（1）模拟式电子控制器（2）数字式电子控制器
五、汽车巡航控制系统的使用注意事项
定速巡航系统在使用中还应该注意以下几个问题：
（1）为了让汽车获得最佳控制，当遇到交通阻塞或在雨、冰、雪等湿滑路面上行驶，或遇上大风天气时，不要使用定速巡航系统。
（2）为了避免定速巡航系统误工作，在不使用定速巡航系统时，务必使巡航控制系统的控制开关处于关闭状态。
（3）汽车行驶在陡坡时，使用巡航控制系统，会引起发动机转速过大变化，因此最好不要使用巡航控制系统。下坡驾驶时，应避免加速行驶。若车辆的实际行驶速度比设定车速高出太多，则可省略巡航控制装置，然后将变速器换入低挡，利用发动机制动使车速得到控制。
（4）汽车巡航行驶时，对装备手动变速器的汽车不应在未踩下离合器踏板时就将变速杆置空挡，否则会造成发动机转速急剧升高。
（5）使用定速巡航系统要注意观察仪表板上的 CRUISE 批示灯是否闪亮，若闪亮 ，则表明巡航控制系统处于故障状态。发现系统故障时，应停止使用巡航控制系统，待排除故障后再使用巡航控制。
（6）ECU 是巡航控制系统的中枢，对电磁环境、湿度及机械振动等较敏感。使用时应注意防潮、防振、防磁和防污染。

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