汽车电动车窗实台研制与探索

汽车电气设备实验台架研制与探索

（烟台工程职业技术学院汽车工程系，山东烟台）

【摘要】根据我国职业教育的发展现状，针对当前各职业学校对汽车新技术方面教学设施的需要以及汽车行业的需求情况，以一汽大众捷达电动车窗系统为研究对象，针对教学进行实验台的开发。本文主要介绍了捷达汽车电动车窗实验台的研制设计过程，了解了电动车窗的组成及其工作原理，能够分析实验台故障原因及检修排查。使教学内容能够更加贴合实际，提高同学的学习质量。

【关键词】教育发展现状、实验台设计、电动车窗、学习质量

1 前言

近年来，由于电子技术、计算机技术、机电一体化技术在汽车上的应用，使汽车电子控制技术发生很大的变化。各种高新技术，尖端科技的广泛应用，也使得汽车检测与维修的概念、方式发生了根本性的变化，这就对当代汽车检测与维修人员提出了更高的要求。为了适应当前日益迅猛发展的汽车工业，针对当前各职业学校对汽车新技术方面教学设施的需要，以一汽大众捷达电动车窗系统为研究对象，针对教学进行实验台的开发。此实验台采用把电动车窗系统电路综合到台架上进行研究学习，避免了实车操作的复杂及困难。实验台布线直观、简单、线路清晰、便于讲授教学，电路结构一目了然，便于学生熟练掌握各种排除故障的方法及技巧，运用方便。实验台的布线都集中在一个视野范围内，便于读图，易于接受。

目前国内汽车实验台的研制开发主要是公司企业，例如苏州捷维汽车技术有限公司、太原艾逖公司等，产品多为上海大众系列（桑塔纳2000,3000）、丰田系列（佳美、皇冠、凌志）的电控发动机实验台、自动变速器实验台，研制车身电器的实验台还比较少。但汽车电器电路是汽车的一个重要组成部分，其性能的好坏，直接影响汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性和环保性，要使汽车保持良好的运行状态，汽车电器起着至关重要的作用。所以设计汽车电器检测实验台对当今职业院校的教学实验研究有着非常重要的作用。此文主要以以一汽大众捷达电动车窗系统为研究对象，针对教学进行汽车电器实验台的设计制作。

设计本验台所进行的主要工作：首先设计出了车身电器实验台的实验面板，并选

择了与车身电器匹配的大容量蓄电池，接着设计了捷达电动车窗实验台的面板电路，将信号系统实物，电动车窗电机等合理的布置在实验台面板上，然后根据现实中的常发故障在实验台面板电路图上设置了相关的故障检测点。根据以上所设计的内容设计出实验台内部控制电路，最后进行实验台的故障诊断与排除。

设计流程如下图1-1所示。

图1-1设计流 2电动车窗的组成和作用

2.1 电动车窗的作用

汽车玻璃窗经历了从手摇曲柄连杆方式到电动升降车窗的发展过程。由于电动车窗的操纵舒适性被业界广泛认可,现今轿车普遍配装有电动车窗。电动车窗系统是整车开闭件的重要组成部分, 对开闭件系统乃至整车的质量起着重要的作用。玻璃升降系统一旦失效, 就会给行车安全带来隐患, 影响整车品质。由此可见其安全性、可靠性在整车中显得至关重要。驾驶员或乘员利用电动窗的开关使车窗玻璃自动升降,

降

低了驾驶员以及乘客的操作难度,也有利于行车的安全。

2.2电动车窗的组成及其工作原理

捷达轿车所用电动车窗是一种典型的电控车窗玻璃升降系统。零部件组成如下：电动车窗升降器、电动车窗升降器开关、电动车窗继电器、电动车窗保险丝和连接导线等。

（1）电动车窗升降器。如图所示1-1为摇臂式车窗升降器，图1-2为绳轮式车窗升降器

（2）电动车窗升降器开关。一般电动车窗系统都装有两套控制开关。一套装在驾驶员侧车门扶手上，为主开关，它由驾驶员控制每个车窗的升降。另一套分别装在每个乘客门上，为分开关，由乘客进行操纵。一般在主开关上还装有断路开关，如果它断开，分开关不起作用[2]

。

（3）电动车窗继电器。电动门窗继电器的作用是接通或者断开门窗电路。当接通点火开关电路时，同时也接通了电动车窗继电器的的线圈电路，继电器接通门窗电路。当断开点火开关时，电动门窗继电器同时也断开门窗的电路，以防损坏电器组件和发生意外。

图1-1摇臂式升降器(电动)

1—玻璃安装槽板摇2—扇形齿轮摇3—电动机摇

4—蜗杆、涡轮、小齿轮摇5—升降臂 图1-2摇绳轮式升降器(电动) 1—绳轮摇2—电动机及减速器摇3—卷筒摇 4—玻璃托架

（4）电动车窗使用的电动机是双向的，有永磁型和双绕组串励型两种。每个车窗都装有一个电动机，通过开关控制它的旋转方向，使车窗玻璃上升或下降升降器的换向：车窗升降器接近止点时，首先克服弹簧张力，此时电动机电流增大，加热电动机里的双金属开关，当到达止点时，电流进一步加大，直至双金属片进一步变形乃至中断供电，实现停止。当反向起动时与之相反，到止点断电。

（5）电动车窗的工作原理。以摇臂式升降器为例，4个车门各有一个电机，每个电机通过涡轮机构驱动拉锁，拉锁与升降机导轨上的夹持器相连，夹持器带动玻璃在导槽里运动。拉锁外套通过减振弹簧支撑在涡轮机构壳上，这样可以通过弹簧的缓冲进而减少上下止点的冲击。

电动车窗布置图（如图2-3）。

图2-3电动车窗布置总图

3 捷达电动车窗实验台的设计

3.1 实验台设计方案

本设计所开发的实验台为汽车维修教育行业使用，所以力求做到形象直观，以使学生对于捷达电动车窗各部分的组成及工作原理的学习起到事半功倍的效果；另外此实验台可以根据实车上的故障在实验台上进行故障模拟，学生可以在实验台上进行故障排除的实验，学习如何进行性能检测、故障诊断、进行故障点的电压检测等。以此为设计的出发点，本设计的总体设计方案定为：第一步，设计实验台总体结构并选择配套的各部件。第二步，设计实验台面板，面板设计包括面板电路图的设计、故障检测点设计。第三步，实验台面板控制电路的设计，主要是隐蔽式故障点的设计。

以“车身电器的实际工作情况出发设置故障、分析故障现象及解释故障的原因，最后排除故障”为指导思想，在实验台面板上设置各个电器和线路的故障检测点，设计的关键在于既要真实的反映实际车窗控制系统，又要使其形象直观便于教学，同时还要根据大众车系的标准电路图及图形符号的画法，最后则还要兼顾其美观性。

3.2 实验台面板的设计

3.2.1 实验台面板电路图的设计

台架的设计主要是根据实验台面板的尺寸进行制作。实验台面板电路的设计是整个面板设计的中心，也是整个设计的关键所在。实验台面板电路不仅形象直观的再现了车身电器系统的工作原理，还能根据现实中的常发故障现象，在电路中设置相关的故障点及其检测端子。该设计遵循原车电路图进行绘制，略有改动，主要是删减掉一些不必要的附属电路，并设置检测端子，通过专用检测仪器可进行电器元件的电压检测。

1.在实验台面板上所设计的电控系统元件包括：

（1）电器元件：车窗升降器电机。

（2）控制开关：电动车窗开关。

2.各元件的功能及其检测点的设置

（1）左前电动车窗开关：此开关用来控制驾驶员侧车窗玻璃的升降。正常情况下可以自由的升降，出现断路故障时，不能升降。

检测点设置：在左前电动车窗开关T16b/6端子与驾驶员侧车门控制单元T29a/7端子之间（如图3-1）