Przedmioty:
- Zarys ogólny
- Części silnika wycieraczek
- Podłącz silnik wycieraczek
- Silnik wycieraczek szyby przedniej plus przełączony
- Od teorii do schematu producenta
- Dwubiegowy silnik wycieraczek
- Silnik wycieraczek sterowany magistralą LIN
Ogólne:
Silnik wycieraczki tylnej szyby montowany jest w tylnej klapie samochodu. W szybie lub w blasze tylnej klapy znajduje się otwór, przez który wystaje wał silnika wycieraczek. Na tej osi zamontowane jest ramię wycieraczki wraz z piórem wycieraczki. Oś oczywiście nie może wykonać pełnych obrotów, gdyż wtedy nie tylko tylna szyba, ale i reszta tylnej klapy czy tylnego zderzaka zostanie wycierana przez pióro wycieraczki. Dlatego w silniku znajduje się mechanizm zapewniający, że wał może obrócić się o maksymalnie 180 stopni.
Silnik wycieraczki tylnej szyby ma zawsze jedną prędkość. Włącznik wycieraczek szyby przedniej można włączać i wyłączać, przy czym zazwyczaj występuje przerwa; Po włączeniu silnik będzie sterowany co kilka sekund.
Wycieraczka zawsze po wyłączeniu powraca do pozycji wyjściowej. Gdyby tak się nie stało, ramię wycieraczki zatrzymałoby się w połowie długości szyby, gdy przełącznik został ustawiony w pozycji „wyłączony”. Zamiast odcięcia zasilania silnika, pozostaje ono włączone aż do osiągnięcia punktu zerowego.
Części silnika wycieraczek szyby przedniej:
Aby ramię wycieraczki szyby przedniej mogło powrócić do pozycji wyjściowej, zawiera ono wewnętrzną płytkę stykową ze stykami przesuwnymi. Poniższe ilustracje wyjaśniają działanie silnika wycieraczek.
Zdemontowano tylną płytkę silniczka wycieraczek. Czerwona strzałka wskazuje, gdzie okrągła krzywka mechanizmu w tylnej płycie porusza się w przód i w tył. Mechanizm zapewnia zamianę ruchu obrotowego żółtej plastikowej przekładni na ruch wału wyjściowego w przód i w tył. Na rysunku wał wyjściowy jest ustawiony pionowo. Na tej osi zamontowane jest ramię wycieraczki.
Zdjęcie po prawej stronie przedstawia wycięty silnik wycieraczek z przekładnią ślimakową i plastikową przekładnią. Tutaj mechanizm został zdemontowany.
Poniższy tekst odnosi się do poniższego obrazu. Żółta plastikowa przekładnia jest teraz odwrócona. Wyraźnie widać tutaj karby i wgłębienia przewodzącej tarczy stykowej. Kolor czerwony, niebieski i zielony wskazują, w którym położeniu styki przesuwne dotykają tarczy stykowej.
Aby zapewnić wgląd w pozycje, w których styki ślizgowe stykają się z przewodzącą płytką stykową, są one oznaczone kolorami czerwonym, niebieskim i zielonym. Poniżej opisano, do czego służą styki przesuwne:
Krucyfiks: Po włączeniu zapłonu zawsze pokazuje 12 V.
Niebieski: Ten styk ślizgowy odpowiada za położenie zerowe.
Zielony: To jest masa. Silnik jest do niego podłączony w pozycji zerowej.
Gdy silnik pracuje, trzy styki przesuwne „przeciągają się” po złotej płytce stykowej. W płytce stykowej wykonano wycięcie i wgłębienie. Dlatego styki ślizgowe nigdy nie dotykają jednocześnie tarczy stykowej. Środkowy (zaznaczony na niebiesko) odpowiada za ruch do pozycji zerowej. Płytka kontaktowa jest przewodząca; Jeżeli silnik nie znajduje się jeszcze w położeniu wyjściowym, styki ślizgowe wewnętrzne (czerwone) i środkowe (niebieskie) są ze sobą połączone. Napięcie jest przekazywane z czerwonego na niebieski styk poprzez płytkę stykową. Dzięki temu silnik może kontynuować pracę, aż czerwony styk ślizgowy dotrze do wycięcia. W tym momencie nie może już przekazywać napięcia na niebieski. Sterowanie silnikiem zostało zatrzymane.
Jednocześnie zewnętrzny styk ślizgowy styka się z niebieskim stykiem ślizgowym poprzez wgłębienie (zaznaczone na zielono) poprzez płytkę stykową. Zielony styk ślizgowy jest podłączony do masy pojazdu. Ten styk ślizgowy działa jak rodzaj hamulca. Spowoduje to zatrzymanie silnika wycieraczek szyby przedniej. Masa jest przekazywana do koloru niebieskiego poprzez zielony. Silnik jest zwarty do masy po obu stronach i dlatego pozostaje w pozycji zerowej.
Podłączenie silnika wycieraczek:
Aby podłączyć przewody silnika wycieraczek szyby przedniej, należy sprawdzić między innymi działanie płytki stykowej i styków ślizgowych. Dopiero gdy zrozumiesz, w których punktach będzie obecne napięcie, możesz przystąpić do pomiaru i podłączenia okablowania.
Wiązka przewodów w tylnej klapie silnika wycieraczek tylnej szyby często składa się z trzech lub czterech przewodów. Na tych przewodach należy zmierzyć napięcie stałe, napięcie przełączane i masę. Pozostały przewód, na którym nic nie jest mierzone, często ma napięcie zasilania (w przypadku silnika z uziemieniem) lub plus (w przypadku silnika z plusem), gdy silnik znajduje się w pozycji spoczynkowej. Pomiar na tym przewodzie można wykonać tylko wtedy, gdy wszystkie przewody są podłączone, a silnik wycieraczek znajduje się w pozycji startowej. We wszystkich innych przypadkach nic nie jest mierzone.
Silniki wycieraczek szyby przedniej są połączone z plusem i masą. Oznacza to, że przełącznik znajduje się po stronie plusa lub masy silnika elektrycznego. Jest to bardzo ważne, aby wiedzieć przed pomiarem. Poniższe rozdziały szczegółowo opisują każdy krok. Zwróć szczególną uwagę na różnice pomiędzy wariantem plus i uziemionym!
Silnik wycieraczek szyby przedniej dodatni:
Na podstawie diagramów można też ustalić, jak to powiązać np. z niechlubną częścią egzaminu praktycznego. Poniżej znajduje się schemat z legendą silnika wycieraczki tylnej z przełączaniem plusa. Silnik wycieraczek zostaje zatrzymany, a przełącznik „0” jest zamknięty.
Silnik elektryczny (7) otrzymuje bezpośrednie napięcie akumulatora tylko przy stałej prędkości. W takim przypadku przełącznik 1 jest zamknięty, a przełącznik 0 jest otwarty. Silnik elektryczny (7) napędza przekładnię ślimakową (6), która z kolei obraca przekładnię (4). Szara przewodząca tarcza stykowa jest przymocowana do plastikowej przekładni i dlatego również się obraca. Gdy włącznik wycieraczek jest ustawiony w pozycji wyłączonej, tarcza stykowa (5) i styki ślizgowe A, B i C (2) zapewniają zatrzymanie silnika we właściwym położeniu. Wyjaśniono to poniżej.
Silnik wycieraczek włączony:
W tej sytuacji silnik wycieraczek jest włączony. Napięcie zasilania doprowadzane jest czerwonym przewodem dodatnim. Przełącznik 1 jest zamknięty, zapewniając silnikowi stałe napięcie zasilania. Druga strona silnika jest podłączona do masy, dzięki czemu silnik będzie się obracał ze stałą prędkością. Przekładnia ślimakowa napędzana jest przez silnik wycieraczek szyby przedniej i dlatego się obraca. W tym przypadku nie ma to wpływu na napięcie zasilające silnik.
Przełącznik w pozycji wyłączonej, wycieraczka nadal się porusza:
Na poniższym obrazku przełącznik wycieraczek przedniej szyby jest ustawiony w pozycji „wyłączony”. Oznacza to, że przełącznik 1 jest otwarty, a przełącznik 0 (od pozycji zerowej) jest zamknięty. W tym momencie prąd przepływa przez styk ślizgowy A, przez szarą płytkę stykową do styku ślizgowego B. Następnie prąd przepływa przez styk ślizgowy B, poprzez przełącznik 0 do silnika wycieraczek. Ponieważ przekładnia napędzana jest przez silnik wycieraczek poprzez przekładnię ślimakową, płytka stykowa również będzie się obracać. Dopóki wycięcia płytki stykowej nie powrócą do góry, silnik będzie nadal pracował.
Przełącznik w pozycji wyłączonej; wycieraczka zatrzymuje się:
Koło zębate obraca się dalej, aż wycięcia płytki stykowej znajdą się u góry. Powoduje to przerwanie kontaktu pomiędzy stykami ślizgowymi A i B. Styk A wycieraczki jest izolowany przez (żółtą) plastikową przekładnię, tak że do styku ślizgowego B nie może już płynąć prąd. W związku z tym prąd nie będzie już płynął do silnika wycieraczek. Gdy płytka stykowa zostanie obrócona wystarczająco daleko, styk ślizgowy C również styka się z małą przewodzącą częścią płytki stykowej. W tym momencie styki ślizgowe B i C są ze sobą połączone. Ponieważ C jest zawsze połączone z ziemią, B ma teraz także kontakt z ziemią poprzez płytkę stykową. Silnik wycieraczek jest obecnie podłączony do masy po obu stronach, dzięki czemu natychmiast się zatrzymuje. To faktycznie działa jak rodzaj hamulca. Dzięki temu silnik wycieraczek zawsze zatrzymuje się w tym samym miejscu.
Animacja:
Ta animacja wyraźnie pokazuje różne pozycje przełącznika i płytki stykowej. Oto krótkie podsumowanie wyjaśnień podanych powyżej.
- wyłączony: przełącznik znajduje się w pozycji zerowej, a silnik elektryczny jest zwarty z plusem i masą.
- włączony, stała prędkość: przełącznik znajduje się w pozycji 1, a płytka stykowa wykonuje dwa obroty w prawo. W tej pozycji płytka stykowa nie jest używana.
- Pozycja przełącznika 0, zmienia się w pozycję zerową: tarcza stykowa zapewnia zasilanie silnika, aż wycięcia dotrą do styków ślizgowych.
- AB (plus przerwane), BC nawiąż kontakt. Powoduje to hamowanie silnika, który następnie niemal natychmiast się zatrzymuje.
Na przykład, jeśli podczas egzaminu praktycznego konieczne jest podłączenie okablowania, należy znaleźć prawidłowe pozycje przełączników. Ze schematu silnika wycieraczek można odczytać który pin we wtyczce odpowiada za zasilanie, masę czy położenie zerowe. Mierząc w wiązce przewodów samochodu, który przewód ma napięcie 12 V, można go już podłączyć. Za pomocą pomiaru rezystancji można określić, które połączenie jest masą. Omomierz wskaże wartość rezystancji na tym połączeniu mniejszą niż 1 om. Przewód ujemny należy oczywiście trzymać w dobrym punkcie masowym nadwozia. Następnie przesuwając przełącznik do wielu pozycji, możesz dowiedzieć się, który przewód należy do której pozycji przełącznika. Na podstawie diagramu można następnie określić, które przewody należy ze sobą połączyć.
Od teorii do schematu producenta:
Teorię silnika wycieraczki tylnej omówiono w poprzednim rozdziale. Schematy wyraźnie pokazują, w jaki sposób płytka stykowa w silniku wycieraczek z wycięciem zapewnia dopływ napięcia do silnika, aby obrócić się z powrotem do pozycji wyjściowej. W tej sekcji wyjaśniono, w jaki sposób ten diagram można przełożyć na diagram producenta.
Poniżej schemat elektryczny bazuje na silniczku tylnej wycieraczki Hyundaia Getza. Kolory przewodów (niebieski, brązowy, biały i czarny) odpowiadają kolorom samochodu.
Numery od 1 do 4 na schemacie po prawej stronie i poniżej pokazują styki złącza łączącego silnik wycieraczek szyby przedniej z wiązką przewodów samochodu. Liczby i kolory przewodów na obu schematach są zgodne. Poniższy diagram został pobrany z HGS-data.com. Silnik wycieraczki tylnej ma kod komponentu: M51.
Na obu schematach widać, że niebieski przewód (pin 1 we wtyczce) to stały przewód dodatni z bezpiecznika. Brązowy przewód (pin 2) odpowiada za powrót do pozycji zerowej. Poniższy schemat przedstawia płytkę stykową jako przełącznik mechaniczny. Przełączany przewód dodatni przełącznika jest podłączony do białego przewodu (pin 3). Czarny przewód jest przewodem uziemiającym (styk 4) i jest podłączony do punktu uziemiającego na korpusie (G55).
W pozycji spoczynkowej silnik elektryczny jest zwarty do masy; biały i brązowy przewód łączą się ze sobą poprzez tarczę stykową.
Silnik wycieraczek dwubiegowy:
Do tej pory omówiono jedynie silnik wycieraczek jednobiegowych. Nadaje się do tylnej szyby. Silnik wycieraczek szyby przedniej może często pracować z dwiema różnymi prędkościami, a mianowicie z normalną prędkością używaną zarówno do wycierania przerywanego (pierwsze położenie przełącznika), jak i ciągłego (drugie położenie) oraz przy dużej prędkości (trzecie położenie). Istnieje zatem różnica prędkości pomiędzy drugim a trzecim położeniem włącznika wycieraczek szyby przedniej, przy której obraca się silnik elektryczny. Osiąga się to poprzez zastosowanie wielu szczotek węglowych. Silnik wycieraczek jednobiegowych ma dwie szczotki węglowe, silnik wycieraczek dwubiegowych ma trzy. Rysunek po prawej stronie przedstawia symbole silnika wycieraczek jednobiegowych i dwubiegowych.
Przy wyższej prędkości włącza się mniej uzwojeń twornika. Przeciwnapięcie generowane przez obrót twornika jest teraz mniejsze. Ponieważ generowane jest mniej przeciwnapięcia, twornik, a ostatecznie cały silnik elektryczny, pracuje z większą prędkością.
Schemat silnika wycieraczek dwubiegowych jest bardzo podobny do tego omówionego powyżej. Tutaj ponownie włącza się silnik wycieraczek.
Widoczne są teraz trzy pozycje przełącznika.
– Pozycja 1: niska prędkość, stałe obroty.
– Pozycja 2: wysoka prędkość, stały obrót.
– Pozycja 0: wyłączyć, powrócić do pozycji wyjściowej (pozycja zerowa).
Na schemacie po prawej stronie włączona jest pierwsza pozycja. To jest niska prędkość.
Tryb 2 jest tutaj włączony. Teraz silnik zyskuje plus dzięki kolejnej szczotce węglowej. W silniku elektrycznym występuje teraz niższe przeciwnapięcie, co powoduje, że prędkość obrotowa jest wyższa niż w przypadku podłączenia drugiej szczotki węglowej.
W tym zestawieniu wybrana jest pozycja 0. Silnik zostaje wyłączony, ale najpierw powraca do pozycji wyjściowej. Płytka stykowa łączy styki ślizgowe A i B, dzięki czemu silnik wycieraczek jest nadal zasilany napięciem. Kiedy płytka stykowa zostanie obrócona o 180 stopni dalej, styk pomiędzy stykami ślizgowymi A i B zostaje przerwany, co powoduje zanik napięcia zasilającego.
Działanie płytki stykowej i styków ślizgowych jest takie samo jak w przypadku 1-biegowego silnika wycieraczek.
W tej sytuacji płytka stykowa została ponownie obrócona tak, że styki ślizgowe B i C stykają się teraz ze sobą. Silnik jest teraz uziemiony po obu stronach. Silnik wycieraczek pozostaje w tym położeniu do momentu jego ponownego włączenia.
Silnik wycieraczek sterowany magistralą LIN:
Wspomniane wcześniej systemy wykorzystują sterowanie napięciem z włącznika wycieraczek. Nowoczesne samochody coraz częściej korzystają ze sterowania poprzez magistralę LIN. Sterownik steruje silnikiem wycieraczek szyby przedniej. Wiele wejść, zarówno z przełącznika (S), jak i czujnika deszczu/światła (RLS), dostarcza sygnał do ECU w celu włączenia silnika wycieraczek szyby przedniej (RWM), wycierania z inną prędkością lub wyłączenia.
Schemat przedstawia elementy sterujące silnikiem wycieraczek szyby przedniej.
Przełącznik (S) jest podłączony do ECU trzema zielonymi przewodami. Za pomocą tych przewodów przesyłane jest położenie przełącznika.
Przełącznik nie ma zatem bezpośredniego połączenia z RWM, jak miało to miejsce w przypadku konwencjonalnego sterowania. RLS pobiera energię z ECU (12 V), uzyskuje masę poprzez punkt masy i przesyła swój sygnał przewodem magistrali LIN do innych podłączonych komponentów. RWM jest sterowany sygnałem na magistrali LIN. Urządzenie sterujące w RWM (rozpoznawalne po znaku tranzystora) zapewnia faktyczne sterowanie silnikiem elektrycznym.
W konwencjonalnym silniku wycieraczek szyby przedniej położenie przewodzącej płytki stykowej powodowało ruch do położenia zerowego. W przypadku silnika wycieraczek sterowanego magistralą LIN płytkę stykową zastąpiono tarczą pozycyjną i czujnikami Halla. Położenie tarczy pozycyjnej zależy od położenia plastikowego koła zębatego, a co za tym idzie od położenia ramienia wycieraczki. Dysk pozycyjny jest podzielony na kilka biegunów północnych i południowych (N dla północy i S dla południa). Ponieważ każdy biegun północny i południowy na tarczy położenia ma inny rozmiar, jednostka sterująca w RWM może określić dokładne położenie koła zębatego za pomocą czujników Halla. Kiedy RLS lub przełącznik zakończy sterowanie silnikiem wycieraczek szyby przedniej, jednostka sterująca w RWM steruje silnikiem elektrycznym, aż tarcza pozycyjna osiągnie „położenie zerowe”.
Zalety tej kontroli to:
- Sterowanie PWM umożliwia pracę z różnymi prędkościami.
- Kierunek obrotu silnika elektrycznego można odwrócić; podczas obrotu w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara ramiona wycieraczek poruszają się w górę, a podczas obrotu w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara ramiona wycieraczek opuszczają się. Dzięki temu uzyskano mniejszą przestrzeń montażową mechanizmu wycieraczek.
- Pozycja zerowa może się różnić; czasami nieznacznie podnosząc pióra wycieraczek, guma pióra wycieraczki przechyla się w przeciwnym kierunku. Pióro wycieraczki nie zawsze zajmuje tę samą pozycję na przedniej szybie. Ma to pozytywny wpływ na żywotność pióra wycieraczki.
Sygnał magistrali LIN można zmierzyć za pomocą oscyloskopu. Pokazany obraz zakresu przedstawia komunikację pomiędzy ECU (głównym) a czujnikiem deszczu/światła i silnikiem wycieraczek (urządzeniami podrzędnymi).
Strona op Autobus LIN opisana jest struktura komunikatu magistrali LIN. Szczegółowo opisano także komunikację układu wycieraczek szyby przedniej i wyjaśniono, w jaki sposób można rozpoznać błędy w sygnale magistrali LIN.
