汽車雨刷馬達規格(windshield wiper)

額定電壓 DC12V

負載19.6kgf.cm

低速: 電流 4A max.轉速 43±5 RPM

高速: 電流 6A max.轉速 66±6 RPM

馬達轉速的公式：

N=K*[E/(Φ*Z)]
N：表轉速 K：表常數 E：表馬達實際作用電壓
Φ：表磁場強度 Z：表電樞線圈導線數由以上公式得知，雙速複聯式電磁式雨刷馬達是藉磁場強弱變化，而有高低速之分，當
磁場愈強時，則為低速，當磁場弱時，則為高速

雨刷系統

一、概述
現今汽車的擋風玻璃為弧形，需要強而有力的雨刷，才可刮除擺動面積中的雨水或積雪，
故現多用電動雨刷(electric windshield wiper)。
雨刷的設計的重點有四：
1.馬達的旋轉運動變為雨刷的來回擺動。
2.雨刷靜止時，每次都能在玻璃邊緣，不妨礙駕駛者的視線。
3.可隨需求調整變速。
4.若左右兩個雨刷片同時刷動時，應避免碰。

雨刷機構包括了一個電動馬達，一個蝸齒輪減速機，一組連桿，和最重要的雨刷片。雨刷的動力來源是一個電動雨刷馬達，電動馬達通常轉速很高，扭力卻不太夠，因此輸出軸上裝了一個蝸齒輪減速機。蝸齒輪是一種特別型式的齒輪，體積不大，卻可以產生很大的減速比，可以把雨刷的扭力放大50倍，同時可以把馬達轉速減小五十分之一，經過蝸齒輪減速之後再帶動連桿往復運動。

雨刷馬達電路控制上有一個感測器，用來感測雨刷是否回復到底部位置，所以當您把雨刷關閉時，感測器感測到雨刷回到底部位置，馬達的電流才被切斷，同時雨刷設定在間歇刷動時，也要靠這個感測器感測到雨刷在底部時切斷雨刷馬達電源。

二、雨刷電路的工作情形
1.雨刷電路的概述
(1)雨刷電路由雨刷馬達、靜止開關(parking switch)、傳動機構及雨刷片等組成。
(2)雨刷馬達可分為電磁線圈式或永久磁鐵式馬達，旋轉時由電樞軸上的蝸桿帶動蝸齒輪，經減速齒輪而傳動搖臂及連桿組，而使雨刷片來回擺動。
(3)永久磁鐵式雨刷馬達空轉時耗用電流約在4A以下，其電路需經點火開關，採搭鐵控制，在雨刷靜位時皆會產生電樞制動。

三、雨刷系統各部機件構造、功用與工作情形
1.傳動機構
(1)功用：
減速齒輪：增大減速比，並將轉動方向改變90°。
連桿機構：將旋轉運動變為雨刷片的搖擺運動。
(2)構造：如下圖
減速齒輪：由馬達驅動的蝸桿、蝸齒輪所組成，蝸齒輪上一凸輪片，作為靜位開
關。連桿機構：由數個連桿所組成，如圖8-4。
(3)工作情形：
減速齒輪：利用蝸桿與蝸齒輪的齒輪比，再一次的減速，增大扭力，減速比 = 蝸桿轉速/蝸
齒輪轉速。
連桿機構：將雨刷馬達動力傳至蝸齒輪後面連桿組的滑動接頭，滑動接頭使連桿組變為直線的運動，再經連桿組使雨刷片產生擺動。

四. 靜位開關(parking switch)-控制馬達的正反轉
(1)功用：可於馬達開關關閉後，若雨刷片不在於固定位置時，使雨刷馬達仍可運轉，直至雨刷片於固定位置後停止，故雨刷片靜止時，每次都能在玻璃邊緣，不妨礙駕駛者的視線，如下圖，其雨刷片固定的位置又可稱為靜位位置。
(2)構造：靜位開關包含蝸齒輪上一只凸輪及接點。
(3)工作情形：如下圖
動作A:雨刷馬達經開關作用時，不論蝸齒輪上的凸輪在任何位置，皆不產生任何作用，馬達仍可作正常運轉。
電路流程：⊕→磁場線圈→電樞→雨刷開關3→雨刷開關1→Θ

動作B:在雨刷開關關掉後，若雨刷片不在正常停止的位置時，馬達可經雨刷開關接至蝸齒輪上的接點搭鐵，繼續轉動，直至雨刷馬達於靜止位置才停止。
電路流程：⊕→磁場線圈→電樞→雨刷開關3→雨刷開關2→靜位開關c、b→Θ

動作C:雨刷開關關掉時，若雨刷片於靜位位置則馬達立即停止，可防止馬達慣性繼續運轉，靜位開關上的接點接合，使電樞及磁場線圈成封閉迴路，產生電氣制動，馬達立即停止。
電路流程：電樞→磁場線圈→靜位開關a、c→雨刷開關2→雨刷開關3→電樞

動作D:電氣制動的原理：若電樞繼續慣性運轉時，電樞切割磁力線，產生發電(發電機原理)，磁場線圈會有相反的電流，而相反的電流再度流入電樞中，電樞產生相反的扭力旋轉(電動機原理)，即立刻停止運轉。

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五. 雨刷系統種類及工作情形

註: 有些圖形及說明要參考下面的文章

請參考http://www.tyai.tyc.edu.tw/am/mtkao/file/car/e/car-e13.pdf

A.雙速複聯式電磁式雨刷馬達電路的構造
(1)馬達構造，如下圖：
電樞、數個磁場線圈、蝸桿、蝸齒輪、凸輪片等。
電樞與磁場線圈採複聯式，有兩組線圈，一組與電樞串聯，另一組與電樞並聯。
凸輪片裝於蝸齒輪上，若雨刷片不在靜位時，則使二個接觸滑點片接通，雨刷片在靜位時，則使二個接觸滑點片不接通

(2)工作情形：

┌→並聯磁場線圈(L2)→搭鐵
電瓶⊕極→點火開關→雨刷開關┤
└→串聯磁場線圈(L1)→電樞→搭鐵
當雨刷開關拉出在第二段時，為高速運轉：

電瓶⊕極→點火開關→雨刷開關→串聯磁場線圈(L1)→電樞→搭鐵
當雨刷開關推至底關掉時：
若雨刷片不在靜位時，雨刷馬達仍需運轉，直到雨刷片於靜位位置為止：

┌→雨刷開關→並聯磁場線圈(L2)→搭鐵
電瓶⊕極→點火開關→凸輪板二接點┤
└→馬達串聯線圈(L1)→電樞→搭鐵
若雨刷片已在靜位位置時，雨刷馬達需作電氣制動，防止繼續慣性運轉：

┌→雨刷開關→並聯磁場線圈(L2)→電樞
電樞→┤
└→串聯磁場線圈(L1)→雨刷開關→並聯磁場線圈(L2)→電樞

B.永久磁鐵式雨刷馬達電路的構造

永久磁鐵式雨刷馬達電路的構造與工作情形
(1)構造：將雙速複聯式電磁式雨刷馬達的電磁線圈改為永久磁鐵，但與電樞接觸的電刷有三只，分別為火線電刷、低速用電刷、高速用電刷，於蝸齒輪面設計有靜位開關用的接面板及三只接點開關。
(2)優點：
外殼薄，重量輕，體積小，不需磁場線圈。
簡單化、故障率小，無磁場線圈造成的故障。
沒有磁場線圈鐵芯渦電流的產生，故馬達運轉時不易發熱。
電氣制動效果較為確實。
(3)工作情形：

永久磁鐵式雨刷馬達三電刷，根據馬達轉速公式，低速用電刷與火線兩電刷差180°，則
電樞的電流導通導線數較多，高速用電刷與火線兩電刷差120°，則電樞的電流導通導線數較少，如圖8-16。
小型車現皆採用永久磁鐵式，其蝸桿與蝸齒輪的減速比約為90～100：1，而作90°的
方向動力輸出。
當雨刷開關置於低速運轉時：
電路流程：電瓶⊕極→點火開關→雨刷馬達B線頭→馬達電刷1→電樞→電刷2→雨刷開關11線頭
→雨刷開關16線頭→搭鐵
當雨刷開關置於高速運轉時：
電路流程：
電瓶⊕極→點火開關→雨刷馬達B線頭→馬達電刷1→電樞→電刷3→雨刷開關12線頭
→雨刷開關16線頭→搭鐵
當雨刷開關關掉時：
若雨刷片不在靜位位置時，雨刷馬達仍需運轉，直到雨刷片於靜位位置為止，此時靜位開關中的B線頭與C接觸板搭鐵相通時，電路流程為：
電瓶⊕極→點火開關→雨刷馬達B線頭→馬達電刷1→電樞→電刷2→雨刷開關11線頭
→雨刷開關13線頭→靜位開關B、C線頭→搭鐵
若雨刷片已在靜位位置時，雨刷馬達需作電氣制動，防止繼續慣性運轉，此時靜位開關中的B線頭與A線頭經另一接觸板而相通，電路流程為：
電樞→電刷1→靜位開關A線頭、B線頭→雨刷開關13線頭→雨刷開關11線頭→電刷2→ 電樞，產生相反的電流而產生制動剎車

C:永久磁鐵式雨刷馬達附間歇式雨刷電路
(1)構造：由一間歇控制器所控制，主要是利用電容器的充放電的作用，達到間歇的功用，如圖8-18。
圖 8-18 開關位於間歇的位置時
(3)工作情形：發火開關 ON，雨刷開關 OFF 時，如圖 8-19
當雨刷開關 OFF，雨刷馬達位於自動停止位置，靜止開關(S1)之內部接點 f 與 d 端
接通，使間歇器中的電容器充電，當充滿電後即不再通電了。
電路流程：
電瓶⊕→發火開關→S2內 fd→3 線頭→電容器 C1→電阻→4 線頭→Θ

雨刷開關剛置於間歇( INT )位置時，如圖 8-20
雨刷馬達以低速運轉，雨刷需先行作動一次。
電路流程：
電瓶⊕→發火開關→INT(上)→1 線頭→Q1射極、基極→P 點→電阻→4 線頭→Θ
↘集極→線圈 L→4 線頭→Θ，(b、c 接通)
電瓶⊕→發火開關→馬達→INT(下)→2 線頭→bc 接點→4 線頭→Θ，馬達低速運

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雨刷馬達控制電路