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雨刷是安裝在汽車擋風玻璃上的重要附件,其作用是汽車擋風玻璃上妨礙視線的雨雪和異物,保障駕駛員視野清晰,因此,其對于行車安全具有重要的作用。雨刷電機作為雨刷的“心臟”,在實際使用過程中,在極端條件下(如下大雪、刮片凍結在玻璃上,異物卡在雨刷上等),電機極易因電機過載而出現高溫故障。本文針對汽車雨刷電機過載狀態下的內部溫升過程及原理進行研究,以期對汽車雨刷系統的可靠性進行提升。
電機過載高溫原理分析電機在超負載條件下,阻力增加工作扭矩上升,導致轉子電流逐漸上升,轉子線圈溫度持續上升,當溫度上升超過電機漆包線耐高溫時,絕緣漆熔化,線圈之間出現短路燒毀問題。
技術解決方案:由于外界過載條件無法控制,只能通過電機內部結構優化進行防錯改進,故在電機內部增加6AP型號雙金屬片熱保護器,串聯于電機地線電刷位置,6AP型號熱保護器產品是一種用雙金屬片作為感溫元件的溫控器,當電機正常工作時,雙金屬片處于自由狀態,觸點處于閉合狀態,當溫度升高至動作溫度值時,雙金屬元件受熱產生內應力而迅速動作,打開觸點切斷電路,從而起到熱保護作用。當溫度降到設定溫度時觸點自動閉合,恢復正常工作狀態。
本文以6AP熱保護器 130℃20A產品進行試驗。試驗驗證及結果:
熱保護器動作溫度試驗:把熱保護器放置在溫度箱內,不通電流,用萬用表蜂鳴檔檢測熱保護器動作情況。首先讓溫度箱內溫度升高速度控制在每分鐘1℃以內,溫度上升到設定值熱保護器起跳,記錄起跳溫度;再把溫度下降,降溫速度也在1
℃/ 分鐘以內,直到熱保護器重新閉合,記錄閉合溫度。要求熱保護器起跳溫度:130±5 ℃,閉合溫度 100±15 ℃。試驗結果起跳溫度在 121 ℃ ~134℃之間,閉合溫度在86 ℃ ~110℃之間,滿足要求。
熱保護器起跳電流試驗:把熱保護器放置在23 ℃溫度箱內,待溫度箱內溫度穩定半小時后關閉溫度箱風扇(試驗要求非流動空氣),熱保護器通上 20 A 電流,記錄首次起跳時 間及起跳到再閉合時間。要求通上規定的電流,熱保護器首次起跳時間6 s,熱保護器首次起跳至重新閉合時間≤20 s。試驗結果首次起跳時間 6 s ~ 8 s,首 次起跳至重新閉合時間為 3 ~ 4 s,滿足要求。
論經可靠性試驗驗證,雨刷電機內部增加熱保護器產品滿足極端條件下的使用要求,熱保護器觸點容量充足,電機帶負荷能力得到充分利用,并能有效保護電機,避免過載、堵轉條件下的燒毀問題。
對于汽車雨刷電機過載高溫問題,行業內部分觀點認為由于客戶在極端環境下使用方法不當導致的故障,與電機自身質量無直接關系。但作為整車及零部件生產企業,我們應更多的站在客戶考慮,從產品防錯的技術上規避顧客使用過程中的失誤,讓雨刷電機能夠適應更為苛刻的使用環境,提升產品的可靠性。本文內容有助于分析雨刷電機的溫升過程及提升熱保護器技術在汽車雨刷上應用的穩定性及可靠性。