摘要:该文简要阐述了汽车雨刮电机的功能结构、工作原理等,并着重介绍了雨刮电机的各个关键部件和生产工艺,最后介绍了在汽车应用中的一些失效模式以及其发生原因,以便为生产者快速确认零件的问题发生原因提供帮助。
关键词:雨刮电机 磁瓦 换向器 蜗杆 碳刷
1、 关于雨刮电机
雨刮电机是刮水器中将电能转化为动能,经由曲柄输出,带动联动机构摆动进而实现刮臂往返运动的机构,是整个雨刮器系统的核心。
接通电机(即拨动雨刮器开关),即可让雨刮器工作。通过拔高速低速档,可以使电机的电流发生大小变化控制电机转速,从而控制雨刮器的工作快慢。常用电机型号为30、50和80W三种。
2、 雨刮电机的内部结构
雨刮电机主要包括转子、定子、端盖三部分,其中定子有可拆分为机壳、磁瓦、机械支撑部分转子分为转子冲片、漆包线、换向器、蜗杆等零件,端盖分为涡轮及输出轴、碳刷、EMC组件、机械支撑部分等零件。
3、 电机关键部件介绍
3.1、磁瓦:
雨刮电机内的永磁体被称为磁瓦:其主要指标为剩磁,矫顽力,内禀矫顽力,磁能积
1)剩磁:表示外加磁场消失后留下的磁场能力;
2)矫顽力和内秉矫顽力:表示磁体抗退磁能力的大小;
3)磁能积:储存磁能的大小;
雨刮电机充磁方式为分内充磁和外充磁,一般建议外充磁
3.2、漆包线:
漆包线为雨刮电机转子绕组材料,其成分为内部铜和表面的油漆层,内部铜使用无氧铜,外部油漆层一般使用聚酯类材料。
其主要性能指标包括:尺寸、击穿电压、漆膜连续性、直流电阻、耐溶剂性能和耐温性。
击穿电压是漆包线最关键的指标,指漆包线漆膜所承受的电压负荷的能力,影响击穿电压主要因素:漆膜厚度;漆膜圆整度,固化程度。
3.3、换向器:
换向器在电机中的作用:一是与碳刷结合形成一个通过滑动摩擦接触面传递电流的传导装置.二是提供电流给处于某些位置的转子线圈, 使之产生转矩旋转和在转子转动中使处于某一位置的线圈中的电流改变方向, 以产生转矩, 使转子持续的运转, 从而使电动机输出持续的转矩动力。
换向器的要求:
1). 能使碳刷在其表面平稳的运行, 在运转中噪声小;
2). 有足够的硬度、刚度;
3). 有一定的耐热能力, 在运行温度下不变形, 不发脆.
4). 能够在旋转中使转子线圈准确换向.
5). 有足够的运行寿命.
换向器的材料为:基材塑料面材为电解铜或银铜合金,面材为核心
换向器所用的铜料必须有一定的硬度范围, 一般取值是HB80 -HB120, 最好是处在中段HB95 -HB105;标准的材料应该是电解铜和一定含量的银, 这可以保证换向器在极端温度时有足够的硬度.
3.4、蜗杆:
蜗杆头部有多个螺旋齿,与蜗轮啮合进行能量的传动。常用材料有40Cr、45#钢或易切削钢1144。
该零件的关键指标为:硬度和尺寸。
硬度一般要求:250-280HB;
关键尺寸集中在螺纹部位,包含:轴向齿距,法向齿形角,三针尺寸(中径);根圆直径(小径),外圆直径。
蜗杆设计到的工艺主要集中在机加工方面,包含:磨,车,铣及回火处理;
常见问题:蜗杆断,蹿动间隙大电机异响
3.5、碳刷:
电机碳刷是电动机或发电机等旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或信号的装置,又称电刷;其主要成分为:石墨,粘接剂,金属材料(如铜粉,银粉),主要工艺为:混合,压制,烧结;
电刷的核心技术指标为:电阻率,抗折强度,硬度,密度
好的碳刷应该满足如下条件:
1)、在换向器表面能较快形成一层均匀、适度和稳定的氧化薄膜。
2)、碳刷的使用寿命长,并不磨损换向器;
3)、碳刷具有良好的换向性能,火花小或无火花,并且能量损耗小。
4)、碳刷运行时,不过热,噪音小,装配可靠,不破损。
4、 雨刮电机工作原理
7、综述
希望通过本文的介绍让大家了解雨刮电机的结构及工艺特点,在以后的工作中有助于帮助生产者正确分析解决问题,做好质量预防与持续改进。