电动天窗系统检修

任务3　电动天窗系统检修

【任务导入】

汽车天窗是改善车厢内通风换气状况的有效装置。轿车以往的通风换气方式均不够理想，不开侧窗时，虽然设置了进风口、采用鼓风进气等方法增加进气量，但排气始终没有摆脱利用行车时车体内外产生的正负压差，使车厢内气体通过缝隙和设置的排风孔排出的模式。由于排气不通畅，进气受阻，车内空气无法快速更新，乘车时间较长时，便会有不舒服的感觉。

如果打开侧窗，虽然通风畅快了，但车外的尘土、噪声便会统统灌进车内。若在冬夏两季，享受车内暖风或冷气时，让窗外的寒气或热浪扑面吹来，不仅破坏了空调的效果，而且也达不到有序换气的目的。

由于天窗换气利用的是负压原理，打开时会将车内的空气抽出，而不是直接进风。污浊的气体被抽走后，从进气口补充经过过滤的新鲜空气。因此，打开天窗换气是一种对空调影响小，且不易灌入尘土、噪声的方式。

天窗不仅有换气的功用，还可以给驾车摄影、打猎等活动带来切实的方便。另外，对于喜爱阳光的人士来说，坐进车内，透过天窗的阳光照在脸上，去除了似被封闭在铁皮车内的压抑感，沐浴更多的头顶阳光，会倍感舒畅。

为提高乘坐的舒适性和操作的方便性，现代轿车上安装了电动天窗系统。汽车的电动天窗通常称为太阳车顶（sun roof）或电动车顶，它是汽车移动式车顶的一种，指在车厢的顶部有可以打开或关闭的部分车顶，以改善车厢的采光和通风。有些车上安装有双开启式电动天窗，它是指天窗有两种开启方式，一种是水平滑移方式，一种是倾斜上升、下降方式。

【任务分析】

打开汽车点火开关，操作电动天窗开关，发现电动天窗不能动作。

【相关知识】

一、电动天窗

汽车电动天窗换气是利用负压原理，依靠汽车在行驶过程中气流在门窗顶部的快速流动，形成车内的负压，进行通风换气的，整个气流极其柔和，可使车内空气新鲜，尤其乘员舱上层的清新空气可使驾驶员头脑保持清醒，保证驾驶安全。

1．电动天窗类型

电动天窗按操作方式，可分为手动旋转式、手动上推式和电子按键式等三种；按开启状态，可分为上掀外滑式和上掀内滑式。

2．电动天窗部件位置

电动天窗主要部件的位置如图4－33所示。

图4－33　电动天窗主要部件位置

1—偏转板；2—天窗开关；3—天窗电动机；4—天窗单元

二、电动天窗主要部件的工作过程

1．滑动机构

图4－34所示的是电动天窗滑动机构。它由驱动电动机、驱动齿轮、滑动螺杆和后枕座等组成。工作时，驱动电动机所产生的转矩由驱动齿轮传送给滑动螺杆，从而带动后枕座滑动。后枕座利用电动机的正、反转作向前、向后的运动，由驱动电动机的正转和反转来决定向前滑动还是向后滑动，也就决定了天窗打开还是关闭。在电动机齿轮外壳内部有两个利用凸轮进行工作的限位开关。

图4－34　电动天窗滑动机构

1—后枕座；2—驱动齿轮；3—滑动螺杆；4—驱动电动机

2．连接机构

图4－35所示为电动天窗连接机构，当车顶玻璃打开时，后枕座由于滑动线缆的作用，向车辆后方推出。两个导向销分别沿着导向槽移动，首先把车顶玻璃后端向下方引出，落入车顶下部。其后，对线缆压紧，向车辆后方滑动，当面板关闭时，后枕座向车辆前方伸出滑动，导向销达到图示位置即为关闭。

图4－35　电动天窗连接机构

（a）连接机构；（b）斜升；（c）斜降

当后枕座向前移动时，导向销也沿导向槽向前滑动，连杆即按箭头A方向移动，从而斜升起车顶玻璃，此称为斜升。当车顶玻璃斜降开始时，后枕座按箭头B的方向收回与合拢，于是车顶玻璃便斜降下来。此项工作完成之后，车顶玻璃才可按常规进行滑动打开，此称为斜降。

3．驱动机构

如图4－36所示，车顶玻璃的驱动机构由电动机、驱动齿轮、凸轮、限位开关等组成。电动机通过蜗轮、中间齿轮l和中间齿轮2进行减速，将动力传递给驱动齿轮后，移动滑动螺杆。由驱动齿轮再作一次减速，将动力传送给凸轮。

4．控制开关和限位开关

电动天窗控制开关的电路简图如图4－37所示。它由滑动开关和倾斜开关两部分组成。滑动开关的功用是控制滑动机构的驱动电动机的接通与切断，用“升”（UP）和“降”（DOWN）表示。

限位开关安装示意如图4－38（a）所示，其工作特性如图4－38（b）所示。

图4－36　电动天窗驱动机构结构

（a）驱动机构分解图；（b）凸轮分解图；（c）凸轮俯视图

图4－37　电动天窗控制开关的电路简图

图4－38　限位开关

（a）安装示意图；（b）工作特性

三、电动天窗的电子控制电路原理

（1）电动天窗控制系统电路如图4－39所示。

图4－39　电动天窗控制系统电路

1—天窗开关；2—天窗继电器；3—电动机控制电路；4—电动机锁电流探测电路；5—继电器；6—1号限位开关；7—2号限位开关；8—3号限位开关；9—天窗电动机；10—滑动开启；11—滑动闭合；12—向下倾斜；13—向上倾斜；14—滑动开启/向下倾斜；15—滑动闭合/向上倾斜

（2）天窗打开 接通点火开关且天窗开关按至“OPEN”位置时，信号从天窗开关送到天窗继电器，此时天窗2号限位开关接通，继电器工作，电动机转动，打开天窗。

（3）天窗关闭 接通点火开关，天窗完全打开但1号限位开关和2号限位开关均接通时，当天窗开关被按至“CLOSE”位置，信号从天窗开关送到天窗继电器，继电器工作，电动机转动，关闭天窗。

天窗1号限位开关断开，2号限位开关接通，且天窗在全闭位置前100mm位置时，信号1号从1号限位开关输送给天窗继电器，该信号使继电器工作，控制天窗停在该位置。

为了彻底关闭天窗，重新把天窗开关按在“CLOSE”位置，使继电器工作，只要按着天窗开关，天窗则完全关闭。

（4）向上倾斜 接通点火开关，天窗完全关闭（2号限位开关断开）时，当天窗开关按在向上倾斜位置，信号从天窗开关至天窗继电器，继电器工作，电动机转动。只要天窗开关被按在向上倾斜位置，天窗则一直向上倾斜。

（5）向下倾斜 点火开关接通，1号限位开关和2号限位开关均断开时，当天窗开关按在向下倾斜位置，信号从天窗控制开关输送给天窗继电器，继电器工作，电动机转动，天窗下倾。

（6）倾斜提示系统 在天窗仍向上倾斜的情况下，将点火开关从ON挡转至ACC挡或OFF挡，则电流不再流向天窗继电器，继电器收到点火开关转向OFF挡的信号，此时1号限位开关和2号限位开关均断开，因此天窗处于倾斜工作位置的信号输送给天窗继电器，继电器内的定时器工作。因此，到天窗继电器的电流通过天窗继电器的蜂鸣器和搭铁。蜂鸣器响八次以提醒驾驶员，天窗处于倾斜状态。

四、电动天窗的防夹功能

汽车的防夹电动车窗（包括防夹电动天窗）的防夹功能的实现需要“触觉”、“视觉”的配合。

所谓“触觉”是指当电动车窗机构感触到有异物在玻璃上，会自动停止玻璃的上升。防夹电动车窗在关闭的过程中，驱动机构中有电子控制单元（ECU）及霍尔传感器时刻检测着电动机的转速，当霍尔传感器检测到转速有变化时就会向ECU报告信息，ECU向继电器发出指令，使电动机停转或反转（下降），防夹电动车窗也就停止移动或下降，其简易电路如图4－40所示。

图4－40　防夹控制电路

当然，这种车顶玻璃移动过程中的阻力变化与车顶玻璃到达终端的阻力是不一样的，后者阻力远较前者阻力大得多，因此控制方式也不一样。当车顶玻璃到达关闭的终端时，因阻力变大，电动机过载电流也变大，继电器过载保护会自动切断电流。有的汽车在玻璃升降的终点安置限位开关，玻璃到达终端时压住限位开关，电流被切断，电动机就停止运转了。

所谓“视觉”是指一套光学控制系统。它检测有无异物在电动天窗移动范围内，从而控制玻璃移动，无需异物直接接触到玻璃。这个光学控制系统的主要元件是光学传感器，它由红外线发射器和接收器组成，安装在车窗的内饰件上，能连续精确地扫描指定的区域。这个区域一般指车窗玻璃向上移动时，距离车窗开口框上边缘4mm至200mm范围内。一旦检测到有异物，传感器会迅速地把信息反馈至ECU，ECU发出指令使电动机停止运转。由于这种装置小巧，装嵌隐蔽，由ECU控制，技术先进，所以有人称之为“智能无接触防夹玻璃”。

一般普通乘用车的防夹电动车窗只有“触觉”，具有一定档次的乘用车才有“视觉”。如果有“触觉”和“视觉”双重监测，汽车防夹电动天窗就十分安全了。

五、太阳能天窗

上海大众斯柯达昊锐汽车的电动天窗外形和普通内滑式电动天窗一样，并且通过车内按键也可以实现全部隐藏和向上倾斜的开启方式。但这个看似普通的天窗，实际上还隐藏了太阳能发电功能（见图4－41）。它通过安装在天窗里的太阳能集电板将太阳能转换成电能，来驱动鼓风机运转，从而达到为车内换气的目的。位于车顶的太阳能天窗是在天窗玻璃下方设置太阳能电池，太阳能电池与设置的控制单元输入端相连接，输入端连接车辆空调系统的温度传感器，同时输入端还与蓄电池和点火器相连接。其作用包括以下几方面。

图4－41　斯柯达昊锐的太阳能天窗

1．提供电能，对蓄电池进行充电

天窗玻璃下方的太阳能电池吸收太阳能，经汽车天窗控制单元可对蓄电池进行充电，保证蓄电池的电能充足，同时延长蓄电池的使用寿命。

2．驱动鼓风机降温

太阳能天窗带给消费者的最直接好处是，在夏天高温天气里，汽车在烈日下停车熄火，完全没有能源供给时，能自动调节车内温度。利用内置在天窗内部的太阳能集电板依靠阳光照射所产生的电力，经过控制系统来驱动鼓风机，将车厢外的冷空气导入车内，驱除车内热气，达到降温的目的。当驾驶者及乘员再打开车门及坐在座位上时，不会感觉热浪袭人、闷热难耐，汽车的空调系统可以在最短时间内将车内温度降至舒适的程度。根据资料显示，与没有通风降温的车型相比，安装了太阳能天窗的汽车驾驶室内的温度最高降低20℃。利用太阳能供电，节能降温，有效地减少了汽车内由热量聚集所产生的“孤岛”效应。

3．改善车内的空气状况，冬季减少车内前挡风玻璃的结霜

目前国内销售的车型当中，奔驰E级，奥迪A8、A6L、A4，途锐等部分车型都已配备了太阳能天窗，但并不是所有车型的太阳能天窗都能达到理想的降温效果。新奥迪A6L太阳能天窗可以在阳光充足时利用太阳能使鼓风机运转，将车内外空气进行交换，不消耗电能和其他能量，但驻车通风和驻车加热则需要消耗电瓶电能，驻车加热还要消耗部分燃油。而奥迪A4的太阳能天窗只是将一部分能源供给天窗系统使用，当驻车时太阳能天窗就不会给予其他额外的支持。

太阳能作为清洁无污染的可再生能源，已经在各行各业上得到了广泛的应用。可以预见的是，汽车太阳能天窗将随着科技的不断进步而将越发完善和提升。

【任务实施】

一、实施环境

（1）汽车电器实训室或汽车整车实训室。

（2）装有典型电动车窗的轿车（如帕萨特B5、奇瑞A3）、工具车（配有拆装工具）、工作台、解剖的典型电动车窗（如帕萨特B5）。

（3）相应的维修手册或资料。

二、实施步骤

1．检查天窗开关

（1）用电阻表检查导线连接器各端子之间的导通状态，如图4－42和表4－4所示。

图4－42　天窗开关端子

表4-4 天窗开关导通状态

（2）各端子导通状态与表4－4所列不一致时，更换开关。

2．检查天窗继电器

检查天窗继电器各端子导通状态，如图4－43和表4－5所示。若导通状态不符要求时，则应更换继电器。

图4－43　天窗继电器端子

表4-5 天窗继电器导通状态

3．检查天窗电动机

（1）拆下车顶电动天窗控制台。

（2）分离电动机导线连接器端子，如图4－44所示。

（3）在天窗电动机导线连接器8号端子和3号端子上分别连接蓄电池正极（＋）和负极（－）。

（4）检查电动窗电动机是否向打开方向和向下方向转动。

（5）把接线极性调倒过来，检查电动天窗电动机是否向关闭方向和向上方向转动。

电动机应在没有任何异常声音的情况下转动。若电动机工作不符合要求，则应更换电动机。

图4－44　天窗电动机端子

【相关拓展】

（1）操作电动天窗前，确保天窗区域无障碍物。开启天窗时不要让儿童或宠物在窗口附近，否则可能引起严重的伤害。严禁将儿童和钥匙单独留在车内。

（2）开启点火开关后才可操作电动天窗。电动天窗操作开关位于车内灯上方的顶篷上。短时间内频繁操作开关，会在一段时间内操作暂时失效，以防引起损坏。

（3）在点火开关关闭时，电动可以通过全方位开启和关闭功能操作。（4）天窗后端升起操作如图4－45所示。

图4－45　天窗后端升起操作

A—关闭；B—开启

（5）防夹功能在重设记忆前不会解除。关闭天窗时请小心，否则可能造成人身伤害。如果天窗在关闭过程中遇到阻碍，会自动停止，并退回一段距离。

（6）当移动阻力较大时（如冬季），如要取消防夹功能，可按以下步骤进行：天窗连续三次关闭都遇到阻力时，防夹功能将会取消，确保天窗关闭时畅通无阻。第三次关闭天窗到阻力点时，防夹功能将失效，天窗会超越阻力点达到完全关闭位置。如果在第三次时天窗仍无法完全关闭，请尽快检查车辆。

（7）在安全模式下，防夹功能会失效，此时应确保天窗关闭线路上无障碍物。如遇系统故障，天窗会进入安全模式，每次工作0．5s后停止，在开窗停止后必须再次按下开关，直至完全关闭天窗。若天窗后端为升起状态应先将天窗完全升起，然后再关闭天窗，并立即检查车辆。

（8）有些车辆电动天窗具备再学习功能。如果天窗不能正常关闭，请执行再学习程序：最大限度地升起天窗后端，然后开开关。再次按下该开关约30s的时间，天窗开始移动。释放开关并立即再次按住，天窗关闭，然后完全打开，最后关闭。在天窗没有第二次关闭前，不要放开开关。此时，再学习功能设定完成。如果没有连续地按住开关，天窗的再学习功能就会中断，必须再次重新开始再学习程序。

（9）天窗玻璃一定要定期用软布和清洁剂清洗，不能使用黏性清洁剂擦拭。天窗框架、密封条的缝隙存有沙子，要用湿海绵清洁，在橡胶密封条上涂抹凡士林可以延长密封圈使用寿命；天窗的滑轨部分一般两个月至少清洁一次，并涂抹机油润滑；下雨或洗车时天窗要关严，洗车后应等车身完全干后再开天窗，避免天窗滑轨处积水；如果突然发现天窗控制开关失灵了，可以用原车配备的专用工具进行手动操作，关闭天窗。