Hệ thống gạt nước và rửa kính là một hệ thống đảm bảo cho ngời lái nhìn được rõ ràng bằng cách gạt nước mưa trên kính trước và kính sau khi trời ma. Hệ thống có thể làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phía trước nhờ thiết bị rửa kính. Vì vậy đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe khi chạy. Gần đây một số kiểu xe có thể thay đổi tốc độ gạt nớc theo tốc độ xe và tự động gạt nớckhi trời mưa.
II. Các bộ phận và Vị trí bố trí trên xe
Hệ thống gạt nớc và rửa kính gồm các bộ phận sau:
1. Cần gạt nước phía trước/Lưỡi gạt nước phía trước
2. Mô tơ và cơ cấu dẫn động gạt nước phía trước
3. Vòi phun của bộ rửa kính trước
4. Bình chứa nớc rửa kính (có mô tơ rửa kính)
5. Công tắc gạt nớc và rửa kính (Có rơle điều khiển gạt nước gián đoạn)
6. Cần gạt nước phía sau/lưỡi gạt nước phía sau
7. Mô tơ gạt nước phía sau
8. Rơle điều khiển bộ gạt nớc phía sau
9. Bộ điều khiển gạt nớc (ECU J/B phía hành khách)
10. Cảm biến nước mưa
III. Cấu tạo
1. Cần gạt nớc/thanh gạt nước
(1) Khái quát chung
- Có một số bộ phận chính trong hệ thống gạt nước. Cấu trúc của gạt nước là một lưỡicao su gạt nước đợc lắp vào thanh kim loại gọi là thanh gạt nước. Gạt nước đợc dịch chuyển tuần hoàn nhờ cần gạt.
- Vì lưỡi gạt nước đợc ép vào kính trước bằng lò xo nên gạt nước có thể gạt đước nước mưa nhờ dịch chuyển thanh gạt nước
- Chuyển động tuần hoàn của gạt nước đợc tạo ra bởi mô tơ và cơ cấu dẫn động.
- Vì lỡi cao su lắp vào thanh gạt nước bị mòn do sử dụng và do ánh sáng mặt trời và nhiệt độ môi trờng v.v… nên phải thay thế phần lỡi cao su này một cách định kỳ.
(2) Gạt nước được che một nửa/gạt nước che hoàn toàn
Gạt nước thông thờng có thể nhìn thấy từ phía trước của xe. Tuy nhiên để đảm bảo tính khí động học, bề mặt lắp ghép phẳng và tấm nhìn rộng nên những gạt nước gần đây được che đi dới nắp ca pô. Gạt nước có thể nhìn thấy một phần gọi là gạt nước che một nửa, gạt nước không nhìn thấy đợc gọi là gạt nước che hoàn toàn.
Gợi ý:
- Với gạt nước che hoàn toàn nếu nó bị phủ băng tuyết hoặc ở trong các điều kiện khác, thì gạt nước không thể dịch chuyển được. Nếu cố tình làm sạch tuyết bằng cách cho hệ thống gạt nước hoạt động cưỡng bức có thể làm hỏng mô tơ gạt nước. Để ngăn ngừa hiện tợng này, phần lớn các mẫu xe có cấu trúc chuyển chế độ gạt nước che hoàn toàn sang chế độ gạt nước che một phần bằng tay.
- Sau khi bật sang gạt nước che một nửa, cần gạt nước có thể đóng trở lại bằng cách dịch chuyển nó theo hớng mũi tên đợc chỉ ra trên hình vẽ.
2. Công tắc gạt nước và rửa kính
(1) Công tắc gạt nước
- Công tắc gạt nước được bố trí trên trục trụ lái, đó là vị trí mà ngời lái có thể điều khiển bất kỳ lúc nào khi cần. Công tắc gạt nước có các vị trí OFF (dừng), LO (tốc độ thấp) và HI (tốc độ cao) và các vị trí khác để điều khiển chuyển động của nó. Một số xe có vị trí MIST (gạt nước chỉ hoạt động khi công tắc gạt nước ở vị trí MIST (sơng mù), vị trí INT (gạt nước hoạt động ở chế độ gián đoạn trong một khoảng thời gian nhất định) và một công tắc thay đổi để điều chỉnh khoảng thời gian gạt nước.
- Trong nhiều trờng hợp công tắc gạt nước và rửa kính đợc kết hợp với công tắc điều khiển đèn. Vì vậy, đôi khi ngời ta gọi là công tắc tổ hợp. ở những xe có trang bị gạt nước cho kính sau, thì công tắc gạt nước sau cũng nằm ở công tắc gạt nước và đợc bật về giữa các vị trí ON và OFF.
- Một số xe có vị trí INT cho gạt nớc kính sau. ở những kiểu xe gần đây,ECU đợc đặt trong công tắc tổ hợp cho MPX (hệ thống thông tin đa chiều).
(2) Rơle điều khiển gạt nước gián đoạn
- Rơ le này kích hoạt các gạt nước hoạt động một cách gián đoạn. Phần lớn các kiểu xe gần đây các công tắc gạt nước có rơle này đợc sử dụng rộng rãi.
- Một rơle nhỏ và mạch tranzisto gồm có tụ điện và điện trở cấu tạo thành rơ le điều khiển gạt nước gián đoạn.
- Dòng điện tới mô tơ gạt nước đợc điều khiển bằng rơ le này theo tín hiệu đợc truyền từ công tắc gạt nước làm cho mô tơ gạt nước chạy gián đoạn.
(3) Công tắc rửa kính
Công tắc bộ phận rửa kính được kết hợp với công tắc gạt nước. Mô tơ rửa kính hoạt động và phun nước rửa kính khi bật công tắc này.
3. Mô tơ gạt nước
(1) Khái quát chung
- Mô tơ dạng lõi sắt từ là nam châm vĩnh cửu đợc sử dụng làm mô tơ gạt nước. Mô tơ gạt nước gồm có môtơ và bộ truyền bánh răng để làm giảm tốc độ ra của mô tơ. Mô tơ lõi sắt từ gạt nước có 3 chổi than tiếp điện: chổi tốc độ thấp, chổi tốc độ cao và một chổi dùng chung (để tiếp mát).
- Một công tắc dạng cam đợc bố trí trong bánh răng để gạt nước dừng ở vị trí cố định trong mọi thời điểm.
(2) Chuyển đổi tốc độ môtơ
Một sức điện động ngược được tạo ra trong cuộn dây phần ứng khi mô tơ quay để hạn chế tốc độ quay của mô tơ
+ Hoạt động ở tốc độ thấp
Khi dòng điện đi vào cuộn dây phần ứng từ chổi than tốc độ thấp, một sức điện động ngợc lớn đợc tạo ra. Kết quả là mô tơ quay với vận tốc thấp.
+ Hoạt động ở tốc độ cao
Khi dòng điện đi vào cuộn dây phần ứng từ chổi tiếp điện tốc độ cao, một sức điện động ngợc nhỏ được tạo ra. Kết quả là mô tơ quay với tốc độ cao.
(3) Công tắc dạng cam
- Cơ cấu gạt nước có chức năng dừng thanh gạt nước tại vị trí cố định. Do có chức năng này thanh gạt nước luôn đợc bảo đảm dừng ở dới cùng của kính chắn gió khi tắt công tắc gạt nước
- Công tắc dạng cam thực hiện chức năng này.
- Công tắc này có đĩa cam sẻ rãnh chữ V và 3 điểm tiếp xúc.
- Khi công tắc gạt nước ở vị trí LO/HI, điện áp ắc qui được đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào mô tơ gạt nước qua công tắc gạt nước làm cho mô tơ gạt nước quay. Tuy nhiên, ở thời điểm công tắc gạt nước tắt, nếu tiếp điểm P2 ở vị trí tiếp xúc mà không phải ở vị trí rãnh thì điện áp của ắc qui vẫn được đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào mô tơ gạt nước tới tiếp điểm P1 qua tiếp điểm P2 làm cho mô tơ tiếp tục quay.
- Sau đó bằng việc quay đĩa cam làm cho tiếp điểm P2 ở vị trí rãnh do đó dòng điện không đi vào mạch điện và mô tơ gạt nước bị dừng lại. Tuy nhiên, do quán tính của phần ứng, mô tơ không dừng lại ngay lập tức và tiếp tục quay một ít. Kết quả là tiếp điểm P3 vợt qua điểm dẫn điện của đĩa cam. Thực hiện việc đóng mạch nh sau:Phần ứng đ Cực (+)1 của mô tơ đ công tắc gạt nước cực S của mô tơ gạt nước đ tiếp điểm P1 đến P3 đến phần ứng.Vì phần ứng tạo ra sức điện động ngợc trong mạch đóng này, nên quá trình hãm mô tơ bằng điện được tạo ra và mô tơ được dừng lại tại điểm cố định.
4. Mô tơ rửa kính
(1) Mô tơ rửa kính trước/kính sau
- Đổ nước rửa kính vào bình chứa trong khoang động cơ. Bình chứa nớc rửa kính được làm từ bình nhựa mờ và nước rửa kính đợc phun nhờ mô tơ rửa kính đặt trong bình chứa.
- Mô tơ bộ rửa kính có dạng cánh quạt như được sử dụng trong bơm nhiên liệu. Có hai loại hệ thống rửa kính đối với ô tô có rửa kính sau: Một loại có bình chứa chung cho cả bộ phận rửa kính trước và sau, còn loại kia có hai bình chứa riêng cho bộ phận rửa kính trước và bộ phận rửa kính sau.
- Ngoài ra, còn có một loại điều chỉnh vòi phun cho cả kính trước và kính sau nhờ mô tơ rửa kính điều khiển các van và một loại khác có hai mô tơ riêng cho bộ phận rửa kính trước và bộ phận rửa kính sau được đặt trong bình chứa.
(2) Vận hành kết hợp với bộ phận rửa kính
Loại này tự động điều khiển cơ cấu gạt nước khi phun nớc rửa kính sau khi bật công tắc rửa kính một thời gian nhất định đó là “sự vận hành kết hợp với bộ phận rửa kính”.
Đó là sự vận hành để gạt nước rửa kính được phun trên bề mặt kính trước.
IV. Nguyên lý hoạt động của gạt nước
1. Nguyên lý hoạt động khi công tắc gạt nước ở vị trí LOW/MIST
Khi công tắc gạt nước được bật về vị trí tốc độ thấp hoặc vị trí gạt sương, dòng điện đi vào chổi than tiếp điện tốc độ thấp của mô tơ gạt nước (từ nay về sau gọi tắt là “LO”) như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp.
2. Nguyên lý hoạt động khi công tắc gạt nước ở vị trí HIGH
Khi công tắc gạt nước được bật về vị trí tốc độ cao, dòng điện đi vào chổi tiếp điện cao của mô tơ gạt nước HI như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ cao.
3. Nguyên lý hoạt động khi tắt công tắc gạt nước OFF
Nếu tắt công tắc gạt nước được về vị trí OFF trong khi mô tơ gạt nước đang hoạt động, thì dòng điện sẽ đi vào chổi than tốc độ thấp của mô tơ gạt nước như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nớc hoạt động ở tốc độ thấp. Khi gạt nước tới vị trí dừng, tiếp điểm của công tắc dạng cam sẽ chuyển từ phía P3 sang phía P2 và mô tơ dừng lại.
Gợi ý khi sửa chữa:
Nếu công tắc cam trong mô tơ gạt nước bị hỏng và dây nối giữa công tắc gạt nước và công tắc dạng cam bị đứt, thì sẽ xảy ra các triệu chứng sau đây:
+ Khi công tắc dạng cam bị hỏng
Nếu tiếp điểm P3 bị hỏng trong khi mô tơ gạt nước đang hoạt động, thì tiếp điểm P1 sẽ không được nối với tiếp điểm P3 khi tắt công tắc gạt nước. Kết quả là mô tơ gạt nước sẽ không được phanh hãm bằng điện và mô tơ gạt nước không thể dừng ở vị trí xác định, mà nó sẽ tiếp tục quay.
+ Khi dây nối giữa cực 4 của công tắc gạt nước và mô tơ gạt nước bị đứt
Thông thờng, khi tắt công tắc gạt nước OFF, thì thanh gạt sẽ hoạt động tới khi về vị trí dừng. Nhng nếu dây nối giữa cực 4 của công tắc gạt nước và mô tơ gạt nước bị đứt, thì tấm gạt sẽ không về vị trí dừng mà nó dừng ngay lập tức ở vị trí tắt công tắc.
4. Nguyên lý hoạt động khi bật công tắc gạt nước đến vị trí “INT”
(1) Hoạt động khi tranzisto bật ON
Khi bật công tắc gạt nước đến vị trí INT, thì tranzisto Tr1 đợc bật lên một lúc làm cho tiếp điểm rơ le đợc chuyển từ A sang B. Khi tiếp điểm rơ le tới vị trí B,dòng điện đi vào mô tơ (LO) và mô tơ bắt đầu quay ở tốc độ thấp.
(2) Hoạt động khi tranzisto Tr ngắt OFF
- Tr1 nhanh chóng ngắt ngay làm cho tiếp điểm rơ le chuyển lại từ B về A.
- Tuy nhiên, khi mô tơ bắt đầu quay tiếp điểm của công tắc cam chuyển từ P3 sang P2, do đó dòng điện tiếp tục đi vào chổi than tốc độ thấp của mô tơ và mô tơ làm việc ở tốc độ thấp rồi dừng lại khi tới vị trí dừng cố định.
- Tranzisto Tr1 lại bật ngay làm cho gạt nớc tiếp tục hoạt động gián đoạn trở lại. ở loại gạt nớc có điều chỉnh thời gian gián đoạn, biến trở thay đổi giá trị nhờ xoay công tắc điều chỉnh và mạch điện tranzisto điều chỉnh khoảng thời gian cấp điện cho tranzisto và làm cho thời gian hoạt động gián đoạn đợc thay đổi.
5. Nguyên lý hoạt động khi bật công tắc rửa kính ON
Khi bật công tắc rửa kính dòng điện đi vào mô tơ rửa kính. ở cơ cấu gạt nước có sự kết hợp với rửa kính,tranzisto Tr1 bật theo chu kỳ đã định khi mô tơ gạt nước hoạt động làm cho gạt nước hoạt động một hoặc hai lần ở cấp tốc độ thấp.
Thời gian tr1 bật là thời gian để tụ điện trong mạch tranzisto nạp điện trở lại.
Thời gian nạp điện của tụ điện phụ thuộc vào thời gian đóng công tắc rửa kính.
V. Hệ thống gạt nước dải rộng
(1) Khái quát chung
- Hệ thống gạt nước dải rộng đợc trang bị để giữ cho khu vực gạt nước qui định không phụ thuộc vào tốc độ gạt nước.
- ở hệ thống gạt nước thông thờng, khu vực gạt nước có khả năng trở nên rộng hơn do quán tính nhờ tốc độ gạt nước khi hoạt động ở tốc độ cao. Cần phải quan tâm tới điều này khi xác lập khu vực gạt nước
- Kết quả là khu vực gạt nước sẽ nhỏ đi, đó là khu vực còn lại sẽ tăng lên khi gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp.
- Hệ thống gạt nước dải rộng tự động làm cho khu vực gạt nước giảm đi/tăng lên để giảm khu vực còn lại ở tốc độ thấp.
(2) Cấu tạo
ở hệ thống gạt nước dải rộng, mô tơ đợc đặt cạnh mô tơ gạt nước thông thờng và vị trí của của cơ cấu dẫn động gạt nước thay đổi được. Trong kết cấu này, khi mô tơ gạt nước dải rộng hoạt động, trục vít quay và sau đó bánh vít quay. Kết quả vì cần không tải hoạt động nên vị trí của cơ cấu điều khiển gạt nước thay đổi.
+ Vị trí INT, LO của công tắc gạt nước
Bộ phận điều khiển gạt nước làm cho mô tơ gạt nước dải rộng thờng quay tới vị tí LO, vị trí trung tâm của cần không tải thay đổi (a tới a’) và cánh tay đòn thay đổi (b tới b’, c tới c’) đồng thời. Kết quả là thanh gạt nước dịch chuyển từ vị trí dừng dới kính tới vị trí LO. Sau đó gạt nước hoạt động gián đoạn hoặc ở tốc độ thấp.
+ Vị trí HIGH của công tắc gạt nước
- Khi bật công tắc gạt nước đến vị trí HIGH, mô tơ gạt nước dải rộng thờng quay tiếp từ vị trí LO và vị trí tâm của cần không tải và cánh tay đòn thay đổi (a’ tới a’’, b’ tới b’’, c’tới c’’). Kết quả là góc gạt cả đối với vị trí dừng và vị trí quay đảo chiều cũng giảm xuống.
- ở thời điểm này tấm gạt bị ảnh hởng bởi lực quán tính nên nó thậm trí vợt qua cả vị trí dừng và vị trí quay đảo chiều. Khu vực gạt thực tế đợc duy trì khi hoạt động gián đoạn và ở tốc độ thấp.
2. Chức năng INT điều chỉnh khoảng thời gian gạt theo tốc độ xe
- Chức năng này điều khiển khoảng thời gian của gạt nước theo tốc độ xe khi công tắc gạt núoc ở vị trí INT. Dải điều chỉnh khoảng thời gian gạt gồm 3 vị trí và đợc lựa chọn bởi bộ điều chỉnh.
- Khoảng thời gian gạt có thể đợc điều khiển vô cấp trong mỗi dải.
3. Chức năng bật theo tốc độ xe
(1) Tổng quan chung
Chức năng này cho phép tự động bật sang chế độ hoạt động gián đoạn khi công tắc gạt nước ở vị trí LO và xe đứng yên.
Để thực hiện chức năng này trạng thái dừng và chạy của xe đợc xác định nh sau:
+ Xác định trạng thái xe chạy
Khi tốc độ của xe khác 0 hoặc đèn phanh và đèn phanh đỗ tắt hoặc cần số ở ngoài vị trí “P” hoặc “N”.
+ Xác định trạng thái xe dừng
Khi trạng thái khác với các trạng thái xe chạy đợc xác định.
(2) Nguyên lý hoạt động
- Khi xe dừng, việc điều khiển công tắc gạt nước từ vị trí INT hoặc HI về vị trí LO làm cho gạt nước hoạt động 3 lần ở tốc độ thấp và sau đó tự động chuyển về chế độ hoạt động gián đoạn với khoảng thời gian xấp xỉ 2,5 giây.
- Khi xe đang chạy và công tắc ở vị trí LO việc dừng xe sẽlàm cho gạt nớc làm việc hai lần và sau đó chuyển về hoạt động gián đoạn với khoảng thời gian xấp xỉ 2,5 giây.
4. Rửa kính kết hợp với gạt nước có chức năng ngăn đọng nước trên kính
- Với chức năng này, khi gạt nước ở vị trí OFF hoặc INT,bật công tắc rửa kính khoảng 0,2 giây hoặc lâu hơn sẽ làm cho bộ rửa kính hoạt động và sau khi công tắc rửa kính bị ngắt thì cơ cấu gạt nước sẽ cùng hoạt động 3 lần ở tốc độ thấp.
- Tuỳ theo tốc độ xe, sau khi gạt nớc hoạt động ở tốc độ thấp kết thúc khoảng 3 tới 7 giây thì nó lại hoạt động trở lại để gạt hết nước rửa kính còn sót lại.
5. Chức năng cảm biến nước mưa
(1) Khái quát chung
Khi gạt nước ở vị trí AUTO, chức năng này dùng một cảm biến nước mưa, nó đợc lắp ở kính trước để phát hiện lượng mưa và điều khiển thời gian gạt nước tối ưu tương ứng theo lợng ma.
(2) Cảm biến nước mưa
