ระบบปัดนํ้าฝนและน้ำฉีดล้างกระจก

Posted on : 20-05-2013 | By : Author | In : ระบบต่าง ๆ ในรถยนต์

ระบบไฟอำนวยความสะดวก
ปัจจุบันนี้รถยนต์ที่ผลิตออกมารุ่นใหม่ๆ จะมีระบบไฟฟ้าอำนวยความสะดวกมาตรฐานที่ติดมากับรถยนต์ทุกคันได้แก่ มอเตอร์ปัดนํ้าฝนและนํ้าฉีดล้างกระจก นอกจากนี้ยังได้เพิ่มอุปกรณ์อำนวยความสะดวกในการขับขี่เข้าไปในรถยนต์อีกมาก เช่น ระบบล็อกประตูรถยนต์อัตโนมัติ ระบบเปิด-ปิดกระจกด้วยไฟฟ้า ระบบปรับกระจกมองข้างรถยนต์ด้วยไฟฟ้า และเข็มขัดนิรภัยควบคุมการทำงานด้วยระบบไฟฟ้า อีเล็กทรอนิกส์ ฯลฯ
ระบบปัดนํ้าฝนและน้ำฉีดล้างกระจก
ระบบปัดน้ำฝนและน้ำฉีดล้างกระจกรถยนต์ (wiper and washer system) เป็นอุปกรณ์หนึ่งที่มีความจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับรถยนต์ เพราะในช่วงฤดูฝน รถยนต์ที่วิ่งอยู่ตามท้องถนนถ้าไม่มีระบบปัดนํ้าฝนจะทำให้เกิดอุบัติเหตุขึ้นได้ ปัจจุบันได้มีการพัฒนาระบบปัดนํ้าฝนและนํ้าฉีดล้างกระจกให้มีประสิทธิภาพได้ดียิ่งขึ้น โดยการนำเอาระบบอิเล็กทรอนิกส์เข้ามาใช้ในการควบคุมการทำงานเพื่อให้สะดวกสบายแก่ผู้ขับขี่รถยนต์มากยิ่งขึ้น ระบบปัดนํ้าฝนมีใช้กันอยู่ด้วยกัน 3 แบบคือ
1. ระบบปัดนํ้าฝนแบบ 1 ความเร็ว
มอเตอร์ปัดนํ้าฝนแบบ 1 ความเร็วจะมีการส่งถ่ายกำลังไปยังแขนข้อเหวึ๋ยงและส่งผ่านก้านต่อให้ตัวหมุนใบปัดน้ำฝนของกระจกรถยนต์ทั้งซ้ายและขวา แต่หมุนด้วยความเร็วเดียว ปัจจุบันได้นำมาใช้กับ รถยนต์เฉพาะกระจกหลังของรถยนต์เท่านั้น
การทำงานของระบบปัดนํ้าฝนแบบ 1 ความเร็วมีดังนี้
เมื่อเปิดสวิตช์ปัดนํ้าฝนไปในตำแหน่ง ON กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่จะไหลผ่านเข้ามอเตอร์ปัดน้ำฝน (wiper motor) มอเตอร์ปัดน้ำฝนจะหมุนและส่งถ่ายกำลังไปยังเฟืองขับ แขนข้อเหวี่ยง ก้านขับ และจุดหมุนของตัวขับใบปัดน้ำฝน ซึ่งจะมีแคมสวิตช์ (cam switch) ที่จะทำหน้าที่ในการกำจัดการทำงานของการบิดของใบปัดนํ้าฝนให้กลับไป-มา และกลับมาอยู่ในตำแหน่งเดิมเมื่อปิดสวิตช์ปัดนํ้าฝนดังรูปที่ 9.1 และรูปที่ 9.2

รูปที่ 9.1 มอเตอร์ปัดน้ำฝนแบบ 1 ความเร็ว


รูปที่ 9.2 มอเตอร์ปัดน้ำฝนและก้านต่อต่างๆ
ระบบปัดนํ้าฝนแบบ 2 ความเร็ว
ระบบปัดน้ำฝนแบบ 2 ความเร็วเป็นแบบที่มีใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันซึ่งอุปกรณ์ภายในของมอเตอร์ปัดน้ำฝนแบบ 2 ความเร็วนี้จะแตกต่างจากมอเตอร์ของระบบปัดนํ้าฝนแบบ 1 ความเร็ว
มอเตอร์ปัดน้ำฝน (wiper motor) เป็นมอเตอร์ซึ่งใช้แม่เหล็กถาวรสร้างสนามแม่เหล็ก และตัวมอเตอร์ปัดนํ้าฝนจะทำงานได้โดยได้รับกระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ไหลผ่านแปรงถ่านทำให้เกิดการผลักดันให้มอเตอร์หมุนทำงาน
มอเตอร์ปัดนํ้าฝนภายในจะประกอบด้วยตัวมอเตอร์และชุดเฟืองขับซึ่งทำหน้าที่ลดความเร็วของมอเตอร์ให้ช้าลง และจะมีแปรงถ่านจำนวน 3 ตัวคือ แปรงถ่านความเร็วตํ่า แปรงถ่านความเร็วสูง และ แปรงถ่านที่ต่อลงกราวด์ดังรูปที่ 9.3


รูปที่ 9.3 ภาพตัดแสดงส่วนประกอบต่างๆ ของมอเตอร์และตำแหน่งของแปรงถ่าน
แคมสวิตช์ (cam switch) เป็นส่วนหนึ่งของมอเตอร์ปัดนํ้าฝนแบบ 2 ความเร็วโดยจะทำหน้าที่เป็นสวิตช์ตัดต่อกระแสไฟฟ้าที่ไปยังมอเตอร์และทำให้มอเตอร์หยุดการทำงานในตำแหน่งที่ใบปัดนํ้าฝนกลับมาอยู่ในตำแหน่งเดิม (ด้านล่างของกระจก) ในตัวมอเตอร์จะมีแผ่นหน้าทองขาว 3 ตัว ยํ้ายึดติดกับโครงมอเตอร์โดยมีฉนวนกั้นและสัมผัสเสียดสีกับแคมสวิตช์ตลอดเวลาดังรูปที่ 9.4


รูปที่ 9.4 แคมสวิตช์และหน้าทองขาว 3 ตัว
การทำงานของระบบปัดนํ้าฝนแบบ 2 ความเร็วมีดังนี้
เมื่อดึงสวิตช์ปัดน้ฝน (แบบดึง) ไปในตำแหน่ง Lo กระแสไฟฟ้าจะไหลจากขั้ว Bat ผ่านสวิตช์ปัดน้ำฝนเข้าขั้วของมอเตอร์และออกทางขั้ว B3 ลงกราวด์ ทำให้มอเตอร์ทำงานที่ความเร็วตํ่า ดังรูปที่ 9.5


รูปที่ 9.5 เมื่อดึงสวิตช์ในตำแหน่ง Lo
เมื่อดึงสวิตช์ปัดนํ้าฝนไปในตำแหน่ง Hi กระแสไฟฟ้าจะไหลจากขั้ว Bat ผ่านสวิตช์ปัดน้ำฝนเข้าขั้ว B2 ของมอเตอร์และออกทางขั้ว B3 ลงกราวด์ เกิดการเปลี่ยนแปลงเส้นแรงแม่เหล็กภายในตัวมอเตอร์มากขึ้น ทำให้มอเตอร์ทำงานที่ความเร็วสูงดังรูปที่ 9.6


รูปที่ 9.6 เมื่อดึงสวิตช์ในตำแหน่ง Hi
เมื่อกดสวิตช์ปัดนํ้าฝนเข้าไปจนสุดในตำแหน่ง OFF มอเตอร์ปัดนํ้าฝนยังคงทำงานอยู่ในจังหวะ Lo เมื่อแคมสวิตช์ยังต่อวงจรขั้ว Bat กับขั้ว S โดยยังมีกระแสไฟฟ้าไหลจากแบตเตอรี่ผ่านแคมสวิตช์ ไปยังขั้ว S เข้ามอเตอร์ทางขั้ว B1  ออกขั้ว B3 ลงกราวด์ดังรูปที่ 9.7


รูปที่ 9.7 เมื่อปิดสวิตช์ปัดน้ำฝนและมอเตอร์ปัดน้ำฝนยังทำงานอยู่
และเมื่อแคมสวิตช์เลื่อนมาในตำแหน่งเปิดทำให้ขั้ว Bat และขั้ว S ถูกตัดวงจรกระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลได้ และขณะเดียวกันแคมสวิตช์จะต่อขั้ว S เข้ากับขั้ว E มอเตอร์ปัดน้ำฝนจะเกิดการลัดวงจรทำให้เกิดแรงไฟฟ้าเบรก มอเตอร์ปัดนํ้าฝนหยุดหมุนในตำแหน่งที่ใบปัดนํ้าฝนหยุดในตำแหน่งปกติ ดังรูปที่ 9.8 รูปที่ 9.9 และรูปที่ 9.10 แสดงให้เห็นสวิตช์ที่ติดตั้งพวงมาลัย และสวิตช์ปัดนํ้าฝนแบบดึง


รูปที่ 9.8 เมื่อปิดสวิตช์ปัดน้ำฝนและมอเตอร์ปัดน้ำฝนหยุดการทำงาน


รูปที่ 9.9 สวิตช์ปัดน้ำฝนที่ติดตั้งตรงแกนพวงมาลัย


รูปที่ 9.10 สวิตช์ปัดน้ำฝนแบบดึงและตำแหน่งสวิตช์
ระบบปัดน้ำฝนแบบทำงานและหยุดชั่วขณะ
ระบบปัดนํ้าฝนแบบทำงานและหยุดชั่วขณะเป็นแบบที่ได้นำเอาวงจรอิเล็กทรอนิกส์ประกอบเข้าไปในวงจรปัดน้ำฝน ทำหน้าที่คล้ายรีเลย์ซึ่งจะทำให้มอเตอร์ปัดนํ้าฝนทำงานและหยุดชั่วขณะ (หยุดประมาณ 5 วินาทีแล้วทำงานใหม่ บางแบบสามารถปรับตั้งเวลาได้) หลักการทำงานมีดังนี้
1. เมื่อสวิตช์ปัดน้ำฝนอยู่ในตำแหน่ง LOW/MIST เมื่อบิดสวิตช์ปัดนํ้าฝนไปในตำแหน่งความเร็วตํ่า กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่จะไหลผ่านสวิตช์ปัดนํ้าฝนที่ตำแหน่ง LOW (ขั้ว 18) ไปสวิตช์ปัดน้ำฝน ตำแหน่ง LOW/MIST ออกทางขั้ว 7 และกระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านไปแปรงถ่านความเร็วต่ำ (LO) ลงกราวด์ ครบวงจรการทำงาน มอเตอร์ปัดนํ้าฝนจะหมุนทำงานความเร็วช้า ดังรูปที่ 9.11


รูปที่ 9.11 สวิตช์ปัดน้ำฝนอยู่ในตำแหน่ง LOW/MIST และมอเตอร์ปัดน้ำฝนหมุนความเร็วช้า
2. เมื่อสวิตช์ปัดน้ำฝนอยู่ในตำแหน่ง HIGH เมื่อบิดสวิตช์ปัดน้ำฝนไปในตำแหน่งความเร็วสูง กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่จะไหลไปยังขั้ว 18 แล้วออกจากสวิตช์ทางขั้ว 13 เข้าไปยังแปรงถ่าน ความเร็ว สูงของมอเตอร์ปัดนํ้าฝนผ่านแปรงถ่านลงกราวด์ครบวงจร มอเตอร์ปัดนํ้าฝนจะหมุนทำงานความเร็วสูง ดังรูปที่ 9.12


รูปที่ 9.12 สวิตช์ปัดน้ำฝนอยู่ในตำแหน่ง HIGH และมอเตอร์ปัดน้ำฝนหมุนความเร็วสูง
3. เมื่อสวิตช์ปัดน้ำฝนอยู่ในตำแหน่ง OFF เมื่อบิดสวิตช์ไปในตำแหน่ง OFF ขณะนั้น มอเตอร์ปัดนํ้าฝนยังทำงานอยู่ กระแสไฟฟ้าจะไหลไปยังมอเตอร์ปัดนํ้าฝนในตำแหน่ง LOW และมอเตอร์จะทำงานที่ตำแหน่งความเร็วตํ่า กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรจะไหลผ่านหน้าสัมผัส B ของแคมสวิตช์ในมอเตอร์ปัดนํ้าฝนผ่านไปยังรีเลย์และหน้าสัมผัสของสวิตช์ปัดนํ้าฝนในตำแหน่ง OFF (ขั้ว 4) และไหลออกทางขั้ว 7 เข้าแปรงถ่านความเร็วตํ่าลงกราวด์ที่แปรงถ่านกราวด์ ครบวงจรการทำงาน และเมื่อถึงจังหวะหยุด แคมสวิตช์จะหมุนให้สวิตช์เปลี่ยนจากด้าน B ไปยังด้าน A และมอเตอร์ปัดนํ้าฝนจะอยู่ในตำแหน่งหยุดที่ใบปัดนํ้าฝนอยู่ในตำแหน่งปกติดังรูปที่ 9.13

รูปที่ 9.13 สวิตช์ปัดน้ำฝนอยู่ในตำแหน่ง OFF และมอเตอร์ปัดน้ำฝนหยุดในตำแหน่งที่ใบปัดน้ำฝนหยุดในตำแหน่งปกติ
4. เมื่อสวิตช์ปัดน้ำฝนอยู่ในตำแหน่งทำงานและหยุดชั่วขณะ การทำงานจะแบ่งออกเป็น 2 ช่วงดังนี้
ก. เมื่อบิดสวิตช์ปัดน้ำฝนไปในตำแหน่ง INT กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่จะไหลเข้าที่ขั้ว 18 ผ่านรีเลย์และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ โดยกระแสไฟฟ้าในวงจรอิเล็กทรอนิกส์จะกระตุ้นให้ขา B ของ Tr1 ทำงาน ให้กระแสไฟฟ้าไหลจากขดลวดรีเลย์ผ่าน Tr1 ลงกราวด์ครบวงจร (ที่ขั้ว 6) ทำให้รีเลย์มีอำนาจแม่เหล็ก ดึงให้หน้าทองขาวจาก A มาสัมผัสกับ B กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่จะไหลผ่านหน้าทองขาว B ไปในตำแหน่ง INT ของสวิตช์ปัดนํ้าฝนออกที่ขั้ว 7 ไปยังแปรงถ่านความเร็วตํ่าของมอเตอร์ปัดนํ้าฝนลงกราวด์ที่แปรงถ่านกราวด์ มอเตอร์ปัดนํ้าฝนจะเริ่มต้นหมุนที่ความเร็วตํ่าดังรูปที่ 9.14
ข. และเมื่อ Tr1 หยุดทำงานอีกครั้ง จะทำให้ขดลวดรีเลย์ถูกตัดวงจรเป็นสาเหตุให้ขดลวดรีเลย์หมดอำนาจแม่เหล็กไฟฟ้า หน้าทองขาวจาก B จึงเลื่อนกลับไปสัมผัสกับหน้าทองขาว A ดังเดิม และเมื่อมอเตอร์ปัดนํ้าฝนเริ่มต้นหมุนอีกครั้ง แคมสวิตช์จะหมุนให้หน้าทองขาวจากด้าน A ไปสัมผัสกับหน้าทองขาวด้าน B กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่จะไหลผ่านหน้าทองขาว B ของแคมสวิตช์ไปยังขั้ว 4 ผ่านหน้าทองขาว A ของรีเลย์ปัดน้ำฝนเข้าไปในสวิตช์ในตำแหน่ง INT ของสวิตช์ปัดนํ้าฝนไหลออกทางขั้ว 7 เข้าแปรงถ่าน ความเร็วตํ่าลงกราวด์ที่แปรงถ่านกราวด์ของมอเตอร์ปัดนํ้าฝน มอเตอร์ปัดนํ้าฝนจะหมุนใบปัดน้ำฝนที่ความเร็วตํ่าและเมื่อใบปัดนํ้าฝนถึงตำแหน่งหยุดปกติ แคมสวิตช์จะหมุนให้ทองขาวด้าน B ไปด้าน A อีกครั้งหนึ่ง มอเตอร์ปัดนํ้าฝนจะถูกตัดวงจรและหยุดการทำงานไปชั่วขณะหนึ่ง เมึ่อ Tr1 เริ่มทำงานอีกครั้งหนึ่ง ใบปัดนํ้าฝนก็จะทำงานอีกครั้งหนึ่งดังรูปที่ 9.15


รูปที่ 9.14 สวิตช์ปัดน้ำฝนอยู่ในตำแหน่ง INT และมอเตอร์ปัดน้ำฝนหมุนความเร็วต่ำ


รูปที่ 9.15 สวิตช์ปัดน้ำฝนอยู่ในตำแหน่ง INT และมอเตอร์ปัดน้ำฝนยังหมุนอยู่
4. เมื่อสวิตช์นํ้าล้างกระจกและใบปัดนํ้าฝนทำงานพร้อมกัน เมื่อกดสวิตช์ในตำแหน่งนํ้าล้างกระจก (washer) กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่จะไหลผ่านมอเตอร์นํ้าล้างกระจกรถยนต์ไปยังขั้ว 8 เข้าสวิตช์ปัดนํ้าฝนออกทางขั้ว 16 ของสวิตช์ปัดนํ้าฝนลงกราวด์ มอเตอร์จะปั๊มนํ้าผ่านหัวฉีดไปยังกระจกหน้ารถยนต์ ซึ่งเมื่อมอเตอร์นํ้าล้างกระจกทำงาน ใบปัดนํ้าฝนจะทำงานพร้อมกันไปด้วยโดย Tr1 ของวงจร อิเล็กทรอนิกส์ได้รับการกระตุ้นให้ทำงานโดยการคายประจุของคอนเดนเซอร์ที่อยู่ภายในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ทำให้รีเลย์ทำงานและกระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่จะไหลผ่านรีเลย์เข้าไปในสวิตช์ปัดนํ้าฝนและออกจากสวิตช์ปัดนํ้าฝนเข้ามอเตอร์ปัดนํ้าฝนในตำแหน่งความเร็วตํ่า (เข้าขั้ว 18 ออกขั้ว 7) ใบปัดนํ้าฝนจะปัดไปมา 1 หรือ 2 ครั้ง และถ้ากดสวิตช์นํ้าล้างกระจกยาวนานมอเตอร์ปัดน้ำฝนก็จะทำงานนานขึ้น (การคายประจุของคอนเดนเซอร์ยาวนานขึ้น) ดังรูปที่ 9.16


รูปที่ 9.16 เมื่อมอเตอร์น้ำล้างกระจกทำงานและมอเตอร์ปัดน้ำฝนทำงานพร้อมกัน

บทความอื่น ๆ ที่น่าสนใจ:

Share this :

  • Stumble upon
  • twitter

Comments are closed.