#宅家发存货-1# Webasto天窗电机拆解

trex000

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已经快一个月没出过门了，怕是要长蘑菇

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害，这么无聊，不如拆点东西

发点以前拆过的东西，清清手机里的存货


希望疫情早日有好转，危重患者早日缓和，感染的人都能康复，健康的人一直健康


从tb上淘来的汽车天窗电机，生产厂家为Webasto，适用于什么车型我和卖家都不清楚。Webasto是德国著名的顶级汽车零件供应商之一，主要生产汽车天窗及供暖系统，能成为汽车零件供应商，其产品的质量应当是过硬的，就看看这电机里藏了什么好东西吧:lol:


看正面，很厚实的PBT+玻纤外壳，本身就很结实了，表面加上加强筋，强度更高一等。模块接口处有序列号、批次和生产日期：2014年7月2日
电机左边两片黄色的黄铜片为接地
（唉谜之图片旋转bug又出现了）



电机模块的反面，接口附近有Webasto的logo



仔细看下接口，很精细，接口上面也有序列号和生产日期：2014年3月
接口左侧为固定孔，孔内壁为紧配合装进去的铁管，非常有效的提高连接处的强度以及耐久度：可以防止塑料固定孔在螺丝的紧压和时间的作用下产生变形从而松动



看看正面，模块的一面有激光雕刻的信息，产地为法国，材料为>PBT GF30<聚对苯二甲酸丁二醇酯+30%玻纤的复合阻燃材料，卡扣看起来也比较结实



斜齿齿轮，输出轴很粗壮，想必扭矩很大。出轴为铜套轴承支承，轴承周围也有加强筋。图上三个神秘的长方形孔对应后面压住大齿轮的铁片



看一下插头里面的针脚



再看看的电机屁股，这么大一个轴承套，会不会是滚珠轴承呢？



这个是可以拧动的螺丝，用来调节电机转子的松紧的吧？



小心撬开侧面卡扣



开瓢了哈哈，左边盖在蜗杆传动结构上的铁片，它的另外一头就插在刚提到的长方形孔里，没有看到电路板啊？那是因为板子在另一半壳上



电机的驱动模块，做工挺棒的。接口左边的方块是一双刀双掷继电器，用于控制电机的正反转，内部其实是集成了两个小继电器，通过控制两个继电器的开合可以决定电机中电流方向，从而调整转向。上方结构独特的金属架是连接电机引脚的支架，像一个架子一样将电机极片夹住



QFN20小芯片，Atmel的ATA6026C，ATA6026为QFN32封装的H桥电机驱动IC，带C后缀的可能是简化版本？猜测这块芯片用于驱动继电器的两组线圈



LQFP64芯片，飞思卡尔S9S08DN48为主控芯片，8位单片机，只找到相似型号的数据手册供大家参考



看一下继电器，来自欧姆龙，12V直流线圈，日本生产。MCU下面黑色长方形铁氧体块是一个共模电感，串联在电机和继电器之间，用于减少电机带来的电源噪声和干扰，PCB上有二维码，内容应该是序列号
大多数天窗电机、车窗升降电机都采用继电器控制电机运行方向而非H桥，为什么呢？非常简单，低成本高可靠设计方便：由于不需要控制转速，PWM没有存在意义；由于4个车规级大功率MOS组成H桥的价格远高于一个机械式继电器；且继电器控制不需要像H桥那样考虑直流电机的反电动势尖峰、巨大的启动电流等问题



两个模拟量输出霍尔传感器，与电机轴上嵌套的环形磁铁构成简单的AB相编码器，可感知电机运行方向



看看板子的反面，出轴处的开孔周围一圈开了窗，并且有几个测试点，可能是用来调试或者下载程序的



取走PCB后的下壳，内部通过凹模方式印有料号/配件号，材料为>PA GF10/GB20<聚酰胺(尼龙)+10%玻纤+20%玻璃砂



接着拆，电机这里有3个极片，两个是电机正负极，另一个则是接地。中间“工”字形区域是为上述两个霍尔元件预留的位置，其内部就是旋转的电机轴上的环形磁铁。该设计非常好的实现了电气和机械部分的隔离，故障率更低可靠性更高，高可靠性对于车规级产品而言就是生命，也是乘员生命安全的保障之一



电机极片与PCB上片夹的对应



漏拍了一张，这里本来有一颗螺丝，拧掉之后用强磁铁吸走卡住电机铁壳的方形螺母，正反面各一个，然后便可拆除电机外壳



看到里面的样子了，有点小失望，并不是滚珠轴承，也不是强磁铁，只是普通的铁氧体厚磁铁和铜套轴承



细长的转子，一共7极，铁芯为斜槽，可以使换向时更顺滑，降低电机的振动和噪音，也可以提高一点扭力。在换向器上面一点有一小段滚花，那里原来就是装环形磁铁的（下图白色圈起来处）



环形磁铁被碳刷卡住拿不出来，只好先留在壳子里



切削式动平衡处理



看一下电刷，挺粗的，泛着铜色，说明是高含铜的耐磨碳刷，碳刷末端弧形与换向器外圈弧度一致，增大接触面积，减小接触电阻以提高过电流能力



移除铁盖，看看里面的蜗杆传动结构是怎样的。齿轮箱里都是黄油，还没变色，说明这电机没怎么使用过



塑料齿轮两面都有加强筋提高强度，不清楚具体是什么材质，可能是ABS，看表面纹理应该没加玻纤




这两个神奇的极片，都是三明治式结构，外层是接地铜片，中间一层塑料绝缘层，里面是电机的极片，接地铜片包在外面可起到屏蔽作用，减少EMI外泄

hellomotor

电机不像原装的，没看到铭牌，正常应该是法雷奥的电机。

凯凯2020

霍尔ic ，可以参看Allegro A1244 datasheet

凯凯2020

关于三个腿的hall IC，有兴趣的可以参看下 Allegro A1244 IC:lol:

凯凯2020

有的sunroof， 使用hall detect ic (Allegro A1244）在靠近环状磁铁边上，在马达上，不在pcba上。
pcba 板子上的，是电流信号变电压的比较器（LM2903），就是转换刚才hall ic 出来的信号的。

hellomotor

应该是负载不大，后尾们电机很多开始用粘结钕铁硼磁体了。性能要强。

sunnyto2

trex000 发表于 2020-2-21 22:22
感谢探讨，可能我在帖子里讲的不够清楚，因此把你说的编码器部分标注出来给你看

这是采样来源：套在电机 ...

1.你忽律了一点DC-DC是共计整个天窗电路用的，包括电机，意味着电流大，必须要单独DC-DC的IC去完成的，

2.还有一个不是不是编码器吧，霍尔就是霍尔，他主要是起到脉冲信号的输出，就是说给你听他转了多小圈，转一圈时间间隔由接受IC去处理。
3.防夹工作原理不是你所想得用限位开关完成的，这个得分2部分：
第一是一键升窗或开启，他是由2级开关+霍尔传感器组成，开关第一级为动作信号，要持续按着才能持续升降，第二级开关就是要大力点才能触发，他会给控制IC一个长期信号，
第二部分就是升窗电机的霍尔传感器，作为第一信号来原，当升窗与关窗电机都一直动作会霍尔持续发出脉冲信号与脉冲信号的次数因为行程是固定的，而每次信号的时间间隔是很小误差的，那么车用了10-20年，都会在控制IC的设定范围内，当升窗到顶端，霍尔信号停止发出脉冲，在0.5秒内控制IC接收不到脉冲信号，停止电机工作，那么如何判断是否已经关好窗或者是夹到东西呢，很简单，车窗的行程固定的，霍尔的感应行程也是固定的，控制IC都有统计脉冲信号是否跟设定的信号次数一样，当一样或者误差一次视为正常，当脉冲信号误差大，而脉冲信号时间也误差大，视为夹到东西，停止电机输出翻转信号，电机翻几次脉冲信号转车窗下降解救被夹物体，

如果你车有一键升降跟防夹，可以细心观察，车上到顶不是立刻停止的踏实大约0.3秒才停止车窗会有一个轻微受力增加弧度的动作，然后释放，其实这个是防止因为车窗胶条时间长部分变形在成车窗没有完全关紧而设计的，可以起到保证车窗关紧预防漏水，现在车窗上将几乎分为3种，剪刀式、钢丝式、天窗的皮带式，后两种因为设计问题（省升本动静小）不能受大扭力所以这个动作不会太明显，但是也会有，而剪刀式的比较明显，但是成本高耐久度随便10-30年，

我这几种形式的车都有，5系是钢丝，天窗皮带，锐志是剪刀式，

trex000

sunnyto2 发表于 2020-2-21 00:53
这个电机不是不是步进电机，齿轮也没霍尔，是用何种编码检测防夹？什么编码都得采样，他靠什么采样？

感谢探讨，可能我在帖子里讲的不够清楚，因此把你说的编码器部分标注出来给你看

这是采样来源：套在电机轴上的磁环

这两个是霍尔传感器用来检测磁环的运动
我也不清楚我拆的这款电机到底有没有防夹功能，但是既然讨论到了就发表一下个人的愚见：
DCDC不一定要开关电源，有种东西叫做线性稳压器，为实现简单功能的单片机、传感器等供电绰绰有余
传感器的范围里面有种东西叫做数字式输出霍尔，可直接输出稳定的高电平/低电平而完全不受电源电压的影响
还有一种数据处理方法叫二值化处理，比如我设计的时候就用5V±0.5V的电源供电，测量到磁铁S极对着霍尔，电压在1~2V之间浮动，磁铁N极对着霍尔，电压在4~5V之间浮动，那么在程序里面只需要认为1~2V之间是0，4~5V之间是1，就完全不需要考虑电源波动带来的影响
结合你说的一键开关功能，其实也可能是工程师在设计的时候测量了以一定电机转速，关上或打开车窗/天窗需要多长时间，在这段时间内如果电机停转，那要么是夹手了，要么是用户在窗子开了一半的时候传出动作命令，如何检测是后者还是前者呢？在外框上加入传感器或者简单的限位开关，再在程序中设定相关判断逻辑即可
当然我只是以自己的见解回应你，很多东西比我们想象的复杂，也可能比我们看到的简单，汽车工程领域一百多年无数工程师积累下来的智慧也不是随随便便就能参透的
佩服你的求真精神:lol:

sunnyto2

trex000 发表于 2020-2-8 19:32
PCB上没有看到跟电流采样有关的元件，如果夹手了电机会减速，通过编码器反馈的信号也能检测到 ...

这个电机不是不是步进电机，齿轮也没霍尔，是用何种编码检测防夹？什么编码都得采样，他靠什么采样？



很多车包括天窗不一定有防夹，防夹动作还有一个倒转的过程，也是需要控制的，
带一键升窗关闭与开启的都带防夹手功能因为检测采样是一样的，只是动作模式不一样，电机堵转电压会压降、电流增大，但是汽车电压是相对浮动的，如果单靠电压检测就需要DC-DC然而没有看见DC-DC电路，而电压浮动值都在熄火开ACC电压是11.8-12.6，点火后都在13.2-14.2而不是一直恒定的，防夹无论启动与不启动发动机都是能正常工作的，而对这个那么宽的电压上很难做到精准模式，

我查了一下资料丰田是利用霍尔的

trex000

ckh911 发表于 2020-2-20 21:00
牙轮POM 叫赛钢 聚甲醛 哪个东东滑滑的 。。不用油都行。但是这个东东 燃烧无明火 有毒气。。我们以前做回 ...

这么危险的啊？还好没乱扔，不然拉去垃圾焚烧就太污染空气了

trex000

ckh911 发表于 2020-2-20 21:09
你说的太好了 。在车上用电流不现实的 。。因为车子的电压就不是稳的。。滑轨什么的也有时滑有时涩，关的 ...

如果要检测电流来判定的话，那得要夹到电机堵转才能停，也太疼了:lol:

ckh911

trex000 发表于 2020-2-8 19:32
PCB上没有看到跟电流采样有关的元件，如果夹手了电机会减速，通过编码器反馈的信号也能检测到 ...

你说的太好了 。在车上用电流不现实的 。。因为车子的电压就不是稳的。。滑轨什么的也有时滑有时涩，关的快到了的时间又有胶条的阻力，，总之是不是夹手用电流不好判断了。。。用这个最好 了。

ckh911

sunnyto2 发表于 2020-2-8 17:05
防夹手是电路板感应过载电流功能的，阻力越大电流越大，

对啊 这个又是直流又是有刷 又有继电器 不用驱动了。。电路是算位置 ，自动开关。手动半自动。通风还有通讯等等的吧？

ckh911

牙轮POM 叫赛钢 聚甲醛 哪个东东滑滑的 。。不用油都行。但是这个东东 燃烧无明火 有毒气。。我们以前做回收的都感觉很危险的东东。

lxj0331

看起来不错哈哈不错

lxj0331

天窗用得少，容易漏水，实在鸡肋

trex000

sz1988 发表于 2020-2-14 07:45
天窗用得少，容易漏水，实在鸡肋，整个天窗组件死贵。
观LZ行文，水平牛x ...

哈哈，全景天窗更鸡肋:lol:既不能全打开，要遮光的时候也不能全遮上，而且也贵

sz1988

天窗用得少，容易漏水，实在鸡肋，整个天窗组件死贵。
观LZ行文，水平牛x:biggrin:

popnet

齿轮一般都是尼龙的  不是abs

trex000

sonichy 发表于 2020-2-9 00:21
原来这是天窗电机啊，我捡到一个外形差不多的，只有齿轮没有电路，但是电机屁股后面有一个小盒子6根针，还 ...

那可能是电路集成在电机里了，或者是电机后面带有测速模块