1.2 洗衣机的工作原理
1.2 洗衣机的工作原理
1.2.1 洗衣机整机的工作原理
不论是什么类型的洗衣机，在洗涤衣物的过程中，都要经过进水 → 洗涤 → 脱水 → 排水这一过程，下面就针对波轮式洗衣机和滚筒式洗衣机详细讲解洗衣机整机的工作原理。
1. 波轮式洗衣机的工作原理
（1）进水过程
进水，就是给洗衣机加水，由水位开关控制进水量的多少。全自动化洗衣机在洗涤过程中，如果水位有减少，还可以自动进行补水，使水位一直保持不变。图 1-41 为波轮式洗衣机进水水位工作原理图。图 1-42 为波轮式洗衣机进水系统结构。
在进水过程中，当向洗涤筒内加水的时候，气室将被密封，一部分的空气被封闭在气室内，使水位开关内部的气室与洗涤筒内的气室形成压力相等的连接器。随着注入洗涤筒内水的增加，水位增高，连接器内的空气压力也不断的增加，从而使水位开关改变状态，停止向洗涤筒内继续加注水。
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图 1-41 波轮式洗衣机进水工作原理
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图 1-42 波轮式洗衣机进水系统结构
（2）洗涤过程
波轮式洗衣机的洗涤系统是由洗涤筒和波轮盘组成的。波轮盘是由塑料制成的，表面有凸筋，带动洗涤系统传动的部分是风叶轮、皮带轮、皮带和洗衣机波轮盘轴体，如图 1-43 所示。
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图 1-43 洗涤系统结构
在洗涤过程中，电动机转动，通过风叶轮将动力由皮带传动给皮带轮。皮带轮固定在洗衣机波轮盘轴体上，波轮盘轴体又通过紧固螺母固定安装在洗衣筒底部。当皮带轮被皮带带动旋转的同时，洗衣机波轮盘轴体、波轮盘同时旋转，使洗涤筒内的洗涤液形成涡流，产生洗涤作用。
（3）脱水过程
脱水系统由脱水筒和脱水电动机组成。脱水时，电动机带动联轴器和脱水筒进行高速旋转产生的离心力，将洗涤物内含有的水分甩出。
在脱水电动机主轴上装有制动机构，可以由电气控制系统控制，当脱水程序结束时，或在脱水过程中途打开脱水筒盖板时，盖板上的安全开关会自动切断电源，使脱水筒的驱动电动机断电而停机。
（4）排水过程
波轮洗衣机的排水系统一般兼顾洗涤筒和脱水筒两部分的排水，并且带有一个排水电磁阀。排水电磁阀的作用是防止在洗涤筒或脱水筒在排水时，水流倒流到另一个筒内。排水时，排水电磁阀中的铁芯向上提，排水阀打开，水通过水管排出，如图 1-44 所示。
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图 1-44 排水系统工作原理
2. 滚筒式洗衣机的工作原理
滚筒式洗衣机的工作过程与波轮式洗衣机基本相似，都是进水 → 洗涤 → 脱水 → 排水过程，只是采用的洗涤方式不同而已。滚筒式洗衣机不像波轮式洗衣机那样有产生涡流的波轮，而是依靠滚筒的旋转将洗涤衣物通过筒壁的凸筋提高再跌落的方式，与洗涤液产生撞击，与其他洗涤衣物产生摩擦，产生类似人工搓洗的效果来清洁衣物。
（1）进水过程
滚筒式洗衣机的进水系统包括进水电磁阀、进水管，与波轮式洗衣机的组成结构相同，工作原理也基本相同。
（2）洗涤和脱水过程
滚筒式洗衣机实际上也是套筒式洗衣机，所有的套筒式洗衣机的洗涤系统均包括脱水系统，因此洗涤筒也作为脱水筒使用。滚筒式洗衣机的洗涤和脱水过程完全由程序控制器控制。而且为了更好的达到洗涤清洁效果，在洗涤过程中还需要加热元件对洗涤液进行加温，因此要比波轮式洗衣机的洗涤和脱水过程复杂些。
（3）排水过程
全自动化滚筒式洗衣机在洗涤完以后，会自动依据程序设置进行漂洗，然后脱水，将水分排出洗衣机。其结构和工作原理与波轮式洗衣机相似。
1.2.2 洗衣机电气元件的结构和工作原理
1. 进水电磁阀
波轮式洗衣机和滚筒式洗衣机都是用进水电磁阀作为水源开关的。进水电磁阀有弯体式和直体式两种结构，如图 1-45 所示。
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图 1-45 进水电磁阀
进水电磁阀还可以按单头、双头和多头进行分类。单头进水电磁阀比较常见，用于普通洗衣机；双头进水电磁阀用于具有烘干功能的洗衣机中，它是在单头进水电磁阀基础上增加了一个电磁阀，但是共用一个进水口，其中一个出口处安有限流器，用于控制烘干进水；多头进水电磁阀应用于电脑控制的洗衣机中，直接由进水电磁阀控制进水口和多个出水口的水量。图 1-46 为双头进水电磁阀。
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图 1-46 双头进水电磁阀
（1）弯体式进水电磁阀
图 1-47 为弯体式进水电磁阀内部结构图。从图中可以看出，进水电磁阀的线圈和骨架被制成一体并封死，以便于防水。电磁阀的铁芯在骨架内部的滑道内，铁芯和滑道之间装有小弹簧，如图 1-48 所示。橡胶阀用于开启或关闭阀门，位于线圈骨架和阀体之间，通常与塑料盘制成一体，塑料盘上有两个小针孔，一个是位于中间的泄压孔，一个是位于旁边的加压孔，并且泄压孔大于加压孔，如图 1-49 所示。橡胶阀与出水口紧密接触，将阀座内腔分成了上下两个空间。上空间与进水口相通，可称为控制腔；下空间与出水口相通，可称为进水腔。在进水电磁阀处于关闭状态时，加压孔将上下两个腔连通起来。
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图 1-47 弯体式进水电磁阀内部结构图
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图 1-48 电磁阀铁芯、弹簧和滑道
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图 1-49 橡胶阀
进水电磁阀工作原理如图 1-50 所示。在不通电的状态下，铁芯在小弹簧的弹力作用下向外推，正好压住橡胶阀和塑料盘上的泄压孔。此时若是加水，水就会从加压孔进入控制腔内。由于控制腔内的水不能流出，使得控制腔与进水腔内的水压相等。在弹簧弹力、铁芯重力和水压压力的共同作用下，使得挨着控制腔的橡胶阀的压力大于进水腔一侧的压力，因此橡胶阀被紧紧地压住，水流无法流入出水口，起到了封闭作用。
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图 1-50 进水电磁阀工作原理
在通电的状态下，电磁力会克服小弹簧的弹力，将铁芯吸附住。此时，泄压孔就被打开了，由于泄压孔比压力孔大，控制腔内的水会很快的流出，控制腔内的压力逐渐小于进水腔的压力，橡胶阀也就逐渐的被顶开，进水电磁阀处于开启进水状态。
需要注意的是，线圈通电吸引铁芯的时候，磁力要大于铁芯下端所受的压力差。因此水压越大，就需要更大的磁力吸引铁芯。当水压过高时，线圈产生的磁力就不够吸引铁芯了。所以，洗衣机进水电磁阀对于自来水的压力也是有要求的，最好不要大于 0.8MPa。同样，当铁芯对泄压孔进行封闭的时候，水压的压力太低，进水电磁阀的控制腔内的压力过小，无法起到良好的密封作用，甚至会出现进水电磁阀漏水现象。由此可见，洗衣机进水电磁阀对于自来水的最低压力同样有要求，通常规定，不能低于 3×104 Pa（约 0.3 个大气压）。
（2）直体式进水电磁阀
图 1-51 为直体式进水电磁阀内部结构图。其工作原理与弯体式进水电磁阀基本相同，主要用于滚筒式洗衣机中，而弯体式进水电磁阀既可以用于波轮式洗衣机中，又可以用于滚筒式洗衣机中。
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图 1-51 直体式进水电磁阀内部结构图
2. 水位开关
水位开关是控制洗衣机进水水位的电气元件，有单水位开关、双水位开关和多水位开关之分，如图 1-52 所示。
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图 1-52 水位开关
水位开关的工作原理基本上是一样的。当水位达到选定水位时，水位开关就会自动切断进水电路，洗衣机就可以开始洗涤了。
（1）单水位开关
图 1-53 为单水位开关内部结构图。水位开关的气室通过压力软管与洗衣筒内的气室相联，如图 1-54 所示。
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图 1-53 单水位开关内部结构图
单水位开关只有一组触电，电路符号如图 1-55 所示。其中，公共端用 COM 表示，常开端用 NO 表示，常闭端用 NC 表示。如图 1-56 所示，水位开关在不通电和洗涤筒内水位不足时（如排水、注水过程），在压力弹簧的作用下，顶芯和塑料盘向下移，动簧片上的公共端 COM 和常开端 NO 处于接触状态；在选择好水位高低之后，开始向洗涤筒内注入水时，气室内的一部分空气内密封，随着进水量的增加，洗涤筒内的水位逐渐升高，气室内的压力也就会不断的增加，压住水位开关内的橡皮膜和塑料盘。当压力推动橡皮膜和塑料盘的时候，动簧片也随着移动、变形。动簧片上有顶芯，当洗涤筒内水位到达一定的位置时，动簧片所受到的压力会使动簧片上的公共端 COM 与常闭端 NC 接触。此时，通过连接电线通知程序控制器水已经注好，程序控制器就会再通知进水电磁阀关闭，进水电路也将被关闭，洗衣机开始进入洗涤状态。