李曉豁 袁孟 曹伯文 何春輝 梁振東 鐘志林 鄧永明

摘?要：針對(duì)目前汽車(chē)雨刷器不能清掃到整個(gè)車(chē)窗的情況，本著實(shí)用性、技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)合理性、工作可靠性、動(dòng)作靈活性、選擇多樣性的原則，提出了幾種可擦車(chē)窗雨刷器的結(jié)構(gòu)方案，并給出各個(gè)方案的結(jié)構(gòu)組成，介紹了其工作原理，分析了結(jié)構(gòu)特征，利用編制的動(dòng)畫(huà)軟件對(duì)各種方案做了干涉檢驗(yàn)，結(jié)果表明，各種方案能滿(mǎn)足性能要求，這對(duì)于增加雨刷器功能、提高車(chē)窗清潔度、行車(chē)安全、減少洗車(chē)費(fèi)用等都具有重要意義和參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：車(chē)窗;雨刷器;結(jié)構(gòu);方案

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.99

1 緒論

現(xiàn)在，汽車(chē)上普遍使用的是擺動(dòng)式雨刷器，它通過(guò)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)臂同向往復(fù)擺動(dòng)，由雨刷刮刷車(chē)窗玻璃，借以清掃車(chē)窗上的雨水，防止雨水遮擋車(chē)窗，影響司機(jī)視線。雖然這種雨刷器也可清掃車(chē)窗上的灰塵和臟污，但由于雨刷運(yùn)動(dòng)軌跡為扇形，刷窗范圍有限，清掃面積小，無(wú)法潔凈整個(gè)車(chē)窗[1-4]。為此，開(kāi)發(fā)了幾種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、使用壽命長(zhǎng)、能夠快速刷洗整個(gè)車(chē)窗的雨刷器，這對(duì)于提高行車(chē)安全性、減少洗車(chē)費(fèi)用等具有重要的意義和使用價(jià)值。

2 結(jié)構(gòu)方案與特點(diǎn)

經(jīng)過(guò)深入調(diào)研，本著實(shí)用性、技術(shù)先進(jìn)性、工作可靠性、經(jīng)濟(jì)合理性、動(dòng)作靈活性、選擇多樣性的原則，提出以下幾種結(jié)構(gòu)方案。

2.1 結(jié)構(gòu)方案

2.1.1 方案一

該雨刷器（如圖1a所示）由驅(qū)動(dòng)部分1、擺桿2、滑塊3、雨刷移動(dòng)組件4（包括雨刷7、滑道8）、帶有凹槽的上下導(dǎo)軌5，和位于上下導(dǎo)軌兩端、用于吸附上下導(dǎo)軌的磁鐵6。

兩個(gè)驅(qū)動(dòng)部分對(duì)稱(chēng)地布置在車(chē)窗下方，與擺桿下端a點(diǎn)鉸接，擺桿上端與滑塊在b點(diǎn)鉸接。驅(qū)動(dòng)部分帶動(dòng)兩擺桿左右同向（或相向）擺動(dòng)，通過(guò)鉸接的滑塊在雨刷組件的滑道內(nèi)上下移動(dòng)，帶動(dòng)兩個(gè)雨刷組件沿上下導(dǎo)軌做往復(fù)水平移動(dòng)，由雨刷刮刷整個(gè)車(chē)窗，達(dá)到刷洗車(chē)窗上雨水以及清洗車(chē)窗玻璃的目的。該方案工作時(shí)單個(gè)雨刷的任意工作位置見(jiàn)圖1b。

2.1.2 方案二

該方案（見(jiàn)圖1c）的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)部分對(duì)稱(chēng)地布置在車(chē)窗下方左右半邊的中間位置，帶動(dòng)兩擺桿左右同向（或相向）擺動(dòng)，通過(guò)鉸接的滑塊帶動(dòng)兩個(gè)雨刷組件沿上下導(dǎo)軌做往復(fù)水平移動(dòng)，使得雨刷能夠刮刷整個(gè)車(chē)窗表面，完成刷洗車(chē)窗上雨水及清洗車(chē)窗玻璃的任務(wù)。

2.1.3 方案三

這種方案（見(jiàn)圖1d）采用一個(gè)驅(qū)動(dòng)部分，布置在車(chē)窗下方的中間位置，它帶動(dòng)擺桿擺動(dòng)，通過(guò)鉸接的滑塊帶動(dòng)雨刷組件沿上下導(dǎo)軌做往復(fù)水平移動(dòng)，通過(guò)雨刷刮刷整個(gè)車(chē)窗，達(dá)到刷洗車(chē)窗上雨水、清掃車(chē)窗的目的。

2.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

由于采用上述結(jié)構(gòu)，雨刷的運(yùn)動(dòng)軌跡由傳統(tǒng)的扇形改為矩形，增大了車(chē)窗清掃面積，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。而且將雨刷豎直布置，橫向移動(dòng)，不僅能清掃整個(gè)車(chē)窗的贓物，保障車(chē)窗清潔衛(wèi)生，保證司機(jī)視線良好，有利于安全駕駛，而且使雨流速度快，雨刷工作阻力小，使用壽命長(zhǎng)。同時(shí)，采用磁鐵吸附方式便于安裝。另外，根據(jù)實(shí)際需要，通過(guò)系統(tǒng)控制可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)雨刷移動(dòng)組件同向運(yùn)動(dòng)或相向運(yùn)動(dòng)，操作簡(jiǎn)單，動(dòng)作方便。

3 干涉檢驗(yàn)

為了能形象、直觀地演示三個(gè)方案的工作過(guò)程，并檢查運(yùn)動(dòng)有無(wú)干涉，利用編制的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)軟件對(duì)各方案的仿真[5]如圖2所示。方案一的動(dòng)畫(huà)演示截圖如圖2a所示，圖2b、2c是方案二的兩雨刷同向運(yùn)動(dòng)、相向運(yùn)動(dòng)時(shí)任意位置的動(dòng)畫(huà)仿真，方案三的動(dòng)畫(huà)截圖見(jiàn)圖2d。結(jié)果表明，各方案的雨刷器均無(wú)運(yùn)動(dòng)干涉現(xiàn)象，三種雨刷器的結(jié)構(gòu)方案可行。

4 應(yīng)用前景

目前，中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)規(guī)模全球第一，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2018年全國(guó)新注冊(cè)登記機(jī)動(dòng)車(chē)3，172萬(wàn)輛，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量已達(dá)3.27億輛，其中汽車(chē)2.4億輛，小型載客汽車(chē)首次突破2億輛，機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛?cè)诉_(dá)4.09億人，其中汽車(chē)駕駛?cè)?.69億人。若這幾種結(jié)構(gòu)的雨刷器得到推廣應(yīng)用，不僅在一定程度上提高行車(chē)的安全性，也能節(jié)省大量的洗車(chē)費(fèi)用，會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和明顯的社會(huì)效益。該些雨刷器不僅可用于不同規(guī)格的轎車(chē)、客車(chē)、卡車(chē)，而且可推廣到火車(chē)、高鐵和動(dòng)車(chē)、飛機(jī)、輪船等交通工具，乃至辦公室、飯店、賓館、家庭居室的窗子上，所以，具有很好的應(yīng)用前景和市場(chǎng)推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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[5]楊保成，蘇秋，焦洪宇.汽車(chē)雨刮器設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真[J].農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程，2018（9）：56-58+83.

基金項(xiàng)目：廣東文理職業(yè)學(xué)院創(chuàng)新強(qiáng)校工程大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：GWL201705002）

作者簡(jiǎn)介：李曉豁（1953-），男，遼寧錦州人，碩士，教授，廣東文理職業(yè)學(xué)院副院長(zhǎng)，研究方向：現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論與方法、機(jī)電液系統(tǒng)仿真與應(yīng)用、工礦裝備運(yùn)行理論與設(shè)計(jì)、車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性與控制。