汽車刮水器系統(tǒng)攻擊角與刮臂扭角

趙云深

摘 要：攻擊角是刮水器刮片膠條中心線與風(fēng)擋玻璃上點(diǎn)的法向所成的夾角α，刮臂扭角是刮臂頭部作用平面或作用中心線相對(duì)于臂座錐孔中心線扭轉(zhuǎn)的角度；其通過(guò)調(diào)整刮臂扭角使其攻擊角分布曲線的零線位置在刮角1/3—2/3之間，到達(dá)最佳的刮試效果。

關(guān)鍵詞：攻擊角；刮臂扭角；攻擊角分布與刮試效果

中圖分類號(hào)：U463.855 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）09-0047-01

本文主要討論什么是攻擊角、攻擊角方向的判別、攻擊角分布曲線，及攻擊角與扭角的關(guān)系。

1 攻擊角及刮臂扭角

1.1 攻擊角的定義

攻擊角（以下簡(jiǎn)稱攻角）。有的資料或譯文標(biāo)準(zhǔn)稱為弓角、沖角、迎角。不管如何稱呼，實(shí)質(zhì)上指的是風(fēng)擋玻璃與刮片膠條中面的幾何關(guān)系，即：刮水器刮片膠條中必線與風(fēng)擋玻璃上點(diǎn)的法向所成的夾角α，其方向隨玻璃被測(cè)點(diǎn)法向方向不同而變化，也可以說(shuō)是沿刮臂繞傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)而不斷變化著。只要玻璃不是平面，攻角就是一簇，隨著刮臂的轉(zhuǎn)動(dòng)，攻角α不斷變化。為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，將刮片的攻角分為中點(diǎn)、最外點(diǎn)和最內(nèi)點(diǎn)的攻角。

1.2 刮臂扭角的定義

扭角就是刮臂和刮水器傳動(dòng)軸的幾何關(guān)系。扭角是刮臂上的參數(shù)。由于刮臂的臂座錐孔和傳動(dòng)軸是同軸關(guān)系，所以我們以臂座錐孔為基準(zhǔn)來(lái)描述扭角。

定義：扭角就是刮臂頭部作用平面或作用中心線相對(duì)于臂座錐孔中心線扭轉(zhuǎn)的角度，用代號(hào)β表示。

扭角方向的規(guī)定：從臂座往刮臂頭部方向看，刮臂頭部作用平面或作用中心線相對(duì)于臂座中心線順時(shí)針轉(zhuǎn)，扭角為負(fù)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)，扭角為正。

假若遇到臂座基準(zhǔn)面與錐孔中心線不垂直的情況，臂座的該平面不能當(dāng)作基準(zhǔn)面。

2 攻角方向的判別

為了便于分析玻璃——傳動(dòng)軸——刮臂系統(tǒng)的幾何關(guān)系必須對(duì)攻角的方向作統(tǒng)一規(guī)定。從輸出軸方向往刮片方向看逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的角度為正，順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的角度為負(fù)。

3 攻角分布曲線

刮臂從停車位置開(kāi)始向上折返位置擺動(dòng)，我們?cè)诠伪勖哭D(zhuǎn)過(guò)單位角度（通常我們?nèi)?度）時(shí)測(cè)量刮片中點(diǎn)的攻角，可得到一系列攻角值，把這些攻角值與對(duì)應(yīng)的刮角值用圖形表示，就是攻角分布曲線，如圖1所示。

一般地，我們只測(cè)量玻璃上膠條所及的最外部、中部、最內(nèi)部三個(gè)位置的攻角簇就夠用了，并用分布曲線表示出來(lái)，一個(gè)攻角簇對(duì)應(yīng)一條曲線。假如要對(duì)風(fēng)擋玻璃和刮水器系統(tǒng)進(jìn)行全面的研究，我們可以選擇更多的位置進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)測(cè)量的攻角值足夠多，我們就可得到玻璃上刮片所及范圍內(nèi)任意點(diǎn)的攻角——攻角普。

攻角的分布曲線是一條圓滑過(guò)渡的曲線，般起始位置要求（-4°）-（-6°），上極限位置要求3-5°（最大絕對(duì)值與最小絕對(duì)值和大于6°）；攻角的位置要落在刮刷行程的1/3～2/3之間。

攻角除了反映玻璃和刮水器刮片膠條中面的幾何關(guān)系之外，還反映了刮臂在此關(guān)系中應(yīng)該處于什么狀態(tài)，才能使刮刷正常進(jìn)行。即知道了攻角分布，我們就可以判斷刮臂的扭角設(shè)置是否合理；知道了攻角分布，我們可以容易地找出刮刷缺陷的原因；知道了攻角分布，我們可以有更多的途徑去改善刮刷質(zhì)量；知道了攻角分布，在和主機(jī)廠同步開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)，很多參數(shù)我們可以自行確定；知道了攻角分布，我們可以借此向主機(jī)廠提出對(duì)玻璃的改進(jìn)。

4 扭角和攻角的關(guān)系

我們都知道刮刷過(guò)程中膠條中心線應(yīng)盡量與刮刷點(diǎn)玻璃切平面垂直，這樣才能使膠條刃部始終處于最佳刮刷狀態(tài)。但由于玻璃的曲面和刮水器傳動(dòng)軸位置方向的相對(duì)不變，有時(shí)候就會(huì)使膠條相對(duì)于玻璃不能保持在最好的刮刷狀態(tài)。

當(dāng)刮臂扭角為零時(shí)，玻璃面的曲率變化又超過(guò)一定限度，或者當(dāng)傳動(dòng)軸位置和方向設(shè)置不當(dāng)時(shí)，我們也許會(huì)在其攻角分布圖上看到：攻角的變化率太大、攻角分布曲線的起始值和結(jié)束值在零攻角線兩邊很不均衡、或者方向不對(duì)。在這樣的情況下膠條甚至不能處于正常掛刷狀態(tài)，刮水過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生刮片抖動(dòng)等缺陷。

為了減低玻璃和轉(zhuǎn)動(dòng)軸向?qū)ξ恢貌荒茏兓牟焕蛩兀簿褪歉淖円幌鹿ソ乔€的相對(duì)于零線的位置，我們可以在刮臂上想辦法：把刮臂扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度——給刮臂設(shè)置一個(gè)扭角，以此來(lái)改變攻角曲線在零線兩側(cè)的分布。簡(jiǎn)單地說(shuō)，其通過(guò)調(diào)整刮臂扭角使其攻擊角分布曲線的零線位置在刮角1/3—2/3之間，到達(dá)最佳的刮試效果。