汽車(chē)天窗的發(fā)展歷史及新技術(shù)應(yīng)用

陳云亮

摘 要：隨著汽車(chē)電氣化程度的不斷提高，汽車(chē)變得越來(lái)越智能化，可以滿(mǎn)足車(chē)主在不同場(chǎng)景下的使用需求，從而汽車(chē)給人的感覺(jué)更加溫馨，更加人性化。汽車(chē)天窗的配備也越來(lái)越普及，從之前只在中高端車(chē)型配備的功能，到現(xiàn)在逐步普及到低端車(chē)型上。基于此，對(duì)汽車(chē)天窗系統(tǒng)的控制進(jìn)行解析，并對(duì)汽車(chē)天窗的新技術(shù)發(fā)展應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)天窗;發(fā)展歷史;新技術(shù);應(yīng)用淺析

1 引言

車(chē)頂車(chē)窗的基本功能是通風(fēng)和擴(kuò)大視野，天窗能有效地使車(chē)內(nèi)空氣流通，增加車(chē)外新鮮空氣，滿(mǎn)足車(chē)主的通風(fēng)需求，同時(shí)車(chē)頂車(chē)窗能增加照明，開(kāi)闊視野，增加汽車(chē)主人的駕駛樂(lè)趣。事實(shí)確實(shí)如此，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，車(chē)頂車(chē)窗似乎也有了新的技術(shù)應(yīng)用，使汽車(chē)更加智能舒適。

2 淺談汽車(chē)天窗的發(fā)展歷史

有些人買(mǎi)了一輛有車(chē)頂?shù)钠?chē)，但他們從不打開(kāi)車(chē)頂，他們認(rèn)為這是多余的，而那些吸煙的人認(rèn)為車(chē)頂對(duì)于換氣是必要和舒適的。這是豪華和舒適的象征，但是車(chē)頂車(chē)窗并不是從汽車(chē)誕生之日起，而是今天筆者要和大家談?wù)勡?chē)窗。

早期的汽車(chē)都是裝有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的三輪或貨車(chē)，當(dāng)時(shí)的汽車(chē)都是“敞篷車(chē)”，在20世紀(jì)20年代，即使是最便宜的汽車(chē)也裝有擋風(fēng)玻璃、車(chē)門(mén)、車(chē)頂、輪胎、車(chē)燈等。車(chē)身最終變成了一個(gè)封閉的“盒子”，乘客可以放心地坐在里面，但是車(chē)內(nèi)的照明不好，而且車(chē)內(nèi)安裝完整的照明系統(tǒng)也太困難，所以汽車(chē)制造商在車(chē)頂上打了個(gè)洞，這是最早的汽車(chē)天窗！根據(jù)目前可核實(shí)的數(shù)據(jù)，1932年奧斯汀七廂轎車(chē)歷史上最早的一輛車(chē)配備了車(chē)頂車(chē)窗，當(dāng)時(shí)汽車(chē)工業(yè)有了很大的增長(zhǎng)，此后不同的車(chē)頂車(chē)窗相繼出現(xiàn)。第二次世界大戰(zhàn)后，大量的敞篷車(chē)開(kāi)始出現(xiàn)，雖然敞篷車(chē)很有吸引力，但缺點(diǎn)明顯，即實(shí)用性和安全性都不高，特別是在高速事故中，因?yàn)轳{駛艙沒(méi)有a柱、B柱和C柱的保護(hù)，敞篷車(chē)的安全系數(shù)相對(duì)較低，隨著人們的思維越來(lái)越理性和務(wù)實(shí)，越來(lái)越實(shí)用的車(chē)頂車(chē)窗越來(lái)越受到人們的關(guān)注，全景車(chē)窗由于更接近敞篷車(chē)所帶來(lái)的光效而備受青睞。第一款帶全景窗的車(chē)型是1941年林肯的Derhan Coupe，這也是你正在尋找的一個(gè)不言而喻的問(wèn)題：人們是視覺(jué)動(dòng)物，一直喜歡“全景”概念的東西，比如帶大地板窗戶(hù)的豪宅、大屏幕照片、大尺寸液晶電視，等等，在車(chē)內(nèi)很明顯全景窗的優(yōu)點(diǎn)是很容易看到，光線更大，視野更開(kāi)闊，這樣可以使車(chē)內(nèi)空間看起來(lái)更寬敞。當(dāng)然，也有很多人不喜歡全景窗，因?yàn)樗鼈兪恰安话踩摹保麄冋J(rèn)為全景窗正在把車(chē)頂?shù)哪骋徊糠值匿摬淖兂伤芰虾筒ＡА＿@樣的結(jié)果肯定會(huì)嚴(yán)重影響到全身的力量，必然會(huì)降低全身的安全系數(shù)。如果汽車(chē)發(fā)生翻車(chē)等事故，安全性將大大降低。事實(shí)上，除了敞篷車(chē)外，其他車(chē)型都會(huì)采用車(chē)頂結(jié)構(gòu)，全景式車(chē)頂與普通車(chē)頂?shù)膮^(qū)別在于加強(qiáng)型車(chē)頂梁，對(duì)于配備全景式天窗的車(chē)輛，為了提高安全性，會(huì)采用更高的強(qiáng)度，大部分全景窗都是由5-8mm的鋼化玻璃制成。與普通車(chē)頂上的一層鐵皮相比，安全水平要高得多。

眾所周知，汽車(chē)承擔(dān)著承載體的作用，而汽車(chē)的安全性主要取決于承載體上的橫梁和立柱，這與車(chē)身的厚度無(wú)關(guān)，當(dāng)然，為了達(dá)到全景窗的配置，車(chē)頂?shù)陌牍獗仨殰p少。即使降低了近光，帶頂燈的車(chē)身也不會(huì)因?yàn)檩椛洳蛔愣绊戃?chē)身的強(qiáng)度和剛度，因?yàn)榭梢圆扇《囗?xiàng)措施來(lái)降低這種沖擊，甚至提高其安全系數(shù)。為了彌補(bǔ)半光不足的影響，在窗位采用了特殊材料，并對(duì)承重線進(jìn)行了整形，不會(huì)對(duì)整個(gè)車(chē)身產(chǎn)生負(fù)面影響，反而會(huì)使車(chē)頂更堅(jiān)固，而且車(chē)頂?shù)目箟簭?qiáng)度取決于ABC柱的強(qiáng)度，這與原來(lái)的車(chē)頂沒(méi)有關(guān)系，大家都清楚，車(chē)頂上的一個(gè)小而重的行李會(huì)收縮，因此車(chē)頂?shù)呢?fù)荷必須加到車(chē)頂架上，但是，5-8mm硬化玻璃的全景窗車(chē)頂則完全不同。采用全景窗后，采用雙強(qiáng)度B柱結(jié)構(gòu)，上部強(qiáng)度是下部的兩倍以上，同時(shí)車(chē)身B柱和車(chē)頂門(mén)框采用熱軋鋼，在硬化的天窗周?chē)M(jìn)行復(fù)雜的警戒，人們可以直接站在全景窗上。汽車(chē)翻車(chē)時(shí)，主要依靠車(chē)身的ABC柱來(lái)支撐和保護(hù)。同時(shí)，車(chē)頂?shù)匿摻钇鸬搅朔稚_擊力的作用。當(dāng)然，汽車(chē)的安全性取決于整體車(chē)身的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度，也就是說(shuō)，當(dāng)一輛汽車(chē)翻車(chē)時(shí)，它是否具有帶有天窗的全景圖并不直接相關(guān)，而是與鋼制車(chē)頂梁有關(guān)。

事實(shí)上，我們也知道，汽車(chē)已經(jīng)和人類(lèi)技術(shù)一步一步進(jìn)化了一百多年，只能一代比一代更安全。天窗是如此的從無(wú)到有，從劣到優(yōu)。一般來(lái)說(shuō)，配備全景天窗的車(chē)輛會(huì)選擇強(qiáng)度更高的天窗加強(qiáng)圈。也就是說(shuō)，在同樣的情況下，全景天窗的車(chē)輛安全性比不尋常天窗的車(chē)輛低，甚至有較大幅度的提高。

3 電動(dòng)天窗分類(lèi)

就結(jié)構(gòu)而言，普通電動(dòng)天窗包括一個(gè)單頂窗、一個(gè)雙層玻璃窗和全景窗。車(chē)窗通常用于轎車(chē)和商務(wù)車(chē)、suv等乘用車(chē)。

4 天窗系統(tǒng)控制

目前，太陽(yáng)能車(chē)頂天窗電氣系統(tǒng)的常用功能有手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)、遙控、語(yǔ)音控制、遙控、雨燈自動(dòng)關(guān)閉、自動(dòng)關(guān)閉速度自動(dòng)檢測(cè)等。

（1）手動(dòng)電源開(kāi)關(guān)，車(chē)主可通過(guò)電源開(kāi)關(guān)（包括電源開(kāi)關(guān)和虛擬電源開(kāi)關(guān)）向太陽(yáng)能插座和控制模塊發(fā)送控制命令，控制太陽(yáng)能發(fā)動(dòng)機(jī)和太陽(yáng)能分壓器的運(yùn)動(dòng)，使窗戶(hù)手動(dòng)開(kāi)關(guān)。

（2）當(dāng)車(chē)輛進(jìn)行遙控控制時(shí)，遙控器長(zhǎng)時(shí)間按下解鎖或鎖定按鈕，可實(shí)現(xiàn)車(chē)頂和遮陽(yáng)簾的開(kāi)啟和關(guān)閉功能。此功能可在車(chē)主忘記熄火后關(guān)閉車(chē)頂時(shí)使用，可在不重啟車(chē)輛的情況下關(guān)閉車(chē)頂和日光浴室，方便車(chē)主操作。

（3）語(yǔ)音控制是指車(chē)主可以通過(guò)語(yǔ)音控制車(chē)頂和遮陽(yáng)簾的開(kāi)閉，以避免駕駛時(shí)視線分散造成的交通事故，該功能要求車(chē)輛具有語(yǔ)音識(shí)別功能。目前，這種功能在一些中高級(jí)車(chē)型中非常普遍。

（4）遠(yuǎn)程控制是指車(chē)主通過(guò)移動(dòng)應(yīng)用程序?qū)φ陉?yáng)簾的車(chē)頂進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)車(chē)頂和遮陽(yáng)簾的開(kāi)關(guān)功能，目前已有一些中、高技術(shù)型號(hào)開(kāi)發(fā)了遠(yuǎn)程控制功能，這要求車(chē)輛具有車(chē)輛模塊的互聯(lián)網(wǎng)和后臺(tái)支持。

（5）裝有光線傳感器RLS的車(chē)輛采用自動(dòng)關(guān)閉裝置的防雨裝置，可在雨天或車(chē)輛進(jìn)入隧道時(shí)自動(dòng)關(guān)閉車(chē)頂，雨天自動(dòng)關(guān)閉車(chē)窗可防止車(chē)主忘記關(guān)閉車(chē)窗時(shí)進(jìn)入隧道車(chē)輛進(jìn)水。雨天的車(chē)頂，進(jìn)入隧道時(shí)自動(dòng)關(guān)閉車(chē)頂車(chē)窗的功能是基于通風(fēng)不良和車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量，這兩項(xiàng)功能使車(chē)輛更加智能化、人性化，更好地為車(chē)主服務(wù)。

（6）當(dāng)車(chē)輛高速行駛時(shí)，自動(dòng)檢測(cè)到密集控制的車(chē)速，如果打開(kāi)車(chē)頂，車(chē)內(nèi)噪音將增加，并影響車(chē)主的舒適性。因此，一些車(chē)輛開(kāi)發(fā)了車(chē)速功能，可以在頂棚的陽(yáng)光下自動(dòng)讀取車(chē)速。當(dāng)從車(chē)頂獲取的車(chē)速信號(hào)超過(guò)一定值時(shí)，關(guān)閉車(chē)頂以提高車(chē)輛的舒適性和NV刮水性能。

5 汽車(chē)天窗的新技術(shù)及其應(yīng)用

隨著汽車(chē)電氣化、智能化水平的不斷提高，以及人類(lèi)對(duì)汽車(chē)舒適性要求的不斷提高，汽車(chē)的功能配置也越來(lái)越多，今后幾年，汽車(chē)廠商將逐步采用和推廣以下幾種汽車(chē)天窗。

（1）變色玻璃天窗是以PDLC分散液晶技術(shù)為基礎(chǔ)的高科技夾層玻璃產(chǎn)品。該產(chǎn)品的特點(diǎn)是斷電后對(duì)玻璃有半透明和不透明的影響，在PDLC流動(dòng)狀態(tài)下，液晶分子分散、透明但不全透。當(dāng)通電時(shí)，液晶分子被放置在一條直線上，利用上述原理，將PDLC液霧楔卷起在兩層玻璃之間，制成夾心結(jié)構(gòu)的電控玻璃，改變汽車(chē)天窗戶(hù)的顏色，它可以控制玻璃在透明和不透明狀態(tài)之間切換，具有安全玻璃的所有特性，滿(mǎn)足不同場(chǎng)景下客戶(hù)的需求;車(chē)頂車(chē)窗不能安裝防曬以增加車(chē)內(nèi)空間，降低了整車(chē)質(zhì)量，進(jìn)一步增加了整車(chē)的舒適性，變色的玻璃車(chē)頂已經(jīng)配備了一些豪華品牌車(chē)型。比如邁巴赫S600車(chē)型就有這種配置的可能，但可選價(jià)格更高，并延伸至10萬(wàn)以上。

（2）新型天窗是太陽(yáng)能電池板集成傳統(tǒng)全景窗的組合，在陽(yáng)光下，太陽(yáng)能可以轉(zhuǎn)化為電能，為汽車(chē)充電，對(duì)于混合動(dòng)力汽車(chē)和清潔電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可以進(jìn)一步提高汽車(chē)的行駛距離，目前，該車(chē)已經(jīng)裝備了廣汽傳祺Aion s等已經(jīng)配備，部分量產(chǎn)車(chē)型，而現(xiàn)代索納塔混合動(dòng)力車(chē)型也將以目前的太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)為例，大致可以分為兩大技術(shù)類(lèi)別：晶硅能源電池和薄膜太陽(yáng)能能源電池。

（3）由星空天窗的天窗作為主角，在天窗上印上反光材料。通過(guò)調(diào)節(jié)車(chē)頂兩側(cè)大氣光的燈光和顏色，車(chē)頂車(chē)窗會(huì)呈現(xiàn)出不同的顏色圖案，提高整車(chē)質(zhì)量和感官質(zhì)量，這種車(chē)頂車(chē)窗在勞斯萊斯、寶馬等豪華車(chē)中很常見(jiàn)。全新寶馬7系星型全景天窗包含15000多個(gè)照明單元，照明可以在6種大氣光顏色之間切換，滿(mǎn)足人們對(duì)豪華大氣和浪漫的向往。

6 總結(jié)

目前，天窗的主要功能仍然是通風(fēng)和視覺(jué)，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)將越來(lái)越科學(xué)化和智能化，天窗也將隨之發(fā)展，新材料和新技術(shù)的引入是不可避免的趨勢(shì);未來(lái)，車(chē)頂車(chē)窗將更加人性化、以客戶(hù)為中心，并將增加汽車(chē)的舒適性和技術(shù)性。

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