一種多功智能雨刷器的設(shè)計(jì)研究

張一鳴 高志勛 王寶明

摘要：雨刷是汽車的重要組成部分，尤其是在雨天，雨刷對(duì)保障汽車行駛安全有著重要的作用。傳統(tǒng)雨刷雖然在技術(shù)上已經(jīng)相當(dāng)成熟，但還有很多需要改進(jìn)的地方。筆者針對(duì)當(dāng)前智能技術(shù)的發(fā)展，介紹一種多功能智能雨刷，以期更好地解決當(dāng)前雨刷中存在的不足。

關(guān)鍵詞：智能雨刷;存在不足;解決對(duì)策

一、雨刷

雨刷大概發(fā)明于上世紀(jì)初，最早是由荷蘭科學(xué)家瑪麗創(chuàng)造的，當(dāng)時(shí)主要是手動(dòng)雨刷。在經(jīng)歷了120多年的發(fā)展歷程中，雨刷也由當(dāng)初手動(dòng)逐漸演變成電動(dòng)，其構(gòu)造也由當(dāng)初的骨質(zhì)演變成了無(wú)骨雨刷。這些轉(zhuǎn)變?yōu)樘岣唏{駛安全提供了重要保障。在這100多年中，雨刷本身的功能并沒(méi)有發(fā)生大的變化，仍是單一功能，而且沒(méi)有能夠真正滿足或者完全解決汽車在駕駛過(guò)程中遇到的一些實(shí)際問(wèn)題，也就是說(shuō)，雨刷并沒(méi)有發(fā)揮潛在功能。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們收入水平的提高，汽車已經(jīng)走進(jìn)千家萬(wàn)戶，成為人們出行所必備的工具。在長(zhǎng)期的發(fā)展中，汽車工業(yè)規(guī)模越來(lái)越大，相關(guān)技術(shù)也逐漸成熟，人們對(duì)汽車的需要也越來(lái)越高。當(dāng)前，安全、方便、舒適的汽車成為需求導(dǎo)向，也成為汽車工業(yè)發(fā)展的方向。作為汽車駕駛視野擋風(fēng)玻璃直接關(guān)系人們的駕駛安全和視野良好，是汽車安全行駛最直接的保障。而雨刷則是確保擋風(fēng)玻璃清潔、清晰的前提和關(guān)鍵。一直以來(lái)，人們對(duì)雨刷器的研究開發(fā)并不太重視，但隨著安全事故的增加，人們開始日益重視雨刷器的重要性。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，每年超過(guò)60%的交通事故都是因?yàn)橐曇安磺?、觀察不到位引發(fā)的。因此，科研部門針對(duì)如何確保擋風(fēng)玻璃清晰、清潔開展了長(zhǎng)期的研究攻關(guān)，而雨刷器的功能躍入研究者的眼簾。筆者所研究智能雨刷能有效解決傳統(tǒng)雨刷存在的不足，可謂是雨刷發(fā)展史上里程碑式的變革。

二、當(dāng)前雨刷器存在的不足

經(jīng)過(guò)對(duì)雨刷器的長(zhǎng)期研究，筆者發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)雨刷存在很多的缺點(diǎn)和不足，給駕駛者帶來(lái)了諸多的困擾，具體總結(jié)起來(lái)，有以下幾點(diǎn)：

首先，天氣突然轉(zhuǎn)冷，傳統(tǒng)雨刷膠條會(huì)因?yàn)闇囟认陆担霈F(xiàn)結(jié)冰的現(xiàn)象，久而久之就會(huì)出現(xiàn)膠條變硬，導(dǎo)致在工作中無(wú)法將擋風(fēng)玻璃上的雪、水刷干凈，進(jìn)而影響汽車的正常行駛。并且，在長(zhǎng)期變硬的前提下工作，還會(huì)產(chǎn)生一定的噪音，給駕駛帶來(lái)不舒適的體驗(yàn)，進(jìn)而影響駕駛心情。

其次，現(xiàn)行雨刷器進(jìn)行刷雨工作中，往往需要先噴水后刷的工作程序，也就是雨刷與噴水器是相互分離的，工作也是各自進(jìn)行。如此就會(huì)出現(xiàn)這樣的問(wèn)題：由于長(zhǎng)期駕駛，導(dǎo)致噴水口移位，這樣噴水就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象，雨刷器進(jìn)行工作時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)理想的雨刷效果，進(jìn)而使雨刷無(wú)法清理?yè)躏L(fēng)玻璃上的污物。甚至，長(zhǎng)期使用導(dǎo)致噴水口下移，如果這時(shí)噴水還會(huì)噴到別的汽車上的尷尬現(xiàn)象。

最后，冬天的早晨，特別是北方冬天的早晨，在啟動(dòng)汽車時(shí)我們經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)擋風(fēng)玻璃上會(huì)出現(xiàn)較厚的霜凍。這些霜凍非常不好處理，僅僅依靠雨刷基本無(wú)法清理干凈，常規(guī)情況我們打著汽車一段時(shí)間后，這些冰霜會(huì)自動(dòng)清除。還有就是，如果把車放在樹下，第二天早上擋風(fēng)玻璃上會(huì)有很多的尸斑或者蟲便，雨刷器處理起來(lái)費(fèi)勁費(fèi)時(shí)，就算使用專用清潔劑也很難處理干凈，嚴(yán)重影響了駕駛視野。

三、解決路徑

面對(duì)上述問(wèn)題，傳統(tǒng)雨刷很難滿足駕駛者的駕駛需求，為此，筆者進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究，并提出了解決上述問(wèn)題的路徑。首先，設(shè)計(jì)新的雨刷膠條，由汽車智能芯片控制，在膠條中放入加熱絲，通過(guò)紅外溫度監(jiān)控裝置，使加熱絲能根據(jù)車外溫度自動(dòng)調(diào)整，確保膠條溫度設(shè)計(jì)中保持理想狀態(tài)，進(jìn)而確保雨刷能完成刮除功能和刮除效果。其次，實(shí)現(xiàn)雨刷與噴水裝置一體化設(shè)計(jì)，而且雨刷膠條可以很方便的進(jìn)行更換，能夠真正意義上實(shí)現(xiàn)雨刷膠條刮到哪里水就噴到哪里的神奇效果。不會(huì)再出現(xiàn)那種雨刮器噴水噴不到位的尷尬現(xiàn)象。再有，設(shè)置了具有噴熱水、或者水霧（熱）、（蒸汽）的功能，用于清除擋風(fēng)玻璃表面蚊蟲尸斑等污物。由于蚊蟲尸斑主要是由含有糖分的膠質(zhì)物體構(gòu)成，采用熱水清除效果即簡(jiǎn)便又實(shí)用。而且熱水或者熱的水霧（蒸汽）還能迅速清除玻璃表面冰霜、雪等物質(zhì)。

對(duì)五款不同車型的雨刷器與多功能雨刷器的玻璃清洗液使用量進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果顯示：多功能雨刷器可節(jié)約玻璃清洗液使用量達(dá)到 33—56%，節(jié)約效果極為顯著。 石墨烯技術(shù)在雨刷膠條上的應(yīng)用將會(huì)為多功能雨刷器帶來(lái)更加豐富的效果和廣闊的發(fā)展前景。

雨刷器的多功能化將是汽車雨刷器未來(lái)發(fā)展的必然方向，它將進(jìn)一步滿足人們?cè)谄囻{駛過(guò)程中對(duì)擋風(fēng)玻璃表面清晰度較高的安全要求，實(shí)現(xiàn)雨刷器的多功能性、智能性，為駕駛者提供更好、更清晰的視野和觀察效果。 近幾年，我們看到許多號(hào)稱可以取代汽車雨刷器的產(chǎn)品和技術(shù)，我們以為這類產(chǎn)品或技術(shù)主要是以化學(xué)成分為主的合成產(chǎn)品，在玻璃表面可以起到一定的拒水、止水作用。但是，它并不能完全具備在機(jī)動(dòng)車上代替雨刷器的應(yīng)用條件。

機(jī)動(dòng)車是行駛的工具，要求擋風(fēng)玻璃時(shí)刻要保持清晰、潔凈的狀態(tài)，并可以應(yīng)對(duì)任何惡劣氣候條件。首先，所謂的“拒水膜”產(chǎn)品和技術(shù)在應(yīng)用于靜止的玻璃表面時(shí)，如：玻璃幕墻，光伏產(chǎn)業(yè)等，其效果是肯定的，有應(yīng)用效果。但是作為汽車風(fēng)擋玻璃使用，則會(huì)出現(xiàn)如下諸多問(wèn)題，1，由于“拒水膜”有時(shí)效性，需要經(jīng)常、反復(fù)噴灑，使用起來(lái)費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、麻煩。2，在雨天特別是較大的雨天中使用“拒水膜”時(shí)，風(fēng)擋玻璃表面會(huì)出現(xiàn)隱形紋路，駕駛者容易產(chǎn)生眼昏（暈）的情況。3，當(dāng)遇有冰、雪情況時(shí)“拒水膜”則更顯得無(wú)能為力。因此，“拒水膜”在特殊天氣條件下汽車沒(méi)有使用的條件，從安全性來(lái)看在汽車上則更沒(méi)有最基本的安全使用價(jià)值。我們以為目前最安全最可靠的仍然是機(jī)械雨刷器，一百多年來(lái)的歷史經(jīng)歷已經(jīng)充分證明了它的安全性、可靠性是無(wú)可替代的。 多功能雨刷器的出現(xiàn)是現(xiàn)代化汽車不斷發(fā)展的必然結(jié)果，它將與疲勞駕駛提示，可變懸架功能等配置一樣變得越來(lái)越重要。

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