风挡刮水器

　　引言

　　最初的风挡刮水器是用手来回移动汽车内部的杠杆进行操作的。如今，谈到风挡刮水器，大多数人都会想到电动风挡刮水器。刮水器通过在挡风玻璃上不断来回移动擦除积水，保持车窗洁净。

　　当刮水器的移动速度达到最高值时，其力量是惊人的，有时候甚至会带动汽车左右摇摆。是什么机械装置能使刮水器摇臂如此神奇的移动呢？风挡刮水器可以在汽车挡风玻璃、一些汽车前大灯、飞机甚至宇宙飞船上找到。

　　在本文中，我们首先将看一看风挡刮水器的内部结构，了解刮水片和控制器，然后探讨新式雨感应刮水器控制系统！

　　刮水器的内部结构刮水器结合了两种机械技术：
　　一是通过电动机和减速蜗轮为刮水器提供动力。
　　二是通过连杆机构使电动机带动刮水器。

　　电动机和减速齿轮要让刮水片在挡风玻璃上来回快速移动，需要很大的动力。为了产生这种动力，设计人员在小电动机的输出端使用了蜗轮。蜗杆减速齿轮可以使电动机的扭矩增大约50倍，同时使电动机的输出速度降低50倍。减速齿轮输出的动力操纵着连杆机构来回移动刮水器。电动机/齿轮总成内部是一个能够感应刮水器下止位的电路。

　　该电路向刮水器提供电源，当刮水器停在挡风玻璃底部时，它才切断电动机电源。此电路还能根据刮水器间歇性设置，使刮水器在刮水过程中短暂停顿。连杆机构减速齿轮的输出轴上连接着一个短凸轴。此凸轴随着刮水器电动机的转动而旋转。凸轴与一个长杆相连；当凸轴旋转时，会驱使长杆来回运动。此长杆又与一个短杆相连，并由后者驱动驾驶员侧的刮水片。另一个长杆从驾驶员侧向乘客侧刮水片传送动力。下一节我们将谈到刮水片的一些细节。

　　刮水片刮水片就如同橡胶扫帚。刮水器摇臂拖着一个薄薄的橡胶条擦过挡风玻璃，清除积水。您知道吗？风挡刮水器系统的设计擦扫次数可达150万次！新刮水片的橡胶条很干净，没有裂缝。它在擦除积水后，不会留下任何条痕。随着刮水片的老化，橡胶条上会出现裂缝，这样路上的尘垢会在橡胶条边上积聚，使之不能再与车窗紧密接触，因此会在擦拭过程中留下条痕。

　　有时，通过用浸有车窗清洁剂的湿布擦拭刮水片边缘，清除上面的污垢，可适当延长刮水片的使用寿命。此刮水片由六个受力部位支撑，将压力均匀施加在挡风玻璃上。无条痕操作的另一个关键是让橡胶刮水片均匀受力。在设计上，虽然刮水片只通过中间的一个点与摇臂相连，但是该点上又分出了多个树状支架，因此刮水片实际上有六到八个连接点。如果这些支架上结了冰或有了积雪，会使压力分布不均，导致刮水片下面出现条痕。

　　有些刮水器制造商生产了专门在冬季使用的刮水片，这种刮水片在支架总成上套有一层橡皮套，可防止冰雪附着。轴心点大多数汽车的刮水器都十分相似：
两片刮水片共同移动，清扫挡风玻璃。一个刮水片从靠近汽车驾驶员侧的点开始旋转，另一个刮水片从靠近挡风玻璃中间的位置开始旋转。此设计可以清扫驾驶员视野内的大部分挡风玻璃。

　　几种不同的刮水片方案一些汽车上会采用其他设计方案。梅塞德斯（mercedes）采用的是一种在扫过车窗时会伸缩的单臂刮水器，请参见上的单臂刮水器（可控）。此设计也能提供良好的覆盖范围，但是结构要比标准双刮水器系统复杂。有些汽车使用的刮水片安装在挡风玻璃两侧，并沿相反的方向移动，而有些车辆只在挡风玻璃中部安装了一个刮水片。这些系统为驾驶员提供的覆盖范围都没有标准双刮水器系统大。刮水器控制器大部分刮水器都有低速、高速以及间歇三种设置。

　　当刮水器以低速和高速移动时，电动机需要连续运转。而使用间歇设置时，刮水器会在各次刮扫之间短暂停顿。刮水器开关有多种类型。有些汽车只有一种间歇速度，有些则会有10种。另外对于间隔时间的设置，则几乎没有任何限制。典型的刮水器控制杆无论汽车上安装了何种控制器，将其设置适当都是一件非常棘手的事：速度太快，挡风玻璃变干后刮水器会发出刺耳的声音；速度太慢，驾驶员的视野就会被雨点挡住。

　　之所以出现这种情况，是因为随着汽车加速和减速，打在挡风玻璃上的雨量会发生变化。若要保持刮水器正常运转，需要不断进行调整。对此，汽车制造商似乎找到了对策，那就是——雨感应刮水器。雨感应刮水器过去，汽车制造商曾尝试去掉刮水器或实现刮水器速度的自动控制。其中一些方案包括：检测雨点敲打挡风玻璃引起的震动；应用特殊涂层防止雨滴的形成；有的甚至通过超声波振动挡风玻璃来打碎雨滴，这样就根本不需要清除雨水了。

　　但是，这些系统总是受到各种问题的困扰，有的从来没有投入生产，有的很快就被淘汰，因为它们带给驾驶员的不便远大于便利。然而，一种新式刮水器系统开始出现在汽车上。实际上，它们在检测挡风玻璃积水量和刮水器控制方面做得相当不错。

　　美国天合汽车公司（trw inc.）制造了一款这样的系统，单击此处的链接可获得描述其雨传感器系统的pdf格式介绍。天合公司采用光学传感器检测水分。传感器安装在后视镜附近挡风玻璃内侧的接触面上。该传感器以45°向挡风玻璃发射红外线。如果玻璃是干的，大部分光线会反射回传感器。如果玻璃上有了水滴，它们会朝不同方向反射光线。玻璃越湿，反射回传感器的光线就越少。

　　当反射回传感器的光线总量小于预先设定的值时，传感器就会打开刮水器。传感器可根据刮扫之间水分积聚的速度调整刮水速度。它能够以任何速度操作刮水器。系统根据需要不断调整速度，以适应水分积聚的速度。这种系统可以在通用汽车公司（gm）生产的多种汽车上找到，包括凯迪拉克的所有车型。
 

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