几种可擦车窗雨刷器的结构方案设计

李晓豁 袁孟 曹伯文 何春辉 梁振东 钟志林 邓永明

摘 要：针对目前汽车雨刷器不能清扫到整个车窗的情况，本着实用性、技术先进性、经济合理性、工作可靠性、动作灵活性、选择多样性的原则，提出了几种可擦车窗雨刷器的结构方案，并给出各个方案的结构组成，介绍了其工作原理，分析了结构特征，利用编制的动画软件对各种方案做了干涉检验，结果表明，各种方案能满足性能要求，这对于增加雨刷器功能、提高车窗清洁度、行车安全、减少洗车费用等都具有重要意义和参考价值。

关键词：车窗;雨刷器;结构;方案

中图分类号：U463.99

1 绪论

现在，汽车上普遍使用的是摆动式雨刷器，它通过原动机带动两个臂同向往复摆动，由雨刷刮刷车窗玻璃，借以清扫车窗上的雨水，防止雨水遮挡车窗，影响司机视线。虽然这种雨刷器也可清扫车窗上的灰尘和脏污，但由于雨刷运动轨迹为扇形，刷窗范围有限，清扫面积小，无法洁净整个车窗[1-4]。为此，开发了几种结构简单、工作可靠、经济实用、使用寿命长、能够快速刷洗整个车窗的雨刷器，这对于提高行车安全性、减少洗车费用等具有重要的意义和使用价值。

2 结构方案与特点

经过深入调研，本着实用性、技术先进性、工作可靠性、经济合理性、动作灵活性、选择多样性的原则，提出以下几种结构方案。

2.1 结构方案

2.1.1 方案一

该雨刷器（如图1a所示）由驱动部分1、摆杆2、滑块3、雨刷移动组件4（包括雨刷7、滑道8）、带有凹槽的上下导轨5，和位于上下导轨两端、用于吸附上下导轨的磁铁6。

两个驱动部分对称地布置在车窗下方，与摆杆下端a点铰接，摆杆上端与滑块在b点铰接。驱动部分带动两摆杆左右同向（或相向）摆动，通过铰接的滑块在雨刷组件的滑道内上下移动，带动两个雨刷组件沿上下导轨做往复水平移动，由雨刷刮刷整个车窗，达到刷洗车窗上雨水以及清洗车窗玻璃的目的。该方案工作时单个雨刷的任意工作位置见图1b。

2.1.2 方案二

该方案（见图1c）的两个驱动部分对称地布置在车窗下方左右半边的中间位置，带动两摆杆左右同向（或相向）摆动，通过铰接的滑块带动两个雨刷组件沿上下导轨做往复水平移动，使得雨刷能够刮刷整个车窗表面，完成刷洗车窗上雨水及清洗车窗玻璃的任务。

2.1.3 方案三

这种方案（见图1d）采用一个驱动部分，布置在车窗下方的中间位置，它带动摆杆摆动，通过铰接的滑块带动雨刷组件沿上下导轨做往复水平移动，通过雨刷刮刷整个车窗，达到刷洗车窗上雨水、清扫车窗的目的。

2.2 结构特点

由于采用上述结构，雨刷的运动轨迹由传统的扇形改为矩形，增大了车窗清扫面积，达到了设计要求。而且将雨刷竖直布置，横向移动，不仅能清扫整个车窗的赃物，保障车窗清洁卫生，保证司机视线良好，有利于安全驾驶，而且使雨流速度快，雨刷工作阻力小，使用寿命长。同时，采用磁铁吸附方式便于安装。另外，根据实际需要，通过系统控制可实现两个雨刷移动组件同向运动或相向运动，操作简单，动作方便。

3 干涉检验

为了能形象、直观地演示三个方案的工作过程，并检查运动有无干涉，利用编制的计算机动画软件对各方案的仿真[5]如图2所示。方案一的动画演示截图如图2a所示，图2b、2c是方案二的两雨刷同向运动、相向运动时任意位置的动画仿真，方案三的动画截图见图2d。结果表明，各方案的雨刷器均无运动干涉现象，三种雨刷器的结构方案可行。

4 应用前景

目前，中国汽车市场规模全球第一，统计数据显示，2018年全国新注册登记机动车3，172万辆，机动车保有量已达3.27亿辆，其中汽车2.4亿辆，小型载客汽车首次突破2亿辆，机动車驾驶人达4.09亿人，其中汽车驾驶人3.69亿人。若这几种结构的雨刷器得到推广应用，不仅在一定程度上提高行车的安全性，也能节省大量的洗车费用，会产生巨大的经济效益和明显的社会效益。该些雨刷器不仅可用于不同规格的轿车、客车、卡车，而且可推广到火车、高铁和动车、飞机、轮船等交通工具，乃至办公室、饭店、宾馆、家庭居室的窗子上，所以，具有很好的应用前景和市场推广价值。

参考文献：

[1]疏泽民.雨刷器使用维护要点[J].农业机械，2002（7）：63.

[2]孙庆元，聂德峰.电动雨刷器的正确使用及故障检修[J].农机使用与维修，2005（2）：23.

[3]卓硕硕，于士军.轿车前风窗雨刷器的改进设计[J].时代农机，2016（11）：70+72.

[4]王嵩.关于汽车雨刮设计开发探讨[J].时代汽车，2017（6）：77-78.

[5]杨保成，苏秋，焦洪宇.汽车雨刮器设计及运动仿真[J].农业装备与车辆工程，2018（9）：56-58+83.

基金项目：广东文理职业学院创新强校工程大学生创新训练项目（项目编号：GWL201705002）

作者简介：李晓豁（1953-），男，辽宁锦州人，硕士，教授，广东文理职业学院副院长，研究方向：现代机械设计理论与方法、机电液系统仿真与应用、工矿装备运行理论与设计、车辆系统动态特性与控制。