汽车刮水器系统攻击角与刮臂扭角

赵云深

摘 要：攻击角是刮水器刮片胶条中心线与风挡玻璃上点的法向所成的夹角α，刮臂扭角是刮臂头部作用平面或作用中心线相对于臂座锥孔中心线扭转的角度；其通过调整刮臂扭角使其攻击角分布曲线的零线位置在刮角1/3—2/3之间，到达最佳的刮试效果。

关键词：攻击角；刮臂扭角；攻击角分布与刮试效果

中图分类号：U463.855 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）09-0047-01

本文主要讨论什么是攻击角、攻击角方向的判别、攻击角分布曲线，及攻击角与扭角的关系。

1 攻击角及刮臂扭角

1.1 攻击角的定义

攻击角（以下简称攻角）。有的资料或译文标准称为弓角、冲角、迎角。不管如何称呼，实质上指的是风挡玻璃与刮片胶条中面的几何关系，即：刮水器刮片胶条中必线与风挡玻璃上点的法向所成的夹角α，其方向随玻璃被测点法向方向不同而变化，也可以说是沿刮臂绕传动轴的旋转而不断变化着。只要玻璃不是平面，攻角就是一簇，随着刮臂的转动，攻角α不断变化。为简明起见，将刮片的攻角分为中点、最外点和最内点的攻角。

1.2 刮臂扭角的定义

扭角就是刮臂和刮水器传动轴的几何关系。扭角是刮臂上的参数。由于刮臂的臂座锥孔和传动轴是同轴关系，所以我们以臂座锥孔为基准来描述扭角。

定义：扭角就是刮臂头部作用平面或作用中心线相对于臂座锥孔中心线扭转的角度，用代号β表示。

扭角方向的规定：从臂座往刮臂头部方向看，刮臂头部作用平面或作用中心线相对于臂座中心线顺时针转，扭角为负，逆时针转，扭角为正。

假若遇到臂座基准面与锥孔中心线不垂直的情况，臂座的该平面不能当作基准面。

2 攻角方向的判别

为了便于分析玻璃——传动轴——刮臂系统的几何关系必须对攻角的方向作统一规定。从输出轴方向往刮片方向看逆时针方向旋转的角度为正，顺时针方向旋转的角度为负。

3 攻角分布曲线

刮臂从停车位置开始向上折返位置摆动，我们在刮臂每转过单位角度（通常我们取5度）时测量刮片中点的攻角，可得到一系列攻角值，把这些攻角值与对应的刮角值用图形表示，就是攻角分布曲线，如图1所示。

一般地，我们只测量玻璃上胶条所及的最外部、中部、最内部三个位置的攻角簇就够用了，并用分布曲线表示出来，一个攻角簇对应一条曲线。假如要对风挡玻璃和刮水器系统进行全面的研究，我们可以选择更多的位置进行测量。当测量的攻角值足够多，我们就可得到玻璃上刮片所及范围内任意点的攻角——攻角普。

攻角的分布曲线是一条圆滑过渡的曲线，般起始位置要求（-4°）-（-6°），上极限位置要求3-5°（最大绝对值与最小绝对值和大于6°）；攻角的位置要落在刮刷行程的1/3～2/3之间。

攻角除了反映玻璃和刮水器刮片胶条中面的几何关系之外，还反映了刮臂在此关系中应该处于什么状态，才能使刮刷正常进行。即知道了攻角分布，我们就可以判断刮臂的扭角设置是否合理；知道了攻角分布，我们可以容易地找出刮刷缺陷的原因；知道了攻角分布，我们可以有更多的途径去改善刮刷质量；知道了攻角分布，在和主机厂同步开发产品时，很多参数我们可以自行确定；知道了攻角分布，我们可以借此向主机厂提出对玻璃的改进。

4 扭角和攻角的关系

我们都知道刮刷过程中胶条中心线应尽量与刮刷点玻璃切平面垂直，这样才能使胶条刃部始终处于最佳刮刷状态。但由于玻璃的曲面和刮水器传动轴位置方向的相对不变，有时候就会使胶条相对于玻璃不能保持在最好的刮刷状态。

当刮臂扭角为零时，玻璃面的曲率变化又超过一定限度，或者当传动轴位置和方向设置不当时，我们也许会在其攻角分布图上看到：攻角的变化率太大、攻角分布曲线的起始值和结束值在零攻角线两边很不均衡、或者方向不对。在这样的情况下胶条甚至不能处于正常挂刷状态，刮水过程中就会产生刮片抖動等缺陷。

为了减低玻璃和转动轴向对位置不能变化的不利因素，也就是改变一下攻角曲线的相对于零线的位置，我们可以在刮臂上想办法：把刮臂扭转一个角度——给刮臂设置一个扭角，以此来改变攻角曲线在零线两侧的分布。简单地说，其通过调整刮臂扭角使其攻击角分布曲线的零线位置在刮角1/3—2/3之间，到达最佳的刮试效果。