一种多功智能雨刷器的设计研究

张一鸣 高志勋 王宝明

摘要：雨刷是汽车的重要组成部分，尤其是在雨天，雨刷对保障汽车行驶安全有着重要的作用。传统雨刷虽然在技术上已经相当成熟，但还有很多需要改进的地方。笔者针对当前智能技术的发展，介绍一种多功能智能雨刷，以期更好地解决当前雨刷中存在的不足。

关键词：智能雨刷;存在不足;解决对策

一、雨刷

雨刷大概发明于上世纪初，最早是由荷兰科学家玛丽创造的，当时主要是手动雨刷。在经历了120多年的发展历程中，雨刷也由当初手动逐渐演变成电动，其构造也由当初的骨质演变成了无骨雨刷。这些转变为提高驾驶安全提供了重要保障。在这100多年中，雨刷本身的功能并没有发生大的变化，仍是单一功能，而且没有能夠真正满足或者完全解决汽车在驾驶过程中遇到的一些实际问题，也就是说，雨刷并没有发挥潜在功能。

随着社会经济的发展和人们收入水平的提高，汽车已经走进千家万户，成为人们出行所必备的工具。在长期的发展中，汽车工业规模越来越大，相关技术也逐渐成熟，人们对汽车的需要也越来越高。当前，安全、方便、舒适的汽车成为需求导向，也成为汽车工业发展的方向。作为汽车驾驶视野挡风玻璃直接关系人们的驾驶安全和视野良好，是汽车安全行驶最直接的保障。而雨刷则是确保挡风玻璃清洁、清晰的前提和关键。一直以来，人们对雨刷器的研究开发并不太重视，但随着安全事故的增加，人们开始日益重视雨刷器的重要性。根据相关数据显示，每年超过60%的交通事故都是因为视野不清、观察不到位引发的。因此，科研部门针对如何确保挡风玻璃清晰、清洁开展了长期的研究攻关，而雨刷器的功能跃入研究者的眼帘。笔者所研究智能雨刷能有效解决传统雨刷存在的不足，可谓是雨刷发展史上里程碑式的变革。

二、当前雨刷器存在的不足

经过对雨刷器的长期研究，笔者发现传统雨刷存在很多的缺点和不足，给驾驶者带来了诸多的困扰，具体总结起来，有以下几点：

首先，天气突然转冷，传统雨刷胶条会因为温度下降，而出现结冰的现象，久而久之就会出现胶条变硬，导致在工作中无法将挡风玻璃上的雪、水刷干净，进而影响汽车的正常行驶。并且，在长期变硬的前提下工作，还会产生一定的噪音，给驾驶带来不舒适的体验，进而影响驾驶心情。

其次，现行雨刷器进行刷雨工作中，往往需要先喷水后刷的工作程序，也就是雨刷与喷水器是相互分离的，工作也是各自进行。如此就会出现这样的问题：由于长期驾驶，导致喷水口移位，这样喷水就会出现错位现象，雨刷器进行工作时，不能实现理想的雨刷效果，进而使雨刷无法清理挡风玻璃上的污物。甚至，长期使用导致喷水口下移，如果这时喷水还会喷到别的汽车上的尴尬现象。

最后，冬天的早晨，特别是北方冬天的早晨，在启动汽车时我们经常会发现挡风玻璃上会出现较厚的霜冻。这些霜冻非常不好处理，仅仅依靠雨刷基本无法清理干净，常规情况我们打着汽车一段时间后，这些冰霜会自动清除。还有就是，如果把车放在树下，第二天早上挡风玻璃上会有很多的尸斑或者虫便，雨刷器处理起来费劲费时，就算使用专用清洁剂也很难处理干净，严重影响了驾驶视野。

三、解决路径

面对上述问题，传统雨刷很难满足驾驶者的驾驶需求，为此，笔者进行了长期的研究，并提出了解决上述问题的路径。首先，设计新的雨刷胶条，由汽车智能芯片控制，在胶条中放入加热丝，通过红外温度监控装置，使加热丝能根据车外温度自动调整，确保胶条温度设计中保持理想状态，进而确保雨刷能完成刮除功能和刮除效果。其次，实现雨刷与喷水装置一体化设计，而且雨刷胶条可以很方便的进行更换，能够真正意义上实现雨刷胶条刮到哪里水就喷到哪里的神奇效果。不会再出现那种雨刮器喷水喷不到位的尴尬现象。再有，设置了具有喷热水、或者水雾（热）、（蒸汽）的功能，用于清除挡风玻璃表面蚊虫尸斑等污物。由于蚊虫尸斑主要是由含有糖分的胶质物体构成，采用热水清除效果即简便又实用。而且热水或者热的水雾（蒸汽）还能迅速清除玻璃表面冰霜、雪等物质。

对五款不同车型的雨刷器与多功能雨刷器的玻璃清洗液使用量进行了对比，结果显示：多功能雨刷器可节约玻璃清洗液使用量达到 33—56%，节约效果极为显著。 石墨烯技术在雨刷胶条上的应用将会为多功能雨刷器带来更加丰富的效果和广阔的发展前景。

雨刷器的多功能化将是汽车雨刷器未来发展的必然方向，它将进一步满足人们在汽车驾驶过程中对挡风玻璃表面清晰度较高的安全要求，实现雨刷器的多功能性、智能性，为驾驶者提供更好、更清晰的视野和观察效果。 近几年，我们看到许多号称可以取代汽车雨刷器的产品和技术，我们以为这类产品或技术主要是以化学成分为主的合成产品，在玻璃表面可以起到一定的拒水、止水作用。但是，它并不能完全具备在机动车上代替雨刷器的应用条件。

机动车是行驶的工具，要求挡风玻璃时刻要保持清晰、洁净的状态，并可以应对任何恶劣气候条件。首先，所谓的“拒水膜”产品和技术在应用于静止的玻璃表面时，如：玻璃幕墙，光伏产业等，其效果是肯定的，有应用效果。但是作为汽车风挡玻璃使用，则会出现如下诸多问题，1，由于“拒水膜”有时效性，需要经常、反复喷洒，使用起来费时、费事、麻烦。2，在雨天特别是较大的雨天中使用“拒水膜”时，风挡玻璃表面会出现隐形纹路，驾驶者容易产生眼昏（晕）的情况。3，当遇有冰、雪情况时“拒水膜”则更显得无能为力。因此，“拒水膜”在特殊天气条件下汽车没有使用的条件，从安全性来看在汽车上则更没有最基本的安全使用价值。我们以为目前最安全最可靠的仍然是机械雨刷器，一百多年来的历史经历已经充分证明了它的安全性、可靠性是无可替代的。 多功能雨刷器的出现是现代化汽车不断发展的必然结果，它将与疲劳驾驶提示，可变悬架功能等配置一样变得越来越重要。

参考文献：

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[2]19型雨刮继电器间歇控制原理分析[J].廖朝晖.辽宁高职学报.2017（12）

[3]汽车智能雨刷模糊控制系统设计[J].许霜霜，张振东，孔祥栋.软件导刊. 2017（07）