为什么汽车前挡的雨刷都是左右方向的?不能是上下方向的?

栏目:教育培训  时间:2023-05-27
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  因为左右摇摆是效果、成本、可靠性最优解。这里拆分上下摇摆、上下平移两种修改来对比着说。

  ①现状。

  首先重新做下定义,现状之所以是雨刷左右摇摆,核心好处在于旋转电机体积小、运动部件好维护、压紧方便且力度足够。

  

  因为没有滑轨或平行连杆之类导向机构,旋转电机相比很多同功率线性滑轨电机体积小很多(图一),而且转轴处的密封润滑防锈等工作都很方便,避免了风吹日晒落沙子对机构造成的影响,压紧弹簧可以借力电机轴轻松将雨刷片按在玻璃上不漏水。

  所以现在的解决方案是比较经济便宜耐久的选择,介意盲区的话,加大一些左右摇摆区域的重叠就能缓解(图二),只留下副驾右上有一点盲区可接受。

  

  ②如果改成上下摇摆。

  所谓遗漏刷不到,核心问题在汽车前档是个近似长条的梯形,雨刷摇摆扫过的形状则是扇形,弧线形状填充直线形状自然会出现填不满的问题。

  所以,把左右摇摆的雨刷换成上下摇摆并不能解决这个遗漏问题。相反,还会有以下副作用。

  第一,视野更差。以把电机搬到 A 柱中间为例,扇形不得不拉很长才能保证左右区域重叠,尽量消除弧线圈出来的盲区,但前档的四个角都出现了比现状更大面积的四角盲区,显然得不偿失(图三)。

  

  修改一下,两个电机对角放,盲区虽然比较小了,可一个盲区在主驾正上方,另一个在主驾右下方,对主驾的干扰只会比现状还严重(图四)。

  

  第二,在 A 柱、车顶装雨刷电机是很困难的。不同于宽大安逸的前机舱,A 柱本来就很细,还要保护核心乘员舱强度,车顶本来就很薄,还要保证天窗不漏水,在这两处装雨刷电机空间会很逼仄。

  第三,其他副作用。不同于本来就认真做了发动机隔音的机舱盖,顾着造型、视野、采光的 A 柱和风挡和侧窗连后视镜风噪都不太防得好,加雨刷电机只会更加拖累汽车的噪声控制表现。

  ③上下平移。

  如果想办法克服了线性电机相比旋转电机的可靠性和寿命和成本缺点,上下平移的刷法会更好吗?答案是不会。

  上下平移的一个很大问题在前档的上下两条梯形底边是不等长的,平移恒长度雨刷扫过的面积是一个长方形,剩主副驾各一个三角盲区,平移电机的导向机构自身也会占用相当一块视野,这是得不偿失的(图五)。

  

  修改一下,如果斜着平移恒长度的雨刷,左右两套拼起来消灭盲区,显然平移电机自己又成了档视线的物体(图五)。

  

  那为了适配上下底不等长,搞一个可变长度的雨刷?请问它漏水吗?压得紧玻璃吗?会不会冻住?寿命怎样?价格多少?

  以上所谓梯形只是简化分析,考虑现实里的前挡风玻璃并不是绝对的平面梯形,而是中间凸起,且上下底是弧线,甚至左右腰也是弧线的三维曲面,线性雨刷相对旋转雨刷,想实现不漏水、缩小盲区、降低成本效果只会更难。

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