雨刮的来源
说到雨刮大家都会觉得这不过是汽车之中的一个小小的配件,但它所带来的功能却是为了保障生命所必不可少的重要零件之一。那么大家真的了解过雨刮吗?
作为汽车的一个配件,雨刮器并非与汽车同时诞生,而是从无到有逐渐演变与更新而来,其作用也间接的挽救了无数人的生命,现在要好好了解一下雨刮器的诞生过程。
19世纪,人们开始使用洋葱、胡萝卜等混合液体来涂在汽车前挡风玻璃上,以防止下雨时或某些特殊情况下产生的异味和不良效果,但这种材料却不受欢迎。美国阿拉巴马州一个叫 Mary Anderson(玛丽·安德森)的富家小姐在1902年发明了第一个真正意义上的雨刮。
1902年,玛丽·安德森开车途中突然下起了大雨,司机无法看到前方道路,只好用抹布擦掉挡风玻璃上的雨水。正当司机一边开着车一边用抹布擦雨时,突然前方隐隐约约地窜出一名骑车人,司机慌忙挥舞着方向盘,结果躲闪不及撞到一棵树上, Mary当场受伤,被送往医院。而且玛丽·安德森的父亲也曾因雨天挡风玻璃模糊无法看清路况而死于车祸,于是玛丽·安德森便开始寻找解决这一问题的方法。
离开医院之后,玛丽·安德森就开始研究雨刮,一年之后,她发明了一种雨刮,并把它安装在自己的汽车上。由 Mary Anderson发明的雨刮装置,其原理是把一个海绵系在一个穿过汽车玻璃的钢条上,通过转动杠杆,让一个海绵把雨刮到玻璃上。但是,在雨天,司机一边开车,一边用手不断地转动杠杆,依然非常危险的。
所以, MaryAnderson在原来的基础上,发明了一种带发条的杆子,这种刮雨器一下,就会自动刮下雨水很多次。随后,她将这个雨刮装置命名为“雨刮器”,并申请了世界上第一个雨刮器的发明专利。
差不多同时,爱尔兰发明家James Henry Apjohn也发明了一种雨刷装置,该装置可以上下清洁前挡风玻璃,并在英国申请了专利。此后,又相继出现过很多发明者将自己制造的雨刷装置申请专利。1910年左右,一位名叫Charlotte Bridgford的女性发明了电动雨刷器,宣告了雨刷器进入技术探索阶段。
在1964年12月1日美国的罗伯特.卡恩斯申请了现在广泛使用的间歇式挡风玻璃雨刮器的专利,而卡恩斯的发明灵感却是来源于他在新婚之夜的一起事故:婚宴上,一个香槟塞击中了他的左眼,造成他左眼几近失明。近十年后的1963年,卡恩斯有一天在雨中驾驶他的福特车,不断运动的雨刮器片让他本就已经困难的视力更加模糊。于是,他仿照人的眼睛运动规律来设计雨刮器每隔几秒刮一次,而不是连续的刮。
而到目前为止,随着科技的进步与发展,雨刮器产品也逐步更新,技术上变得更加成熟,也更为方便实用。
从第一支雨刷发明开始,雨刮器经历了由手动、气动到电动的发展过程。气动式以空气压力作动力来推动刮臂与刮片摆动,只局限于具有空气压缩机的载货汽车等少数车上使用。液动式是以油压作动力,故必须具有油压泵的汽车上才能应用。电动式刮水器则是以汽车上的电能为动力,使用在各种车型和各种环境条件下工作,是普遍采用的一种雨刮器。尽管这百年来汽车发生了翻天覆地的变化,一个由动力带动的“橡皮条”,用来清洁汽车风挡玻璃的“雨刮器系统”的基本原理却始终如一。
雨刮常见的供应商
市面上雨刷的品牌非常多,这里便列举排名最靠前的十个雨刮企业(排名不分先后)。根据雨刷器行业品牌的知名度、员工数量、企业资产规模与经营情况等各项实力。
1、BOSCH博世汽车配件,1926年创立,德国品牌。
2、VALEO法雷奥,1923年创立,法国品牌。
3、特瑞科Trico,1917年创立,美国品牌。
4、DENSO电装,1949年创立,日本品牌。
5、贵万江,1966年创立,中国品牌。
6、山多力SANDOLLY,1975年创立,中国品牌。
7、3M,1902年创立。美国品牌。
8、胜华波SHB,1986年创立,中国品牌。
9、 HELLA海拉,1899年创立,德国品牌。
10、 卡尔CARALL,1999年创立,中国品牌。

雨刮系统基本原理
车辆雨刮系统的主要目的是将不均匀,能产生光线折射的水层刮刷均匀变成不会产生折射的水膜。

为发挥雨刷在各种环境下的正常功能,延长其使用寿命,胶条必须保持均匀的压力,唇部必须保持合适的角度(为了形成均一的水膜需要有适合的角度)。


雨刮器就刮刷方式而言目前主要有4种:分别为同向刮刷、对刮、单臂可控刮刷和普通单臂刮刷。前两种刮刷方式又根据驱动电机数量不同而分为单电机驱动和双电机驱动。


随着发展,现在雨刮已经从有骨雨刮向着无骨雨刮进行转变。相较于有骨雨刮,无骨雨刮具有美观,设计结构和制造机构简单,且零件稳定性高等优点。
随着无骨雨刮的普及,其成本也有着较大的降低。
雨刮的安装位置
在前风挡玻璃下方,前雨刮与流水槽盖板相连接。通过前直流永磁电机和相关四连杆机构来提供动力以完成运动。

后风挡玻璃下方,后雨刮与背门钣金处连接,通过直流用磁电机提供的动力来完成运动。

与前雨刮不同,后雨刮不需要四连杆机构,后雨刮臂直接固定到后雨刮电机的输出轴上,输出轴会按照设定好的角度往复旋转。
雨刮的工作方式
雨刮器为了传导动力,并改变动力方向,因此,需要一套四连杆机构,铰链四杆机构之一曲柄摇杆机器,将曲柄的整周旋转运动转变为遥杆的往复运动。
红杆为曲柄,做圆周运动;黄杆为摇杆,做摇摆运动。
柄、连杆和摇杆等杆件将电机的旋转运动转化为摇臂的往复摆动,使摇臂上的雨刮片实现雨刮动作。雨刮电机,它是整个雨刮器系统的动力来源,一般采用直流永磁电动机。

以下三图为雨刮器的运动过程图:不同的雨刮片位置下的曲柄摇杆机构的运动轨迹。

雨刮常见功能
- 帮助车辆与道路中心线保持安全距离
车辆在会车和超车的时候都是需要判断安全距离的,如果安全距离不能满足要求,那就要做出相应的调整了。我们的视线通过挡风玻璃和立柱的交角与中线重合时,这个时候车身恰好距离中线60cm左右,这个时候会车或者是超车都相对比较安全。
- 帮助驾驶员确定左轮的位置
相信大家应该都知汽车在行驶的时候是不能压线行驶的,但为了避免出现出现压线行驶或者是一些其他的意外情况,我们可以根据雨刮就来判断左轮胎的位置,雨刮器左侧结点的位置就是汽车轮胎所在的位置。
- 帮助判断右轮的位置
判断方法与左轮一样,结点与地面线重合的位置就是轮胎的位置,但如果不想压线的话,右雨刮结点就需要远离地面线了。
- 协助完成侧停车
很多人都会为了停车烦恼,但是通过雨刮器就可以很巧妙的来完成停车,雨刮器的右侧结点与道路重合时立即转左转动方向盘,然后就可以停好车了,一般停好后距离路边会有10公分的距离。
- 刷掉车辆挡风玻璃上附着的雨滴和灰尘。
上面介绍的都是雨刮设计的辅助功能,清洁功能才是雨刮最主要也是最重要的功能,在恶劣天气下汽车行驶中驾驶视野模糊不清的话极容易发生车祸,造成人员伤亡,所以雨刮对风挡玻璃进行清扫并能保障驾驶人员视野清晰是不可或缺的功效。
雨刮系统未来技术趋势
喷水雨刮片

- 带喷水功能的雨刷,雨刷片表面的孔就扮演着喷嘴的角色
- 随着雨刷片的摆动,将玻璃水喷到相应的位置
- 节省清洗液消耗量,仅需一般雨刷器所需玻璃水一半的量,就可以使前挡风被擦的更清晰
- 在各种车速下,清洗液都会随雨刮片运动,均匀的喷洒在挡风玻璃上,提高刮刷效果,尤其改善车辆高速行驶及夜间行驶安全性
- 单片和后期使用成本较高
超声波雨刮

- 率先用于战斗机的技术
- 高频声波像力场一样覆盖住挡风玻璃,防水驱虫,清除一切遮挡物。
- 准确的说新型的“超声波雨刮器”已经并不能被称为雨刮器,因为这套新系统根本不会与玻璃相接触而实现刮落雨雾的目的。
- 该技术是利用一套高频电子系统,通过超声波对前挡风玻璃发出30kHz左右的轻微震动,以此将前挡风玻璃上的雨水和雾水甚至是泥沙震走,整套原理和医院中经常简单的超声波洗牙器差不多。
优点
- 抛开传统电机束缚,不会出现马达堵转的情况
- 提高能见度,去除雨刷电机重量,利于车身减重,加上挡风玻璃更合理的设计还可节约车辆油耗,提高燃油的经济性
- 避免在寒冷的天气下雨刷和玻璃冻住的问题
- 可以减少雨刷骨架风阻,减少空气阻力
雨刮系统操日常维护
注意:如果风挡玻璃上覆盖大量灰尘,沙粒,应该先清洗风挡玻璃,以避免刮片从停止位置运动服务位置的过程中磨损橡胶或划伤挡风玻璃。

1) 刮片运行至服务位置

2) 将刮臂向上抬起

3) 将刮片从刮臂上取下

4) 将刮片从刮臂上取下,浸入到水中,用浸润的海绵轻轻地上下移动清洗刮片橡胶刃部

5) 用手指轻轻滑过刮片橡胶工作面,检查是否有灰尘,沙粒等。如果表面光滑,则清洗完成

6) 将刮片装配到刮臂上,听到咔嗒的声音可以确认装配到位了

7) 清洗风档玻璃

8) 挡风玻璃刮片停止区为重点清洗区,因该区有大量灰尘,沙粒

9) 将刮臂刮片轻轻放回风挡玻璃上,接通电源,开启雨刮器,使刮片回到停止位置
避免如下错误的操作方式

_ 不要汽车电源接通的状态下清洗挡风玻璃
_ 不要抓住刮片的末端抬起刮臂刮片总成
_ 不要扭转刮片或在雨刮运行时阻挡刮片
_ 不要用刮片去除挡风玻璃上结的冰,应该用专门的刮冰器