摘要汽車雨刮器是用來清掃汽車風窗玻璃上的雨雪和塵埃的裝置，是汽車不可缺少的重要部件。很多汽車製造企業將雨刮器列為汽車的安全部件,並將雨刮器的一些功能特性(如刮刷頻率)列為安全特性,其目的是要求雨刮器在工作時既能及時刮清汽車風窗玻璃上雨雪雜物,又不能影響駕駛員的視線；除此以外,汽車雨刮器在停止狀態還有乙個關鍵功能要求自動復位功能,即雨刮器在停止工作時，雨刮器的刮刷子系統(由刮杆和刮片組成)自動停止在汽車風窗玻璃下沿的規定區域，其目的也是為了不阻擋駕駛員的視線。
關鍵詞：雨刮器；功能；自動復位；安全性
一． 汽車雨刮器設計的價值及意義
最早的雨刮器是由乙個搖臂與夾有橡皮刮片的臂組成，由司機手工操作。後來為了看位的需要，在左右兩側都裝上了刮水臂，用連桿連線，成為手動雙刮水片，也就是今天汽車雨刮器的原始型。
後來的雨刮器用氣壓差來代替人力，稱為真空雨刮器。用一根管子接到發動機，利用發動機的真空度來驅動雨刮器裡面的活塞，推動搖臂轉動，雨刮器就可以動作了。40年代初期，汽車上陸續安裝了電動雨刮器取代真空雨刮器。
不過，直到80年代初，我國一些客車和貨車仍然使用真空雨刮器。現在，汽車已經全部使用電動雨刮器了。
雨刮器看似簡單，實際上構造並不簡單，雨刮器總成含有電動機、減速機、四連桿機構、刮水臂心軸、刮水片總成等。當司機按下雨刮器的開關時，電動機啟動，電動機的轉速經過蝸輪蝸桿的增扭作用驅動搖臂，搖臂帶動四連桿機構，四連桿機構帶動安裝在前圍板上的轉軸左右擺動，最後由轉軸帶動雨刮片刮掃擋風玻璃。
雨刮器是汽車本身系統的重要組成部分之一，關係到汽車雨天行車安全性。據統計，全世界雨天行車7%的交通事故是由駕駛員手動操作雨刮器引起的。當司機關閉雨刮器時，雨刮臂往往不停在適當的位置，阻礙司機的視線。
為解決這一問題，雨刮器設有乙個回位開關，它控制雨刮器電機，當雨刮臂停在擋風玻璃下的適當位置時，電機才會停止運轉。
現今的雨刮器已經普遍採用快檔、慢檔、間歇控制檔。其中間歇控制檔一般是利用電機的回位開關觸點與電阻電容的充放電功能使雨刮器按照一定週期刮掃，即每動作一次停止2-12秒時間，對司機的干擾更少。有些車輛的雨刮器還裝有電子調速器，該調速器附帶感應功能，能根據雨量的大小自動調節雨臂的擺動速度。
雨大刮水臂轉得快，雨小刮水臂轉得慢，雨停刮水臂也停。
雨刮臂是重要的安全件。它必須能有效的清楚雨水、雪和汙垢；能在高溫（攝氏零上80度）和低溫（攝氏零下30度）下工作；能抗酸、鹼、鹽等有害物質腐蝕。使用壽命達到15萬次掛刷迴圈。
二． 汽車雨刮器機構的原理
2.1 雨刮器的運作原理
雨刮器的動力源來自電動機，它是整個雨刮器系統的核心。雨刮器電動機的質量要求是相當高的。它採用直流永磁電動機，安裝在前擋風玻璃上的雨刮器電動機一般與蝸輪蝸桿機械部分做成一體。
蝸輪蝸桿機構的作用是減速增扭，其輸出軸帶動四連桿機構，通過四連桿機構把連續的旋轉運動改變為左右擺動的運動。
雨刮器電機採用3刷結構以方便調速。間歇時間由間歇繼電器控制，利用電機的回位開關觸點與繼電器電阻電容的衝放電功能使雨刮器按照一定週期刮掃。雨刮器的刮片膠條是直接清除玻璃上雨水和汙垢的工具。
刮片膠條通過彈簧條壓向玻璃表面，它的唇口必須與玻璃角度配合一致，方能達到所要求的效能。
一般情況下在汽車組合開關手柄上有雨刮器控制旋鈕，設有低速、高速、間歇三個檔位。手柄頂端是洗滌器按鍵開關，按下開關有洗滌水噴出，配合雨刮器洗滌擋風玻璃。洗滌器系統是目前汽車上很普遍的裝置，它由儲水箱、水幫浦、輸水管、噴水嘴組成。
其中儲水箱一般是1.5公升-2公升的塑料罐，水幫浦是一種微型電動離心幫浦，通過它將儲水箱的洗滌水輸向噴水嘴，經2-4個噴水嘴的擠壓作用將洗滌水分成細小的射流噴向擋風玻璃，配合雨刮器起到清潔擋風玻璃的作用。
除了前擋風玻璃雨刮器外，許多乘用車還裝置了後玻璃窗雨刮器，駕車者雨天能看到後面的東西。有些高階乘用車上的前照燈也安裝有類似雨刮器的清潔裝置。後玻璃窗雨刮器和前照燈清潔裝置沒有專門的四連桿機構，只在電動機上附加乙個緊湊的轉換機構，（例如齒條齒輪或四連桿機構），將旋轉變為擺動。
據歐美法規定，當前照燈髒汙到照明度降到20%時，前照燈清洗裝置應當在8秒內洗滌乾淨汙垢，使照明度恢復到80%。前照燈洗滌用的水由擋風玻璃雨刮器儲水箱提供，其噴水嘴的位置要設定合理才能使車輛在任何速度下都能使洗滌水噴到燈面上。
目前國內應用比較普遍的雨刮器形式總共有四種，分別為同向刮刷、對刮、單臂可控刮刷和普通單臂刮刷。前2種根據電機數目不同，可分為單電機驅動和雙電機驅動。其中具備私服功能的雙電機的對刮模式是目前比較先進的刮刷方式。
傳統雨刮器有如下特點：
1) 雨刮採用對刮和同向刮刷方式布置，這使得刮刷面積增大了10%，刮刷時盲區進一步減少。
2) 雨刮片更符合空氣動力學特性。在關閉雨刮器的狀態下，雨刮將完全收進雨刮槽內，這樣就減少了空氣阻力。
3) 雨刮片的空氣動力學部件在車輛高速狀態下的下壓力更強，避免了下壓力不強造成的刮刷不乾淨現象。
4) 雨刮器採用雙電機設計左右雨刮間不存在機械連線，減少了雜訊，同時也節省了布置空間。
5) 伺服系統能在雨刮片接近上刮刷位置時自動降低刮刷速度進而達到上刮刷位置，此時電機反轉則雨刮向相反方向刮刷，這樣大大降低了刷片突然反轉造成的雜訊。
6) 對於普通單臂刮刷式雨刮器而言，結構最簡單，成本最低，但刮刷面積不夠大是其最大缺點。
7) 對於單臂可控刮刷式雨刮器而言，刮刷面積最大是其最大優點，但其結構和控制方式較複雜，使用頻率較低。
2.2 工作原理圖
2.2.1 雨刮器的工作原理圖如下所示
2.2.2 各檔控制原理圖下面作簡單介紹：
1) 低速檔控制
把組合開關的刮水手柄打到「i」檔，電流從蓄電池正極—熔斷器—共用電刷—電樞繞組—低速電刷—開關觸點—搭鐵。
2) 高速檔控制
把組合開關的刮水手柄打到「ii」檔，電流從蓄電池正極—熔斷器—共用電刷—電樞繞組—高速電刷—開關觸點—搭鐵。
3) 自動復位控制
電流從蓄電池正極—熔斷器—共用電刷—電樞繞組—低速電刷—開關觸點—觸點臂5—銅環9—搭鐵。
4) 間歇運動控制
當組合開關的刮水手柄打到間歇檔時，間歇刮水控制器開始工作，定時接通低速刮水繼電器，刮水器以間歇形式刮水，工作電路與低速電路相同。
間歇時間由間歇繼電器控制，利用電機的回位開關觸點與繼電器電阻電容的充放電功能使雨刮器按一定週期刮掃。
2.3 效能與技術要求
2.3.1 效能要求
2.3.2 各國技術要求
此外，刮水器還應經過以下試驗：
1. 高低溫試驗：即刮水器在-40℃—80℃溫度條件下應能正常工作，金屬件的油漆層和塑料噴塗層應無皺縮和起層現象。
2. 耐久性試驗：刮水器經此刮刷迴圈後，應扔符合相關規定。
刮水器（除膠條外）經次刮刷迴圈後，應仍具有工作能力，刮杆對刮片壓緊力的變化率應在15%以內，各零部件不得有明顯鬆動或其他異常現象出現；膠條耐久性不應低於次。
3. 其他還應經過高低溫交變試驗、電機連桿耐久性試驗及洗滌器耐久性檢測。
三． 設計方案確定
系統總方案：電動機——傳動系統——執行機構
初選三種方案，如下：
方案一：電動機帶動皮帶輪轉動，皮帶輪電動鉸鏈四桿機構完成轉動到擺動運動形式的改變。
方案二：電動機帶動齒輪機構，齒輪的減速增拒後，有曲柄搖桿機構把轉動運動轉變成擺動運動。
方案三：電動機帶動渦輪蝸桿完成轉動，渦輪蝸桿的轉動帶動曲柄搖桿機構擺動，完成運動。
由於電機的轉速較大，如果用第一種和第二種方案則造成齒輪機構龐大，不符合汽車裝置輕便的要求；如果用混合輪系則造成機構複雜，安裝維修，麻煩，並且裝置昂貴。綜合比較採用第三種方案。
對於第三種方案，可以有0極位角，和有極位角度兩種設計，對實際情況，為了使安裝簡便，使用有小角度的極位角設定，本課題方案採用小角度極位角設定。
四． 分析設計及計算
2.1 電機的引數
由電機的轉速選擇渦輪蝸桿可以計算出渦輪蝸桿的比為i=w1/w2=1000/30 =33.3,以此作為渦輪蝸桿選用引數。
2.2 連桿機構分析
連桿的結構圖如下：
4.2.1 機構的合理性
表1 設計資料
系統的要求為搖桿擺動角度為120°，設搖桿的長度為40mm，如上圖右邊建立基準。設連架桿的長度為b，主動杆的長度為a，從動杆的長度為c，機架的長度為d。設d=107.67，
四桿機構必須符合的條件為：
a＜ba＜c
a＜da+b 目錄 1 摘要 1 第一章汽車雨刮器設計的價值及意義 3 第二章汽車雨刮器機構的原理 4 2.1 雨刮器的運作原理4 2.2工作原理圖5 2.3 效能與技術要求7 第三章設計方案確定 9 第四章分析設計及計算 11 4.1 電機的引數11 4.2連桿機構分析11 第五章雨刮器的使用方法 15 第六章... 夏天雨水多，那麼開車的車主們，勢必會經常用到雨刮器，因此，這個時候很多車主發現雨刮器出現問題，需要更換或修理。但是日常保養中似乎很少人去關注及保養雨刮器，因此到了要用時才發現壞了，得不償失。接下來為大家介紹幾個雨刮器的保養方法，供大家參考。雨刮器的保養技巧一 洗車勿忘雨刮器 每次洗車時，用玻璃清洗液... 雨刮器是汽車上最基本的配件之一，但是您真的很了解它嗎?每一枚雨刮片平均每年要在您的汽車玻璃上刮一百萬次以上，根據國際駕駛安全調查顯示，雨天駕車，由老化雨刮片引起的交通失事率比平常高出大約五倍。其實，更換雨刮片的工作很簡單，只需要遵循操作步驟就能很快安裝成功。在這個多雨的季節，選購一款安全實用的雨刮片...汽車雨刮器設計報告
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