一種氣體雨刷自潔裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于汽車設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種氣體雨刷自潔裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)和社會生活的眾多領(lǐng)域中，設(shè)計師越 來越從人性化的角度出發(fā)設(shè)計產(chǎn)品，人們不僅追求產(chǎn)品的實(shí)用價值，而且更加注重它的視 覺效果及整體設(shè)計的流線性。空氣動力學(xué)是提升車輛性能的關(guān)鍵因素，無論討論的是車輛 能跑多快抑或是多省油，這也是為什么汽車制造廠商持續(xù)花重金讓產(chǎn)品更流線以減少縫 隙、發(fā)展動態(tài)空力輔助設(shè)備、甚至給設(shè)計做減法。而使用氣體雨刷自潔裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)橡膠雨 刷正是減少了橡膠雨刷的骨架風(fēng)阻，這對于追求極致性能的汽車制造商來說很有意義。
[0003] 現(xiàn)有的傳統(tǒng)橡膠雨刷是汽車歷史上最悠久的零件，起初為手動裝置，雖然后來改 用電動馬達(dá)取代了人力，又引入了能夠通過雨量傳感器自動啟動的雨刮器。但這一裝置的 基本原理卻從未改變過，即用金屬支架帶動橡膠刷抹去擋風(fēng)玻璃上的雨雪和雜質(zhì)，以達(dá)到 清潔目的。傳統(tǒng)的車窗清潔裝置一般來說普遍存在以下幾點(diǎn)問題：1.如果電機(jī)損壞，會造 成雨刷不動或擺動無力；2.如果使用時間過長，刷桿變形或轉(zhuǎn)動部位銹蝕，從而造成異響 或因壓力不均造成刷雨不均；3.如果刷片老化或過臟，會造成刷水不凈或遺留痕跡；4.如 果刷片軟鋼條出頭，會造成玻璃被刮花；5.在雨雪天機(jī)械橡膠雨刷工作時會遮擋駕駛員的 視線。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn) 定的氣體雨刷自潔裝置，避免了傳統(tǒng)裝置在清潔過程中影響駕駛員視線，解決了車窗清潔 裝置對車輛行駛造成阻力，以及裝置本身容易損壞的問題。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：
[0006] 包括安裝在車窗下方的噴氣口支架，噴氣口支架上設(shè)置有與氣管相連通的若干個 噴氣口，所述的噴氣口之間通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行連接；所述的氣管連接用于供氣的氣栗，且氣 栗與旋轉(zhuǎn)電機(jī)還連接用于進(jìn)行供電并能夠控制工作狀態(tài)的電氣艙。
[0007] 所述的電氣艙、氣栗以及氣管設(shè)置在車頭前蓋下方。
[0008] 所述的電氣艙包括用于給氣栗供電的汽車電瓶，汽車電瓶經(jīng)直流降壓變換電路連 接旋轉(zhuǎn)電機(jī)，直流降壓變換電路還連接控制器，控制器經(jīng)過驅(qū)動電路向旋轉(zhuǎn)電機(jī)發(fā)送動作 控制信號。
[0009] 所述的汽車電瓶采用電壓為12V的直流電瓶，氣栗采用工作電壓為12V的氣栗。
[0010] 所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)采用直流5V工作電壓的20BY-0型步進(jìn)電機(jī)，控制器采用直流5V 工作電壓的51系列單片機(jī)，直流降壓變換電路基于固定頻率脈寬調(diào)制芯片TL494以及驅(qū)動 器芯片IR2110進(jìn)行組建。
[0011] 所述的直流降壓變換電路包括與驅(qū)動器芯片IR2110相連用于進(jìn)行開關(guān)控制的N 溝道MOSFET管。
[0012] 所述的N溝道MOSFET管選用型號為IRF840的MOSFET管。
[0013] 所述的驅(qū)動電路包括與控制器相連的八路NPN達(dá)林頓連接晶體管陣芯片 ULN2803。
[0014] 若車窗與水平面的夾角用α表示，則：噴氣口在車輛靜止啟動時與水平面成 (α+6)°~（α+40)°角；在車速為0~30km/h時，噴氣口與水平面成（α+14)°~ (α +40) °角；在車速為30km/h~70km/h時，噴氣口與水平面成（α +26) °~（α +40) ° 角；在車速為70km/h~120km/h時，噴氣口與水平面成（α +40) °角。
[0015] 當(dāng)噴氣口與水平面的夾角大于90°，噴氣速度大于48m/s，車速\^在0~120km/
h，即0~33. 33m/s之間時，則噴氣口與水平面成 : 角。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型駕駛者通過操控電氣艙，使氣栗向氣管進(jìn)行供氣，氣 體由車窗下方的噴氣口噴出，進(jìn)而將附著在車窗上的雨雪或雜質(zhì)除去。通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)調(diào)整 噴氣口的噴氣方向，清潔范圍大，能夠達(dá)到車窗高速自潔目的。本實(shí)用新型具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡 單、便于操作、性能穩(wěn)定、清潔范圍大、不阻礙視線等優(yōu)點(diǎn)，不僅提高了車窗能見度，而且解 決了傳統(tǒng)雨刷在寒冷天氣下容易與玻璃凍結(jié)的問題。本實(shí)用新型消除了雨刷骨架風(fēng)阻，能 夠極大的提升車輛性能，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0017] 進(jìn)一步的，本實(shí)用新型通過對噴氣口與水平面夾角的設(shè)置，能夠保證雨滴不落在 車窗上。
【附圖說明】
[0018] 圖1本實(shí)用新型的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2本實(shí)用新型的噴氣口結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3本實(shí)用新型的噴氣口支架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖4本實(shí)用新型電氣艙的電路連接框圖；
[0022] 圖5本實(shí)用新型直流降壓變換電路的電路連接示意圖；
[0023] 圖6本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電路連接示意圖；
[0024] 圖7本實(shí)用新型車窗表面速度分解示意圖；
[0025] 圖8本實(shí)用新型車輛啟動靜止?fàn)顟B(tài)氣體流向示意圖；
[0026] 圖9本實(shí)用新型車輛低速運(yùn)動狀態(tài)氣體流向示意圖；
[0027] 圖10本實(shí)用新型車輛中速運(yùn)動狀態(tài)氣體流向示意圖；
[0028] 圖11本實(shí)用新型車輛高速運(yùn)動狀態(tài)氣體流向示意圖；
[0029] 附圖中：1.氣栗；2.電氣艙；3.氣管；4.噴氣口支架；5.噴氣口；6.旋轉(zhuǎn)電機(jī)； 7.汽車電瓶；8.直流降壓變換電路；9.控制器；10.驅(qū)動電路。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0031] 參見圖1，2, 3,本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)包括安裝在車窗下方的噴氣口支架4,噴氣口支 架4上設(shè)置有與氣管3相連通的若干個噴氣口 5,噴氣口 5之間通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)6進(jìn)行連接； 氣管3連接用于供氣的氣栗1，且氣栗1與旋轉(zhuǎn)電機(jī)6還連接用于進(jìn)行供電并能夠控制工作 狀態(tài)的電氣艙2。旋轉(zhuǎn)電機(jī)6采用微型電機(jī)，電氣艙2、氣栗1以及氣管3設(shè)置在車頭前蓋 的下方。該裝置的三條氣管3連接一個噴氣口 5,工作時，氣栗1向氣管3供氣，氣體由噴氣 口 5噴出，通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)6改變噴氣口 5與擋風(fēng)玻璃的夾角，調(diào)整噴出氣流的角度，從而把 雨滴等吹到車窗上面，達(dá)到自潔目的。
[0032] 參見圖4,本實(shí)用新型的電氣艙2包括用于給氣栗1供電的汽車電瓶7,汽車電瓶 7經(jīng)過直流降壓變換電路8連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)6,直流降壓變換電路8還連接控制器9,控制器9 經(jīng)過驅(qū)動電路10向旋轉(zhuǎn)電機(jī)6發(fā)送動作控制信號。汽車電瓶7采用電壓為12V的直流電 瓶，氣栗1采用工作電壓為12V的氣栗。旋轉(zhuǎn)電機(jī)6采用直流5V工作電壓的20BY-0型步 進(jìn)電機(jī)，控制器9采用直流5V工作電壓的51系列單片機(jī)，直流降壓變換電路8基于固定頻 率脈寬調(diào)制芯片TL494以及驅(qū)動器芯片IR2110進(jìn)行組建，直流降壓變換電路8包括與驅(qū)動 器芯片IR2110相連用于進(jìn)行開關(guān)控制的N溝道M0SFET管，驅(qū)動電路10包括與控制器9相 連的八路NPN達(dá)林頓連接晶體管陣芯片ULN2803。
[0033] 參見圖5,本實(shí)用新型直流降壓變換電路由集成電路U1、集成電路U2、電阻R1-R8、 電容C1-C8、M0SFET管Q1、二極管D1-D2、電感L1連接構(gòu)成。集成電路U1的型號為TL494， 集成電路U2的型號為IR2110, M0SFET管Q1的型號為IRF840,電阻Rl、R2為滑動變阻器， D2為快速回復(fù)二極管。集成電路U1的8腳、11腳和12腳接15V電源正極，集成電路U1的 6腳通過電阻R1、5腳通過電容C1和集成電路U1的4腳、7腳相連并接地，集成電路U1的 2腳與3腳相連，集成電路U1的13腳、16腳接地，集成電路U1的14腳通過電容C2與接至 15腳并與電阻R2 -端相連，電阻R2另一端接地，集成電路U1的1腳接電阻R2的滑片，集 成電路U1的10腳接至9腳與電容C3、電阻R3-端相連并通過電阻R4和集成電路U2的 10腳相連，電容C3和電阻R3的另外一端共同接地，集成電路U2的11腳、12腳和13腳相 連接至2腳并接地，集成電路U2的9腳接3腳并接至15V電源正極，電容C5與C6并聯(lián)同 時一端與集成電路U2的3腳相連并通過二極管D1接至集成電路U2的6腳，電容C4的一 端與集成電路U2的6腳相連，另一端同時與集成電路U2的5腳、電阻R6的一端和M0SFET 管Q1的源級相連，電阻R6的另一端接至集成電路U2的7腳并通過電阻R5接至M0SFET管 Q1的柵極。
[0034] 參見圖6,本實(shí)用新型中支持步進(jìn)電機(jī)工作的電路由51單片機(jī)和驅(qū)動電路10組 成。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的工作原理可以知道，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制主要是通過控制通入電機(jī)的 脈沖頻率，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。驅(qū)動電路使用ULN2803芯片，對單片機(jī)輸出的脈沖進(jìn)行功 率放大，從而驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動。單片機(jī)的PI. 0-P1. 3 口輸出脈沖到ULN2803的1B-4B 口，經(jīng)信 號放大后從1C-4C 口分別輸出到電機(jī)的A、B、C、D相，驅(qū)動電機(jī)工作。
[0035] 實(shí)施例1 :
[0036] 雨滴下落速度^^在4. 20m/s~10. 14m/s之間，在以下敘述中，我們?nèi)∮甑嗡俣?為7m/s，汽車正常行駛速度丨在0~120km/h之間，微型高壓氣栗噴出氣流的速度V。為 48m/s。汽車車窗與水平面的夾角用a表示，a為50°，噴氣口與水平面夾角用β表示， 50°彡β彡180°。以汽車為參考系，則雨滴主要具有自身下落速度VA、氣栗噴氣速度Vc、 雨滴相對車窗運(yùn)動速度V。速度合成后雨滴可能斜向上運(yùn)動，也可能斜向下運(yùn)動。當(dāng)雨滴 斜向上運(yùn)動時，為保證雨滴不落在車窗上，雨滴自身下落速度vA、氣栗噴氣速度％、雨滴相 對車窗運(yùn)動速度V三者合成后的速度VD與水平面的夾角δ應(yīng)不小于車窗