本公開涉及用于車輛的清洗器噴嘴且更尤其涉及改善在清洗液噴射時由于清洗器噴射口的外部凍結(jié)而產(chǎn)生的噴射障礙的用于車輛的清洗器噴嘴。
背景技術(shù):
通常,清洗器噴嘴噴射清洗液到機動車輛的擋風玻璃上以移除擋風玻璃上的異物,從而為駕駛員提供前視圖。清洗器噴嘴在最小的持續(xù)時間內(nèi)噴射適當量的清洗液到擋風玻璃的廣闊區(qū)域上。常規(guī)的清洗器噴嘴通常通過組裝到噴嘴蓋的排出口的清洗器噴射口噴射清洗液到擋風玻璃上。在極冷溫度期間,清洗器噴射口的外部凍結(jié)可發(fā)生并阻止正常功能。例如,為了阻止在嚴寒天氣中由于清洗器噴射口的外部凍結(jié)而發(fā)生的噴射障礙,加熱元件可用于將熱轉(zhuǎn)移到清洗器噴射口,從而使清洗器噴射口解凍。然而,從加熱元件生成的熱在轉(zhuǎn)移到清洗器噴射口的過程中被清洗器噴嘴的內(nèi)部和外部環(huán)境損耗。即,熱損耗抑制冰解凍性能。因此,由于清洗器噴射口的外部凍結(jié)而難以為駕駛員獲得視覺的前視野。
以上在背景部分公開的信息僅為了提高對本發(fā)明的背景技術(shù)的理解,且因此這些信息可包含不形成已為普通技術(shù)人員所知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供用于車輛的清洗器噴嘴,其可通過利用由設置在清洗器噴嘴內(nèi)部內(nèi)的超聲換能器生成的超聲振動來移除凍結(jié)在清洗器噴射口的表面上冰和異物。
因此,一方面,本發(fā)明提供用于車輛的清洗器噴嘴,其可包括帶有清洗器噴射口的噴嘴蓋以及帶有清洗液通道的噴嘴體。超聲換能器可配置成生成超聲振動且可設置在噴嘴體的內(nèi)部內(nèi)。另外,超聲換能器可布置在清洗器噴射口的下部下面且可配置成提供朝向清洗器噴射口的超聲振動。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例,超聲換能器可包括具有電極構(gòu)件的壓電傳感器單元,所述電極構(gòu)件可配置成應用來自外部電源和在電極構(gòu)件的下部下面堆疊的壓電層的電流,所述電極構(gòu)件可配置成通過電極構(gòu)件的勢差生成超聲振動。第一匹配層可堆疊在最上層處的電極構(gòu)件的上部上且可配置成增強在壓電層處生成的超聲振動并傳送該超聲振動到清洗器噴射口。第二匹配層可堆疊在最下層處的壓電層的下部下面且可配置成使可傳送到噴嘴體的下部的振動減弱。
此外,根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例,第一匹配層可與具有角柄的增強層耦合,所述角柄可連接到清洗器噴射口。角柄可形成為錐形的,其尖端逐漸變窄。此外,根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例,超聲換能器可設置在帶有阻尼器的噴嘴體的內(nèi)部內(nèi),所述阻尼器設置在清洗液通道的前部。阻尼器可配置成使傳送到噴嘴體的超聲振動減弱。用于車輛的清洗器噴嘴可阻止由于清洗器噴射口的外部凍結(jié)而產(chǎn)生的清洗液噴射障礙,且可允許駕駛員在極冷溫度中獲得前視圖并可提高車輛的市場性。
附圖說明
現(xiàn)在將參考通過附圖示出的本發(fā)明的示例性實施例來詳細描述本發(fā)明的上述和其它特征,其中附圖在下文中僅通過例證的方式給出,并且因此并非對本發(fā)明進行限制,且其中:
圖1A和圖1B是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的清洗器噴嘴的示例性透視圖;
圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的清洗器噴嘴的示例性截面圖;
圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的超聲換能器的示例性分解透視圖;且
圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例示出超聲換能器和清洗器噴射口之間的連接配置的示例性視圖。
應該理解,附圖不一定按比例繪制,而是呈現(xiàn)說明本發(fā)明的基本原理的各種示例性特征的稍微簡化的表示。如本文所公開的本發(fā)明的具體設計特征(包括例如具體尺寸、方向、位置以及形狀)可部分通過特定的預期應用和使用環(huán)境來確定。在圖中,在貫穿附圖的多幅圖形中,標識號指本發(fā)明的相同或相等的部分。
具體實施方式
以下將詳細參考本發(fā)明的各種示例性實施例,其實例在附圖中示出并在下面描述。雖然將結(jié)合示例性實施例描述本發(fā)明,應該理解,本描述不旨在將本發(fā)明限制到那些示例性實施例。正相反,本發(fā)明旨在不僅涵蓋示例性實施例,而且涵蓋可包括在如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種替代物、修改、等效物和示例性實施例。
應該理解,如本文所用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其它類似術(shù)語通常包括機動車輛,如包括運動型多用途車(SUV)、公共車輛、卡車、各種商用車輛的客用汽車,包括各種小船、輪船的船只,飛機等等且包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力電動車輛,氫動力車輛和其他替代燃料車輛(例如,源于石油之外的資源的燃料)。
盡管示例性實施例描述為使用多個單元執(zhí)行示例性過程,應該理解,也可通過一個或多個模塊執(zhí)行示例性過程。此外,應該理解,術(shù)語控制器/控制單元指包括存儲器和處理器的硬件設備。存儲器配置成儲存模塊且處理器具體配置成執(zhí)行所述模塊以執(zhí)行下面進一步描述的一個或多個過程。本文所用的術(shù)語僅為了描述特定實施例的目的,且并非為了限制本發(fā)明。如本文所用的單數(shù)形式“一種/個(a/an)”、以及“該”也旨在包括復數(shù)形式,除非上下文另外清楚地指示。
應該進一步理解,當在本說明書中使用時,術(shù)語“包括”和/或“包括的”限定了所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、和/或組件的存在,但不排除一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或添加。如本文所用的術(shù)語“和/或”包括一個或更多關(guān)聯(lián)所列項的任一組合和所有組合。
參考圖1A,圖1B和圖2,根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的清洗器噴嘴可設計為從駕駛員視野移除凍結(jié)到清洗器噴水口114的表面的冰以及諸如灰塵等異物。例如,超聲換能器130可設置在清洗器噴射的內(nèi)部內(nèi),且可配置成生成帶有低電壓功率的高振動。具體地,清洗器噴嘴可包括通過超聲振動移除清洗器噴射口114外部處的異物,所述超聲振動通過可配置成將由勢差生成的電脈沖轉(zhuǎn)換為振動的壓電傳感器單元131生成。
具體地,清洗器噴嘴可包括噴嘴蓋110和噴嘴體120的組合,所述噴嘴蓋110設置在噴嘴蓋的上部,所述噴嘴體120設置在噴嘴蓋的下部。噴嘴蓋110可包括多個排出口112,以及可配置成噴射清洗液的清洗器噴射口114。例如,3個清洗器噴射口114可以三角形布置設置且可耦合到每個排出口112。噴嘴體120可形成為包括清洗液通道122,且清洗器噴射口114可配置成與清洗液通道122流體連通。此外,超聲換能器130可設置在噴嘴體120的內(nèi)部內(nèi)。具體他,超聲換能器130可設置在清洗液通道122的前部分內(nèi)的清洗器噴射口114的下部下。
另外,超聲換能器130可配置成在噴嘴體120的內(nèi)部內(nèi)生成超聲振動,且可向清洗器噴射口114提供超聲振動。如圖2和圖3中所示的超聲換能器可包括壓電傳感器單元131以及第一匹配層134和第二匹配層135,所述第一和第二匹配層可設置成從頂部和底部包圍壓電傳感器單元131。壓電傳感器單元131可包括電極構(gòu)件132,其可配置成應用來自外部電源的電流。壓電層133可堆疊在電極構(gòu)件132的下面且可配置成通過電極構(gòu)件132的勢差生成超聲振動。換句話說,為了基于從外部電源應用的電流生成超聲振動,超聲換能器130可包括電極構(gòu)件132以及可垂直堆疊的壓電層133。
具體地,超聲換能器130可包括具有垂直堆疊的兩個壓電傳感器單元131的結(jié)構(gòu)。每個壓電傳感器單元131的電極構(gòu)件132可形成為這樣的結(jié)構(gòu),其可配置成通過電極構(gòu)件的第一側(cè)端處的陰極端子和電極構(gòu)件的第二側(cè)端處的陽極端子之間的線137應用電流。因此,來自外部電源的電流的應用可在第一側(cè)端和第二側(cè)端之間生成勢差。
壓電層133可配置成通過在電極構(gòu)件132處生成的勢差生成超聲振動,所述電極構(gòu)件132經(jīng)由表面接觸堆疊在壓電層上。換句話說,壓電層可通過處理諸如壓電陶瓷等具有壓電效應的壓電材料形成,所述壓電效應可配置成將交流電流的電振動(例如,脈沖)轉(zhuǎn)換為機械振動。壓電層133可以平板型和環(huán)形形狀等形成。另外,壓電層133的中心部分可被穿孔。電極構(gòu)件132可以平板型和環(huán)形形狀形成。電極構(gòu)件132的穿孔的中心部分可對應于壓電層133。
第一匹配層134可設置在最上層處的電極構(gòu)件的上部上且可配置成傳送在壓電層133處生成的超聲振動到清洗器噴射口114。此外,第二匹配層135可設置在最下層處的壓電層的下部下面且可配置成使可朝噴嘴體120的下部傳送的后部振動減弱。第一匹配層134和第二匹配層135可通過對金屬材料機械加工而形成。
例如,第一匹配層134可配置成增強超聲振動的波形,所述超聲振動使周期性波形壓縮并膨脹。具體地,周期性波形可在壓電層133處通過金屬材料的固有阻抗生成且可對應于波形的一致性。另外,振動可傳送到清洗器噴射口114。換句話說,第一匹配層134可配置成朝清洗器噴射口114傳送壓電層133的振動特性且因此可獲得一致性。第二匹配層135可配置成通過金屬材料的內(nèi)在阻抗使可傳送到噴嘴體120的下部的振動減弱。具體地,第一匹配層134和第二匹配層135的材料不一定限于相同的金屬材料。
第一匹配層134和第二匹配層135可支撐兩個壓電傳感器單元131,其可以表面接觸的形式從頂部和底部以堆疊結(jié)構(gòu)安置在匹配層之間。具體地,接合突出部134a可穿過壓電傳感器單元131的中心部分且第二匹配層135可形成為從第一匹配層134的底部突出。接合突出部134a可插入并耦合到第二匹配層135的中心部分。具體地,接合突出部134a可阻止對電極構(gòu)件132內(nèi)的電流流動的干擾。因此,接合突出部134a可利用不能夠傳導電流的非金屬材料機械加工且可附接到第一匹配層134的底部。
此外,增強層136可包括直接連接到清洗器噴射口114的角柄136a且可耦合到第一匹配層134的頂部。角柄136a可形成為錐形的,其尖端沿其長度方向逐漸變窄。因此,振動可經(jīng)過在增強層的狹窄區(qū)域上匯聚的第一匹配層134傳送并增強到增強層136的廣闊區(qū)域。換句話說,已經(jīng)過第一匹配層134增強的超聲振動可配置成再一次在增強層136中增強且可傳送到清洗器噴射口114。
增強層136可基于可配置成噴射清洗液的清洗器噴射口114的數(shù)量包括帶有分支的多個角柄136a,所述多個角柄136a可連接到每個清洗器噴射口114。具體地,每個角柄136a可形成為錐形的以包括逐漸變窄的尖端。換句話說,增強層136的配置可基于清洗器噴射口114的數(shù)量和幾何結(jié)構(gòu)適當?shù)匦薷牟⑿纬伞?/p>
雖然由于清洗器噴嘴包括具有3個清洗器噴射口114的三向清洗器噴嘴,圖4中示出的清洗器噴嘴可包括具有3個角柄136a的增強層136,然而應該注意,本發(fā)明不限于此。如上所示的超聲換能器130可設置在噴嘴體120的內(nèi)部內(nèi)且可包括阻尼器124,其設置在清洗液通道122的前部分處的清洗器噴射口114的下部下面。
阻尼器124可配置成使可傳送到噴嘴體120的超聲振動減弱,所述噴嘴體120圍住超聲換能器130。當超聲換能器130設置在阻尼器內(nèi)時,阻尼器可插入并耦合到噴嘴體120的內(nèi)部。另外,阻尼器可設置在噴嘴體120的清洗液通道122的前部分處的噴嘴蓋110的清洗器噴射口114的下部下面且可被支撐以使超聲換能器130的角柄136a能夠接觸清洗器噴射口114。
如上所述的超聲換能器130可包括在壓電傳感器單元131處生成的超聲振動。超聲振動可配置成在增強層136中增強且然后可配置成朝向清洗器噴射口114傳送。具體地,振動可傳送到設置在清洗器噴射口114和在清洗器噴射口114的表面上形成的冰層之間的氣隙(例如,介質(zhì)邊界層)且可使冰層斷裂并可促進凍結(jié)的清洗器噴射口114融化。
上述超聲換能器130可配置成使任一其它方向上的振動減弱,除了在經(jīng)由阻尼器124和第二匹配層135經(jīng)過增強層136的角柄136a朝向清洗器噴射口114傳送的方向的振動。帶有設置其中的超聲換能器130的清洗器噴嘴可配置成在最小持續(xù)時間內(nèi)通過利用超聲波的波長的特性使清洗器噴射口114解凍。此外,由于清洗器噴嘴可使用低電壓功率實現(xiàn)高振動,清洗器噴嘴的大小可減小。
已經(jīng)參考本發(fā)明的示例性實施例詳細描述本發(fā)明。然而,本領(lǐng)域技術(shù)人員應該明白,本發(fā)明的范圍不限于如上所述的示例性實施例,且在不偏離本發(fā)明的原理和精神的情況下可對這些示例性實施例進行改變,其范圍限定在所附權(quán)利要求和它們的等效物中。