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汽車雨刮器,與汽車的其他零部件相比,容易被大家忽略,但當遇上雨雪天氣的時候,它卻起到必不可少的作用,所以雨刮器的優劣也一定程度上決定了行車安全。

那麼,關於雨刮器的前世今生,你又了解多少呢?


雛形:最早的手動雨刷

據說,在1886年第一輛汽車誕生時,汽車上尚未有雨刮器這種裝置,車輛在雨天行駛時只能開啟窗戶,大大增加了行車危險性。

直至1903年,汽車雨刷才正式出現。雨刷的發明者是一名叫瑪麗·安德森(Mary Anderson)的女性,其契機是瑪麗需要開車去紐約,但當時剛好遇到雨雪天氣,於是瑪麗發明了手動雨刷。根據她的設計,將橡膠刮板固定在一個金屬曲柄上,然後將此金屬曲柄安裝在汽車玻璃上,利用彈簧釋放的壓力來確保橡膠刮板與汽車玻璃表面的緊密聯合。但是需要駕駛員一邊開車,一邊刷玻璃。雨刮的發明為司機在惡劣氣候下開車提供了極大的便利,2011年為了紀念瑪麗•安德森的發明,她被選入美國發明家名人堂(National Inventors Hall of Fame)。

後來,美國特瑞科公司的董事長在紐約州水牛城的雨夜裡撞傷了一名騎單車的少年,為了杜絕這類意外的發生,他在基礎的雨刮上進行了改進,發明了一種金屬桿上帶著槽狀橡膠條的手動雨刷,讓雨刮增加了清潔雨雪的能力。

初代:電動雨刮器的出現

最早發明電動雨刷的也是一名女性——夏洛特·布里奇福德,她在二十世紀二十年代年發明了第一代電動汽車雨刷。

隨著汽車製造產業的擴大,1917年JohnR.Oishei創立了專門製造雨刷器及相關部件的Tri-Continental公司,併發明了首個兩段式雨刷器“Rain Rubber”,現代汽車上使用的雨刷器基本上都沿用了這樣的設計,Trico公司也成為了雨刷器製造業中的領軍企業。還有一個不得不提的雨刷器製造大廠是建立在比利時Tienen的Bosch公司,那裡當時每天要製造35萬個雨刷臂。

1919年,William M.Folberth發明了首個自動雨刷器,而他所創立的Folberth's Cleveland公司隨後被Trico收購,這也許也算是一種強強聯手,一種新型的“真空動力系統”隨之被廣泛應用在一些車輛的清洗系統中。不過當時的自動雨刷器,也是需要手動持續按住一個按鈕,才能完成風擋清潔,並不能說是完全自動。

直到1923年,博世公司的專家研製出了小巧、便宜和耐用的電動裝置,使電動雨刮能廣泛地被福斯接受,現代雨刷才正式在汽車上安裝,電動雨刮的最終發明權也由博世公司獲得,並將1927年作為正式發明時間。

非間歇式雨刮器

突破:間歇性雨刷器的出現

在二十世紀六十年代時,最高檔的汽車雨刷也只有兩個擋位:一擋用於陣雨,一檔用於暴雨,而如果遇到綿綿細雨,它們就會在前風擋上一直刮來刮去,擾亂司機的視線。後來,一位名叫鮑勃·卡恩斯(Bob Kearns)的美國人在雨中駕車,由於一塊香檳酒瓶塞砸到了他的左眼,他必須集中精力才能看清道路情況,當時靈光一現,於是產生了發明間歇式雨刷的想法。

所謂間歇式雨刷器,就是通過調整雨刮器間歇的時間來控制雨刷的速度。目前,市場上的雨刷器大致可以分為兩種,一種是傳統的間歇式雨刷器,這也是現在使用最多的一種,雨刷速度可以根據雨量影響駕駛的視線分三至四級進行調整;另一種是近年來多使用於中高階車型上的雨珠感應式雨刷器,雨刷器可以根據雨量自動調整速度。

別小看間歇性雨刮的發明,它可以說是奠定了汽車現代雨刷器的基礎。

雨刮器在未來可能會消失?

發展到現代車輛,除了間歇性雨刮器,現在你能看到應用在許多車型上的是感應式自動雨刷系統,它能夠根據雨量的大小來自動調節雨刷擺動的速度。這樣的雨刷系統是在間歇性雨刮器中增加了一個雨量感測器,它利用光線在玻璃和雨滴中的散射現象,通過光反射回來的強度判斷玻璃上的雨水量。

那麼,未來的雨刮發展發現又是怎麼樣的呢?

雨刮未來的發展方向主要集中在新材料、新電子技術、輕量化等等。新材料的發展則表現在膠條材料的發展、石墨噴塗技術的發展等;新電子技術的發展則表現為新型電子馬達、直驅馬達等等;輕量化則有更多的應用方向,例如說應用很廣的塑料軸承支座等,比之前的鑄鋁軸承支座能夠承載不少重量,對未來整車輕量化可以起到不少的作用。

賓士——優化細節

賓士近幾年釋出了噴水雨刮片,通過在普通雨刷片的橡膠條表面增加一排小孔,並在小孔後面加裝一條隱藏的水渠。當駕駛者按動風擋清洗按鈕時,玻璃水會輸送至雨刷片,並通過雨刷片表現的小孔噴射出來,雨刷片移動到什麼位置,玻璃水就會通過小孔噴射到相應位置。這一裝置相比普通雨刷器不僅可以節約一半的玻璃水量,還能獲得更清晰的視野,減少日常行駛中清洗前風擋存在的安全隱患。

特斯拉——電磁技術創新

最近,外媒的一篇報道引起了汽車行業的關注,特斯拉開始將電力系統和軟體方面不的創新應用於擋風玻璃雨刮器,而且採取了一種具有未來感的新型電磁雨刮器設計。特斯拉的設計將採用與擋風玻璃匹配的單雨刮片,而且會與引擎下方的電磁系統一同移動。

特斯拉在專利中表示:本發明中的電磁雨刮器系統可能還會包括一個線性驅動器,該驅動器可能會包括一條導軌以及電磁運動塊。而導軌可能包括多個永磁棒,永磁棒會沿著汽車擋風玻璃的彎曲面水平放置。該電磁運動塊包括多個孔,以及至少一個圍繞多個孔的電磁線圈。本發明中的電磁雨刮器系統還包括控制電路,能夠控制電磁運動塊穿過多個永磁棒的線性運動。此類線性運動得到控制就可以引導雨刮臂的轉向,而該雨刮臂會耦合在電磁運動塊上,能夠在整塊擋風玻璃上來回移動,以擦拭特定區域,如擋風玻璃的透明區域(即佔擋風玻璃百分之一的區域)。

此外,本發明中的電磁雨刮器系統可能會採用電磁運動塊當前所攜帶的電磁線圈產生的電磁感應式電動力,以控制雨刮臂,因而能夠有效地將傳統雨刮器系統部件兼的摩擦力降至最小。而且,新型電磁雨刮器系統能夠被其基於神經網路的雨雪探測系統觸發,而後者已經部署在搭載了第二代自動駕駛系統Autopilot的特斯拉汽車上了。

麥拿侖——超聲波技術的運用

除了特斯拉,英國知名超跑公司、F1賽車的領跑設計者—麥拿侖集團也一直在研究創新雨刮器的路上。據稱,麥拿侖研發了一種新型超聲波技術換能器,未來的車型將在風擋玻璃上安裝超聲波換能器,它將會發出30kHz的超聲波來清除風擋玻璃上的任何雜質,而且這一過程會非常迅速,可以除去從水、泥巴到昆蟲和雪的任何形式的雜質。

這一項技術的應用,不僅會提高車輛的視野,而且由於去掉了雨刷電機,車身品質得到減少,所以燃油經濟性也會有所提高;因為去掉了雨刮器,車輛將擁有更好的空氣動力性,避免了駕駛員在冬天去除風擋上冰雪的麻煩。

但實際上,超聲波技術早已應用在軍用飛機上,如果這項科技能應用在汽車上,將為汽車帶來由內到外的改變。特別是對於追求極致效能的超跑汽車廠商,發動機艙內可以省去雨刮器馬達的重量和空間,車外線條將更加流暢,可以進一步降低風阻,具有突破性的意義。

對比雨刮器的每一次創新發展,它似乎已經從一種實體物品慢慢變成一種科技層面的概念。或許在未來,隨著科技的發展,傳統意義上的雨刮器將成為歷史,取而代之的是一種智慧技術的存在。

參考資料:

[1] 知乎:汽車雨刮的發展歷史以及改良方向?

[2] 新浪汽車:發明汽車雨刮的美國女性

[3] 《汽車不神祕》:小裝置大作用

[4] 搜狐汽車:汽車雨刷的發展歷史及運動形式

[5] 鳳凰網:麥拿侖將用超聲波系統取代雨刷

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