汽车后视镜除水(霜)装置设计探究

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1、汽车后视镜除水（霜）装置设计探究摘要：本实验以汽车后视镜为研究对像，为汽车后视镜设计一款新型的太阳能除水（霜）装置。首先，通过计算清除后视镜水（霜）的所需的最佳气流量，得出所需电动机功率、太阳能板的规格；其次，利用CATIA软件，建立太阳能除水（霜）装置的三维模型；最后，对设计的装置进行试验验证。关键词：后视镜，风速，太阳能电板，除水（霜）中图分类号：U469.6+96文献标识码：A基金项目：上海市大学生科创基金前言汽车后视镜反映汽车后方、侧方和下方的情况，使驾驶者可以间接看清楚这些位置的情况，它起着

2、“第二只眼睛”的作用，扩大了驾驶者的视野范围［llo为了使驾驶员在行驶路途中更加安全，减少交通事故的发生，及时的给汽车后视镜除水（霜）是非常有必要的【2】。汽车后视镜是汽车主动安全配置的重要部分，在并线、超车、倒车、停车、以及对后面车况了解、把握等方面起着至关重要的作用【3】。因此，视觉清晰的后视镜在车辆运行中是必不可少的。通常情况下，汽车在运行中后视镜都是干净清晰的，但在下雨天，尤其是伴随着刮风的下雨天，雨滴往往洒落在汽车后视镜上，使后视视野一片模糊，驾驶员无法了解车辆后边及两侧的情况，从而引发交通

3、事故，轻则车辆受损，重则车毁人亡【4-6】。市场上现有汽车厂商，包括知名厂商如：奔驰、宝马、通用、丰田等提出了以下一些解决方案例如：1、加装雨挡2、后视镜雨刮器3、电加热4、后视镜涂抹驱水剂【7】。以上这些方案存在实施效果不理想、实施较为困难或者价格昂贵等问题，因此并未在车辆上实施或广泛使用【8】。针对以上现实和市场需求，提出以冷热风吹的方式来去除汽车后视镜及侧窗玻璃上霜、雾及水滴，为汽车驾驶员提供良好的视野，确保汽车雨雾天的安全。1汽车后视镜除水（霜）装置参数的确定汽车后视镜除水（霜）装置是以人驾车

4、安全性为出发点,进行的对后视镜的研究。本装置追求在不改变汽车外形的情况下达到随时除水（霜）效果，利用太阳能，在不增加汽车本身的功耗的同时实现该功能。在研发过程中力求安装简单，操控方便，实现能源利用的最大化。要达到汽车后视镜除水（霜）的效果，需要足够的风速和热量去除后视镜上的水（霜），如果风速过大，功耗增加，背离了节能环保的目的。从经济性和实用性考虑，必须选择一个适当的风速。根据匀变速直线运动公式：（其计算方法表示如下：）根据以上公式，采用实验中的实际采用的后视镜及水滴的平均直径大小h二10cm,m/s

5、,t二3s.计算得出所选用的直流电机功率为100W、额定电压为12V,软管直径为8mmo在实际除水（霜）过程中，由于气流在传递过程中的管道阻力,管壁摩擦等传递中的机械效率损失，最终电机选择150W作为气流产生装置功率；根据电机在除水（霜）中能量的损耗选定电池容量20Ah,电池额定电压12V；由于太阳能板不能直接供电，最终选定太阳能板效率较高，较为常用的规格为18V、6A的太阳能板。经过装置理论计算与试验分析选出上诉要求的设备，以达到更好的除水（霜）性能。2除雾装置建模与设计汽车后视镜除水（霜）装置是一

6、种新型的集环保与节能于一体的装置，驾驶员可根据行驶过程中后视镜清晰度来确定是否需要除水（霜）。除水（霜）装置的建模直接影响着后续的整体布局。本文通过CATIA软件建立了基于汽车后视镜除水（霜）装置的模型，在模型建立过程中对汽车内部构造作了简化处理（图中未画出其他装置）。如图1所示［9-10］：基于各种不同车型的发动机内室的构造及后视镜结构的不同，对整体布局的影响，本次外观设计选定别克轿车作为实验用车，装置具体布局要根据车型布置。汽车后视镜处通风管道的设计是影响整套装置的除水（霜）能力的重要部位，通风管

7、形状，直径大小，通风孔的间距都会影响装置的工作效率及使用性能。固定通风管道时考虑到安装简便，易于拆卸，采用卡扣结构；太阳能板作为气泵的动力来源必须要有足够的采光能力，且安装位置不能影响车的正常行驶，故将太阳能板置于汽车顶端，用支架固定；气流发生装置气泵，需要足够的空间，根据发动机室内部结构，用半圆卷筒将气泵固定于发动机前方。这样也可利用发动机散热时周围产生的较高温气体，使除水（霜）装置性能得到增强。在气泵出气口处，用软管将气体引导至汽车后视镜处用于除水（霜）。电源控制开关装至驾驶室内便于驾驶员根据实际

8、情况决定是否需要进行除雨（霜）。3除水（霜）性能试验论证本次实验车辆为实验室实验用车，试验结果受环境影响。为保证试验的可靠性，本实验随机选择一天进行试验，检测其除水（霜）能力。本实验在试验中根据试验内容，在同一测试时间更换不同孔间距的出风管道。分析数据，选出最佳的出风孔间距，使后视镜水（霜）等杂质在最快时间内达到最佳清除效果。=实验装置：实验用汽车别克一辆，太阳能板，气压泵，导管，电池，导线，计时器等。检测标准：镜面光滑无杂质。实验原理：基于汽车行驶过程