汽車前雨刮的布置方法

姜俊文　李輝　郭軍

摘 要：前雨刮是構(gòu)成汽車的重要部件。前雨刮的布置對(duì)汽車的行車安全，感知質(zhì)量和整車造型有著重要的影響。本文詳述了前雨刮的布置要求，總結(jié)了雨刮布置的一般流程方法，對(duì)總布置工程師在做前雨刮區(qū)域布置時(shí)有很大的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：前雨刮 布置

Layout Method of Car Front Wiper

Jiang Junwen Li Hui Guo Jun

Abstract：Front windshield wiper is an important component of vehicle. The layout of the front windshield wiper has an important influence on the vehicles driving safety，perceived quality and vehicle shape. In this paper，the layout requirements of the front windshield wiper are described in detail，and the general flow method of the wiper is summarized，which is of great reference significance to the layout engineer in the layout of the front windshield wiper.

Key words：front windshield wiper，layout

1 前言

雨刮是指由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、能刮刷風(fēng)窗玻璃外表面上雨水、霜雪和灰塵等物質(zhì)的裝置，保證駕駛員的視線清晰，是汽車行車安全不可缺少的重要安全部件[1]。汽車在雨天駕駛的時(shí)候，如果前方駕駛玻璃被大量的雨水覆蓋，那么將會(huì)造成駕駛過程中出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)模糊的問題，以此影響了駕駛員的正常駕駛，導(dǎo)致駕駛過程中出現(xiàn)安全隱患，導(dǎo)致交通事故的發(fā)生[2]。前雨刮的布置不僅要滿足保障駕駛員行車安全的要求，還應(yīng)盡可能達(dá)到提升整車感知質(zhì)量的目的。除此之外，前雨刮的布置對(duì)整車的造型也有著較大的影響。如未能在造型前期完成雨刮布置的分析工作，在后續(xù)工作中可能會(huì)出現(xiàn)因雨刮布置的不合理而導(dǎo)致其他零件設(shè)計(jì)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行的情況發(fā)生，進(jìn)而影響整個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)進(jìn)度。因此，前雨刮的布置是一項(xiàng)十分重要，且優(yōu)先等級(jí)較高的工作。

2 前雨刮布置要求

前雨刮布置需以滿足國(guó)家法規(guī)要求為首要目標(biāo)，其次應(yīng)盡可能做到提升整車的檔次，超越用戶期望等要求。根據(jù)多個(gè)車型的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，前雨刮布置要求總結(jié)如下。

2.1 前雨刮掛刷面積要求

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于刮水器的最新標(biāo)準(zhǔn)為《GB 15085-2013汽車風(fēng)窗玻璃刮水器和洗滌器需要 性能要求和試驗(yàn)方法》，其中規(guī)定了前雨刮的刮刷面積、洗滌器的清洗面積等要求。

風(fēng)窗玻璃刮水器的掛刷面積至少應(yīng)覆蓋前風(fēng)擋玻璃A區(qū)域的98%和B區(qū)域的80%，如圖1所示，在汽車前雨刮布置中，雨刮的掛刷面積應(yīng)盡量做大，減少刮不到區(qū)域的面積，減小前擋風(fēng)玻璃上雨水的視野障礙，提高其行車安全性、感官上的舒適性。以目前我公司開發(fā)的某款產(chǎn)品為例，掛刷面積覆蓋了前風(fēng)擋玻璃A區(qū)域的100%和B區(qū)域的92%，如圖2所示，掛刷面積較好。

2.2 外部凸出物要求

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB 11566-2009乘用車外部凸出物》，規(guī)定了乘用車外部凸出物的一般要求、特殊要求及其檢驗(yàn)方法。其中關(guān)于前雨刮器的要求為：風(fēng)窗刮水器的轉(zhuǎn)軸應(yīng)帶有保護(hù)罩，如圖3所示，其圓角半徑要求不應(yīng)小于2.5mm，其端部面積不應(yīng)小于150mm2。如是圓形蓋，在離最高突出點(diǎn)不大于6.5mm處測(cè)量時(shí)，應(yīng)有150mm2的最小投影面積。刮水器刮片及其支承件上不應(yīng)有尖角或刃口。

2.3 行人保護(hù)要求

隨著人們對(duì)汽車安全性要求的日益提高，行人保護(hù)的設(shè)計(jì)愈發(fā)重要，在此區(qū)域需要考慮行人保護(hù)要求中的頭部碰撞要求，見國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 24550-2009 汽車對(duì)行人的碰撞保護(hù)》。我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)需通過控制上安裝板的位置來(lái)約束頭部碰撞區(qū)域。同時(shí)應(yīng)滿足在成人頭型碰撞區(qū)域和兒童頭型碰撞區(qū)域的發(fā)罩與雨刮軸的距離要求，或者雨刮連桿采用可壓潰式設(shè)計(jì)方式來(lái)滿足傷害值的要求。

2.4 無(wú)干涉要求

設(shè)計(jì)要求雨刮與周邊零部件不能有干涉，這里的干涉既包括靜態(tài)干涉、也包括運(yùn)動(dòng)干涉。需特別注意，雨刮運(yùn)動(dòng)過程中的雨刮連桿運(yùn)動(dòng)包絡(luò)與流水槽鈑金、雨刮臂運(yùn)動(dòng)包絡(luò)與發(fā)動(dòng)機(jī)罩、刮刷與上安裝板有無(wú)干涉。根據(jù)雨刮布置經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，雨刮部件與周圍間隙推薦值如表1所示。

2.5 電機(jī)防水、雨刮噴嘴等要求

雨刮電機(jī)及線束接插件需注意避開上安裝板的開口位置，如圖4所示，否則有進(jìn)水失效的風(fēng)險(xiǎn)。雨刮噴嘴可布置在上安裝板上，發(fā)罩上或雨刮臂上，如選擇前兩種布置方式，需校核噴水水柱路徑是否與雨刮臂干涉。

2.6 美觀性要求

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，大眾對(duì)雨刮的審美標(biāo)準(zhǔn)逐漸形成統(tǒng)一。雨刮區(qū)域的美觀主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)。

a.從車體前方正視，應(yīng)盡量使雨刮臂低于發(fā)動(dòng)機(jī)罩上表面，如圖5所示。

b.從駕駛員方向，駕駛員在正行駕駛姿態(tài)應(yīng)盡量不看到前雨刮。校核方法為：沿九十五百分位眼橢圓上切點(diǎn)與前擋風(fēng)玻璃黑邊邊界做一個(gè)面，前雨刮應(yīng)盡量布置在該限制面以下，如圖6所示。

3 前雨刮布置的工作流程

在整車開發(fā)中，前雨刮的布置對(duì)造型影響較大，所以在造型設(shè)計(jì)階段需要完成對(duì)前雨刮布置的分析工作，避免因前期分析不充分造成后期造型鎖定后的更改。經(jīng)過多個(gè)項(xiàng)目的實(shí)踐，如下是對(duì)雨刮布置流程做出的梳理，可有效減少問題的出現(xiàn)。

第1步 雨刮結(jié)構(gòu)的選型。根據(jù)車型大小、市場(chǎng)定位、成本考慮，可選擇單雨刮、對(duì)開式雨刮等不同型式的雨刮?？偛贾霉こ處煛⒂旯喂こ處熀晚?xiàng)目總工確定所使用的雨刮類型。

第2步 前雨刮布置

造型A面初版發(fā)布后，需要結(jié)合選型的前雨刮和造型A面進(jìn)行初版布置及校核，

1）檢查是否滿足雨刮臂伸出空間，發(fā)罩后邊緣與前擋A面法向間隙約55mm。

2）根據(jù)造型數(shù)據(jù)的發(fā)罩邊緣線和前擋玻璃面，結(jié)合前擋玻璃的裝配路徑需求、刮臂刮刷需要隱藏的程度，初步做出前擋玻璃的下邊界數(shù)模。

3）根據(jù)總布置的上下視野線和A柱障礙角要求，確定前擋風(fēng)玻璃的四周黑邊邊界數(shù)模，按2.6校核雨刮位置。

4）根據(jù)行人保護(hù)的要求和雨刮機(jī)構(gòu)距流水槽的安全距離，確定出雨刮軸及上安裝板的位置。

5）根據(jù)上述的前擋玻璃邊界及黑邊位置、發(fā)罩后邊緣位置、上安裝板位置、雨刮軸位置的，做出初版的雨刮連桿、雨刮臂、刮刷。

前雨刮布置應(yīng)盡量滿足前面所述的6條布置要求。

第3步 對(duì)不滿足要求的地方，如前檔玻璃曲率不滿足要求，掛刷面積偏小或掛刷不到特定區(qū)域等，應(yīng)與造型設(shè)計(jì)師和雨刮工程師共同進(jìn)行協(xié)調(diào)更改。

第4步 后續(xù)跟蹤造型各版造型A面數(shù)據(jù)及車身數(shù)據(jù)的更新，及時(shí)校核與調(diào)整。

4 結(jié)束語(yǔ)

做前雨刮區(qū)域布置的工程師，需熟知國(guó)標(biāo)要求及相關(guān)零部件要求、總布置視野要求、感知質(zhì)量要求等，還需掌握UG技能、與相關(guān)區(qū)域溝通協(xié)調(diào)解決問題的能力。再結(jié)合以上所述的前雨刮布置要求、布置流程，就能按時(shí)按質(zhì)、高效地完成項(xiàng)目工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]饒婷，汽車前雨刮設(shè)計(jì)的校核分析[J] 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017，（25）：2768-2768.

[2]何小兵，如何在前期設(shè)計(jì)階段有效地控制雨刮刮刷質(zhì)量[J] 科技風(fēng)，2018M（26）：20-20.