玻璃除冰設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展方向研究

孫溪楠 單圣喆 韓川 郭瀚文 郝明月

摘要：冬季雪天環(huán)境下幫助車(chē)主快速除去車(chē)擋風(fēng)玻璃及車(chē)窗玻璃外部冰雪的有效工具成為車(chē)主急需的工具，特別是冬天和寒冷天氣條件下。本文通過(guò)對(duì)我國(guó)北方冰雪天氣對(duì)車(chē)輛帶來(lái)的困擾因素，以及對(duì)我國(guó)目前的除冰器研究現(xiàn)狀和各種除冰方法進(jìn)行分析，找到目前玻璃除冰器存在的問(wèn)題，分析出智能除冰器在我國(guó)的市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，研究未來(lái)的發(fā)展方向，對(duì)此領(lǐng)域的后續(xù)研究提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：玻璃除冰器;智能除冰器;高效除冰

1引言

玻璃除冰設(shè)備是冬季雪天環(huán)境下幫助車(chē)主快速除去車(chē)擋風(fēng)玻璃及車(chē)窗玻璃外部冰雪的有效工具，采用設(shè)備通過(guò)機(jī)械、化學(xué)、熱能、風(fēng)能、波能等方式除雪[1]。本文全面梳理社會(huì)各界人士設(shè)計(jì)發(fā)明的有關(guān)裝置，研究總結(jié)現(xiàn)有玻璃除冰設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展方向研究。

2研究背景

每年的冬季，都會(huì)迎來(lái)一定時(shí)間的降雪天氣，北方地區(qū)的降雪期大概為3-5個(gè)月。此時(shí)，停在室外露天的汽車(chē)的擋風(fēng)玻璃及車(chē)窗玻璃上往往會(huì)被一層較厚的積雪覆蓋，隨著室外溫度的降低以及車(chē)內(nèi)溫度的影響，少部分車(chē)窗玻璃上的積雪融化后凝結(jié)成冰凍結(jié)在玻璃上，導(dǎo)致車(chē)主清雪除冰困難，效率大大降低，且車(chē)窗上的冰霜增加出行過(guò)程的危險(xiǎn)性。為此，需要對(duì)車(chē)窗除冰問(wèn)題進(jìn)行研究。

3研究現(xiàn)狀

我國(guó)通過(guò)近幾年的設(shè)備和技術(shù)引進(jìn)，在除雪機(jī)械方面取得了迅速發(fā)展，而除冰機(jī)械的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)比除雪機(jī)械的時(shí)間還要短，尤其是在玻璃除冰方面。綜合分析，裝置研究雖起步較晚，但類(lèi)型豐富，具體可細(xì)分為以下六大角度∶以預(yù)防為主輔助清雪除冰的護(hù)罩（防雪篷、清雪毯）;基于擋風(fēng)玻璃自身被加熱從而融化冰雪;改進(jìn)雨刮器以增強(qiáng)其清雪除冰功能;在普通清雪鏟基礎(chǔ)上增加更有利于其清雪除冰的機(jī)械設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)發(fā)明非清雪鏟式、依靠車(chē)載電源加熱的擋風(fēng)玻璃清雪除冰裝置;利用除冰劑清除擋風(fēng)玻璃表面冰雪。

在以預(yù)防為主的護(hù)罩（防雪篷、清雪毯）設(shè)計(jì)中，一種簡(jiǎn)單思路是如歐陽(yáng)宇雄、安景誠(chéng)等人設(shè)計(jì)的防曬防冰雪兩用篷、防曬防冰雪護(hù)罩[2]，操作簡(jiǎn)單、收折容易，車(chē)主只需在預(yù)知天氣的情況下提前做好預(yù)防即可。南昌大學(xué)熊鵬文等人在此基礎(chǔ)上，考慮到大雪環(huán)境下，護(hù)罩自身存在被凍住的可能，提出設(shè)計(jì)除雪防冰凍節(jié)能保護(hù)罩。該護(hù)罩利用內(nèi)嵌電路，通過(guò)壓力傳感器收集積雪量情況，在主體護(hù)罩達(dá)到臨界壓力條件下觸發(fā)加熱開(kāi)關(guān)使外層受熱融化冰雪，并受溫度傳感器調(diào)節(jié)避免過(guò)分加熱。

在雨刮器除冰方面，浙江大學(xué)的魏鑫，徐秋月，陳利偉共同研究了“一種汽車(chē)雨刮器用智能除冰雪系統(tǒng)”。該裝置通過(guò)讓“熱空氣”通過(guò)導(dǎo)氣管輸送到雨刮器上，來(lái)達(dá)到融化冰雪的目的。且發(fā)明冬夏均可使用，熱風(fēng)流量易控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，穩(wěn)定性高。

清雪鏟方面，其簡(jiǎn)單小巧，容易操作，仍然為絕大多數(shù)車(chē)主當(dāng)下首選的清雪除冰工具，改進(jìn)空間相對(duì)有限。普通的玻璃處冰鏟一般為塑料或者硅膠制成。除冰鏟有兩個(gè)刮板，一個(gè)為軟板，適合與汽車(chē)表面鏟雪及清潔玻璃表面積雪及雨水;硬板適合于去除冰塊。缺點(diǎn)是耗時(shí)，不能大大提高速率，影響出行。從清雪鏟外在設(shè)計(jì)角度出發(fā)，不足之處在于該裝置依然依賴人力操作，施力不當(dāng)使得刀片劃傷擋風(fēng)玻璃的可能性依然存在。

在除冰劑方面，謝偉杰設(shè)計(jì)了一種除冰劑，可針對(duì)不同溫度改變?cè)媳壤?，配合雨刮器?shí)現(xiàn)強(qiáng)力除冰，此除冰劑對(duì)人體無(wú)害。但原料難于獲得，缺乏相關(guān)播撒裝置。

結(jié)合以上來(lái)看，相較于人工除冰，機(jī)械的效率更高，適用性廣，但還僅僅不能滿足人們的全部需求，存在的問(wèn)題還比較多。

4存在的問(wèn)題

我國(guó)的除冰設(shè)備雖然有了很大的發(fā)展，但其總體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，產(chǎn)品的品種及性能還有很大差距，滿足不了大眾需求，主要以現(xiàn)在以下幾方面：

（1）技術(shù)水平低，除冰設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制造工藝，零部件供應(yīng)和使用管理等方面都存在技術(shù)水平低的問(wèn)題，致使除冰設(shè)備可靠性差，故障多，壽命短。

（2）功能單一，清除冰雪具有典型的季節(jié)性，如果功能單一，就會(huì)大部分時(shí)間處于閑置狀態(tài)。

（3）品種類(lèi)型不全，不能將玻璃上的冰霜使用一個(gè)設(shè)備完全除凈。有不少類(lèi)型的除冰設(shè)備在市場(chǎng)上還是一片空白，無(wú)法滿足更多的需求。

（4）標(biāo)準(zhǔn)化低，目前除冰設(shè)備仍沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，大多是企業(yè)根據(jù)多年積累的經(jīng)驗(yàn)，或者客戶方面的需求設(shè)計(jì)產(chǎn)品，稍具規(guī)范的企業(yè)會(huì)制定自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而缺乏強(qiáng)制性，也缺乏質(zhì)量管控。

5發(fā)展趨勢(shì)

2008年-2017年間，各角度設(shè)計(jì)數(shù)目比以前增多，呈現(xiàn)較大突破[3]。其中基于玻璃加熱和雨刮器基礎(chǔ)上的改進(jìn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)造發(fā)明呈現(xiàn)穩(wěn)健發(fā)展趨勢(shì)。

截止2020年6月，轎車(chē)保有量為2.7億輛，新能源汽車(chē)為417萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)9.45%，增幅為36萬(wàn)輛。今年上半年新登級(jí)轎車(chē)1042萬(wàn)輛，隨著汽車(chē)數(shù)量的增多，市場(chǎng)對(duì)于玻璃除冰設(shè)備是及其需要的。

市場(chǎng)的需求決定了玻璃除冰器的發(fā)展方向向下面幾個(gè)方向發(fā)展：

（1）高效化、智能化;目前玻璃除冰器普遍具備無(wú)智能、低效特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)玻璃除冰機(jī)械化、高效化、智能化是最重要的發(fā)展方向。

（2）小巧化、低成本化;目前玻璃除冰器普遍不具備高效兼小巧的特點(diǎn)，所以，小巧化、低成本化是最重要的發(fā)展方向。

（3）一機(jī)多能化;目前玻璃除冰器普遍不具備多功能的特點(diǎn)，所以，一機(jī)多能化是個(gè)發(fā)展方向。

（4）安全環(huán)保化。玻璃除冰要兼顧對(duì)車(chē)窗玻璃的保護(hù)功能，不能為了除冰破壞車(chē)窗玻璃，所以安全環(huán)保化也是重要的發(fā)展方向。

6總結(jié)

目前玻璃除冰器市場(chǎng)前景廣闊，車(chē)用除冰產(chǎn)品市場(chǎng)潛力巨大。目前的玻璃除冰器產(chǎn)品技術(shù)水平低、不具備機(jī)械化、智能化、高效化的特點(diǎn)。對(duì)車(chē)窗不具備安全環(huán)保的特點(diǎn)，高效化、智能化、小巧化、低成本化、一機(jī)多能化、安全環(huán)?；侵匾陌l(fā)展方向。各生產(chǎn)廠家為了快速進(jìn)入市場(chǎng)，研發(fā)產(chǎn)品以仿制居多，自主研發(fā)投入相對(duì)較少，除冰設(shè)備發(fā)展相對(duì)落后，應(yīng)加大人力物力投入，研發(fā)出高性能玻璃除冰器。相信隨著技術(shù)的進(jìn)步和投入的增加，未來(lái)玻璃除冰設(shè)備的研發(fā)將走向新的水平。

參考文獻(xiàn)：

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