CN106427898A - 一种超声空气雨刷 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车配件领域，尤其涉及一种超声空气雨刷，包括超声系统和空气系统，汽车前挡风玻璃上的水分由于超声、风力和高温三重作用被除去，既可以高效地去除挡风玻璃上的污渍，又具备更好的除雨效果，同时加热的空气还可以除去挡风玻璃内侧的雾气；另外，通过除雨控制系统根据不同车速，控制上出风口、下出风口的开启和关闭，同时通过调节阀控制超声波换能器的功率，可提高除雨的效率，节约能源。

Description

一种超声空气雨刷

技术领域

本发明涉及汽车配件领域，尤其涉及一种超声空气雨刷。

背景技术

下雨天，汽车在行驶过程中，雨滴打在前挡风玻璃上，严重影响驾驶员的视线，存在极大安全隐患。传统汽车雨刮器，利用雨刮条在前挡风玻璃上来回摆动，刷新玻璃表面雨滴，使汽车驾驶人的视野清晰开阔，雨越大，雨刮器运动频率越高，但雨刮条的工作还是会在一定程度上影响驾驶员的视线。同时，由于挡风玻璃上容易不易溶于水的粘液等，雨刮器无法将玻璃上的水渍刮干净，影响视野，危及行车安全。

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。

超声波在清洗液中是一种疏密相间，辐射传播的高频波，从而使液体高速往复振动。在振动的负压区由于周围的液体来不及补充，形成无数的微小真空气泡，而在正压区，微小气泡在压力下突然闭合，在闭合过程中由于液体间相互碰撞产生强大的冲击波形成最高可达几千个大气压的瞬时高压，作用在被清洗的物品上；吸附在物品上的油腻、杂质在连续不断的瞬时高压作用下迅速脱离，从而达到清洁的目的；上述过程即为超声空化作用。

另一方面，理论研究表明，在振幅相同的条件下，一个物体振动的能量与振动频率成正比，超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大，如果把超声波通入水中，剧烈的振动会使水破碎成许多小雾滴，这就是超声波加湿器的原理。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中雨刮器影响驾驶员视野，除水渍不彻底的技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，

一种超声空气雨刷，其特征在于，所述超声空气雨刷包括超声系统和空气系统；

所述超声系统包括位于前挡风玻璃两侧的超声波换能器；所述超声波换能器包括上金属盖板、负极电极片、上压电陶瓷片、正极电极片、下压电陶瓷片、下金属盖板、预应力螺杆和绝缘管，上金属盖板、负极电极片、上压电陶瓷片、正极电极片、下压电陶瓷片与下金属盖板依次排列，并通过预应力螺杆固定，绝缘管位于压电陶瓷片和预应力螺杆之间，所述超声波换能器通过导线与高频振荡电压电源相连接；当雨滴落在前挡风玻璃时，超声波换能器所发射的超声波使得挡风玻璃表面液体高速往复振动，在振动的负压区由于周围的液体来不及补充，形成无数的微小真空气泡，而在正压区，微小气泡在压力下突然闭合，在闭合过程中由于液体间相互碰撞产生强大的冲击波形成最高可达几千个大气压的瞬时高压，作用在挡风玻璃上，使得吸附在物品上的油腻、杂质在连续不断的瞬时高压作用下迅速脱落，从而达到清洁的效果。

所述空气系统包括进气口，进气管，空气压缩装置，出气管和出风口，空气从进气管流入空气压缩装置，经过压缩后，经出风口喷出；所述进气管经过汽车发动机散热器，利用发动机产生的热量对空气进行加热，热空气喷出一方面可吹干挡风玻璃外侧，还可除去挡风玻璃内侧产生的雾气；

所述出风口包括下出风口，位于挡风玻璃外侧下沿，出风口方向沿挡风玻璃向上。

由于超声波换能器所产生的超声波，剧烈的振动使挡风玻璃表面的水破碎成许多小雾滴，当下出风口开启，从下出风口喷出的气体可更容易将挡风玻璃上产生的小雾滴吹走，从而起到除雨的效果。

作为本发明的一种改进，所述超声空气雨刷的空气系统还包括除雨控制系统；所述出风口还包括上出风口，位于挡风玻璃外侧上沿，出风口方向沿挡风玻璃向下；所述除雨控制系统可以控制出风口的关闭和开启。

作为本发明的一种改进，所述超声空气雨刷的除雨控制系统一端与汽车速度传感器相连，另一端控制出风口的开启和关闭，除雨控制系统预设一个速度定值，当车速高于速度定值，除雨控制系统控制下出风口开启，上出风口关闭，车速低于速度定值，除雨控制系统控制上出风口开启，下出风口关闭。

雨滴落在挡风玻璃上，受到超声波的作用，雨滴在玻璃表面破碎成许多小雾滴；汽车静止时，小雾滴同时受到竖直向下的重力作用，此时开启空气雨刷，车速低于速度定值，除雨控制系统控制上出风口开启，下出风口关闭，出风方向和小雾滴受力方向一致，可提高除雨的效率，节约能源；当车速较低时，小雾滴受到重力作用和斜向上的风力，但重力仍占主导作用，此时开启空气雨刷，车速低于速度定值，除雨控制系统控制上出风口开启，下出风口关闭，出风方向和小雾滴受力方向一致，可提高除雨的效率，节约能源；当车速较高时，小雾滴落在挡风玻璃上，受到重力作用和斜向上的风力，但斜向上的风力占主导作用，此时开启空气雨刷，车速高于速度定值，除雨控制系统控制下出风口开启，上出风口关闭，出风方向和雨滴受力方向一致，可提高除雨的效率，节约能源。

作为本发明的一种改进，所述超声空气雨刷的除雨控制系统包括数值输入模块，数值比较模块，出风口控制模块；数值输入模块用于输入速度定值，数值比较模块用于判断汽车传感器反馈的速度值与速度定值的大小关系；出风口控制模块根据数值比较模块的结果控制上出风口和下出风口开启或关闭。

作为本发明的一种改进，所述超声空气雨刷的超声波换能器外侧有防水绝热保护壳体；保证超声波换能器能在潮湿或者温差较大的室外环境中正常工作。

作为本发明的一种改进，所述超声空气雨刷的超声波换能器可产生60kHz-100kHz的超声波；当超声波频率在此范围内，空化产生的空穴在消失过程产生的冲击作用十分突出，起到更好的清洗效果。

相对于现有技术，本发明的优点如下，

用超声空气雨刷代替前挡风玻璃上的雨刮器，前挡风玻璃上再无遮挡驾驶员视线的障碍物，玻璃上的水分由于超声、风力和高温三重作用被除去，既可以高效地去除挡风玻璃上的污渍，又具备更好的除雨效果，同时加热的空气还可以除去挡风玻璃内侧的雾气；另外，通过除雨控制系统根据不同车速，控制上出风口、下出风口的开启和关闭，可提高除雨的效率，节约能源；同时通过调节阀控制超声波换能器的功率，可进一步提高除雨的效率，节约能源。

附图说明

图1是超声空气雨刷示意图

图2是除雨控制系统示意图

图中1是进气口，2是进气管，3是发动机散热器，4是空气压缩装置，5是出气管，6是除雨控制系统，7是上出风口，8是下出风口，9是超声波换能器，601是数值输入模块，602是数值比较模块，603出风口控制模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本发明作以详细说明。

实施例1：

参见图1，一种超声空气雨刷，其特征在于，所述超声空气雨刷包括超声系统和空气系统；

所述超声系统包括位于前挡风玻璃两侧的超声波换能器9；所述超声波换能器包括上金属盖板、负极电极片、上压电陶瓷片、正极电极片、下压电陶瓷片、下金属盖板、预应力螺杆和绝缘管，上金属盖板、负极电极片、上压电陶瓷片、正极电极片、下压电陶瓷片与下金属盖板依次排列，并通过预应力螺杆固定，绝缘管位于压电陶瓷片和预应力螺杆之间，所述超声波换能器通过导线与高频振荡电压电源相连接；当雨滴落在前挡风玻璃时，超声波换能器所发射的超声波使得挡风玻璃表面液体高速往复振动，在振动的负压区由于周围的液体来不及补充，形成无数的微小真空气泡，而在正压区，微小气泡在压力下突然闭合，在闭合过程中由于液体间相互碰撞产生强大的冲击波形成最高可达几千个大气压的瞬时高压，作用在挡风玻璃上，使得吸附在物品上的油腻、杂质在连续不断的瞬时高压作用下迅速脱落，从而达到清洁的效果。

所述空气系统包括进气口1，进气管2，空气压缩装置3，出气管5和出风口7、8，空气从进气管2流入空气压缩装置3，经过压缩后，经出风口8喷出；所述进气管2经过汽车发动机散热器4，利用发动机产生的热量对空气进行加热，热空气喷出一方面可吹干挡风玻璃外侧，还可除去挡风玻璃内侧产生的雾气；

所述出风口包括下出风口8，位于挡风玻璃外侧下沿，出风口方向沿挡风玻璃向上。

由于超声波换能器9所产生的超声波，剧烈的振动使挡风玻璃表面的水破碎成许多小雾滴，当下出风口开启，从下出风口喷出的气体可更容易将挡风玻璃上产生的小雾滴吹走，从而起到除雨的效果。

作为本发明的一种改进，所述超声空气雨刷的空气系统还包括除雨控制系统6；所述出风口还包括上出风口7，位于挡风玻璃外侧上沿，出风口方向沿挡风玻璃向下；所述除雨控制系统6可以控制出风口的关闭和开启。

作为本发明的一种改进，所述超声空气雨刷的除雨控制系统6一端与汽车速度传感器相连，另一端控制出风口的开启和关闭，除雨控制系统6预设一个速度定值，当车速高于速度定值，除雨控制系统控制下出风口8开启，上出风口7关闭，车速低于速度定值，除雨控制系统控制上出风口7开启，下出风口8关闭。

雨滴落在挡风玻璃上，受到超声波的作用，雨滴在玻璃表面破碎成许多小雾滴；汽车静止时，小雾滴同时受到竖直向下的重力作用，此时开启空气雨刷，车速低于速度定值，除雨控制系统控制上出风口7开启，下出风口8关闭，出风方向和小雾滴受力方向一致，可提高除雨的效率，节约能源；当车速较低时，小雾滴受到重力作用和斜向上的风力，但重力仍占主导作用，此时开启空气雨刷，车速低于速度定值，除雨控制系统控制上出风口7开启，下出风口8关闭，出风方向和小雾滴受力方向一致，可提高除雨的效率，节约能源；当车速较高时，小雾滴落在挡风玻璃上，受到重力作用和斜向上的风力，但斜向上的风力占主导作用，此时开启空气雨刷，车速高于速度定值，除雨控制系统控制下出风口8开启，上出风口7关闭，出风方向和雨滴受力方向一致，可提高除雨的效率，节约能源。

实施例2：

参见图2，作为本发明的一种改进，所述超声空气雨刷的除雨控制系统包括数值输入模块601，数值比较模块602，出风口控制模块603；数值输入模块601用于输入速度定值，数值比较模块602用于判断汽车传感器反馈的速度值与速度定值的大小关系；出风口控制模块603根据数值比较模块的结果控制上出风口和下出风口开启或关闭。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例3：

作为本发明的一种改进，所述超声空气雨刷的超声波换能器9外侧有防水绝热保护壳体；保证超声波换能器能在潮湿或者温差较大的室外环境中正常工作。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例4：

作为本发明的一种改进，所述超声空气雨刷的超声波换能器9可产生60kHz-100kHz的超声波；当超声波频率在此范围内，空化产生的空穴在消失过程产生的冲击作用十分突出，起到更好的清洗效果。其余结构和优点与实施例1完全相同。

本发明还可以将实施例2、3、4所述技术特征中的至少一个与实施例1组合形成新的实施方式。

需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述基础上做出的等同替换或者替代均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种超声空气雨刷，其特征在于，所述超声空气雨刷包括超声系统和空气系统；

所述超声系统包括位于前挡风玻璃两侧的超声波换能器；所述超声波换能器包括上金属盖板、负极电极片、上压电陶瓷片、正极电极片、下压电陶瓷片、下金属盖板、预应力螺杆和绝缘管，上金属盖板、负极电极片、上压电陶瓷片、正极电极片、下压电陶瓷片与下金属盖板依次排列，并通过预应力螺杆固定，绝缘管位于压电陶瓷片和预应力螺杆之间，所述超声波换能器通过导线与高频振荡电压电源相连接；

所述空气系统包括进气口，进气管，空气压缩装置，出气管，除雨控制系统和出风口，空气从进气管流入空气压缩装置，经过压缩后，经出风口喷出；

所述进气管经过汽车发动机散热器加热空气；

所述出风口包括上出风口和下出风口，上出风口位于挡风玻璃外侧上沿，出风口方向沿挡风玻璃向下；下出风口位于挡风玻璃外侧下沿，出风口方向沿挡风玻璃向上；

所述除雨控制系统一端与汽车速度传感器相连，另一端控制出风口的开启和关闭，除雨控制系统预设一个速度定值，当车速高于速度定值，除雨控制系统控制下出风口开启，上出风口关闭，车速低于速度定值，除雨控制系统控制上出风口开启，下出风口关闭。

2.如权利要求1所述的空气雨刷，其特征在于，所述除雨控制系统包括数值输入模块，用于输入速度定值；数值比较模块，用于判断汽车传感器反馈的速度值与速度定值的大小关系；出风口控制模块，根据数值比较模块的结果控制上出风口和下出风口开启或关闭。

3.如权利要求1或2所述的超声空气雨刷，其特征在于，所述超声波换能器外侧有防水绝热保护壳体。

4.如权利要求1或2所述的超声空气雨刷，其特征在于，所述超声波换能器可产生60kHz-100kHz的超声波。