本發(fā)明專利涉及后視鏡除雨霧技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種車用后視鏡擋雨除霧裝置。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)電熱除雨裝置在除雨過(guò)程中的能量消耗大，嚴(yán)重時(shí)可能影響發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)車輛的驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明利用車輛行進(jìn)中的高速氣流風(fēng)力進(jìn)行擋雨除霧，做到了無(wú)能耗。

傳統(tǒng)雨眉需附加在汽車后視鏡上方，且不具有除霧功能，本發(fā)明不用附加擋雨裝置，且同時(shí)具有除霧功能，更加方便、實(shí)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種車用后視鏡擋雨除霧裝置?？傮w原理：車輛以一定速度行駛時(shí)會(huì)產(chǎn)生相對(duì)車輛的高速氣流，布置時(shí)，可將進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在后視鏡前方或車前部進(jìn)氣格柵后部。將從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入的高速氣流通過(guò)特定管道壓縮并引導(dǎo)到外后視鏡鏡面上方位置。在此位置設(shè)計(jì)特殊風(fēng)道開口，使鏡面上方形成垂直鏡面向后方流動(dòng)的氣流和以一定角度吹向鏡面的氣流，垂直鏡面向后方流動(dòng)的氣流主要起阻止雨水抵達(dá)后視鏡鏡面的作用，以一定角度吹向鏡面的氣流主要負(fù)責(zé)將鏡面的水霧吹散。

本發(fā)明專利所采用的技術(shù)方案是：

一種車用后視鏡擋雨除霧裝置，包括依次相連通的集風(fēng)裝置、氣流導(dǎo)管、出風(fēng)裝置；所述集風(fēng)裝置將氣流收集到氣流導(dǎo)管內(nèi)；所述氣流導(dǎo)管內(nèi)的氣流在出風(fēng)裝置處形成兩股出氣流，一股氣流以垂直后視鏡鏡面的方向向后流動(dòng)、另一股傾斜吹向后視鏡鏡面。

進(jìn)一步，所述集風(fēng)裝置為設(shè)置在后視鏡前面殼體上的孔洞；所述氣流導(dǎo)管放在后視鏡內(nèi)部；所述出風(fēng)裝置設(shè)置在后視鏡上方，包括氣流導(dǎo)管出風(fēng)口處將氣流分流的隔板。

進(jìn)一步，所述后視鏡前面殼體上的孔洞處還鉸接有調(diào)節(jié)進(jìn)氣流量的擋板。

進(jìn)一步，所述集風(fēng)裝置為汽車進(jìn)氣格柵。

進(jìn)一步，所述傾斜吹向后視鏡鏡面氣流的傾斜角度的確定方法：建立后視鏡的幾何模型，通過(guò)流體的有限元分析得出流速，在模型中不斷調(diào)整出口風(fēng)的角度，使得在鏡面的風(fēng)速達(dá)到最大值；或者通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法，制作出風(fēng)口為不同角度的樣件，在進(jìn)風(fēng)口通入模擬車輛行進(jìn)過(guò)程的風(fēng)，在后視鏡鏡面處加裝流速傳感器，測(cè)出不同角度下鏡面風(fēng)速值，取其中最大風(fēng)速所對(duì)應(yīng)的出風(fēng)角度。

進(jìn)一步，所述垂直后視鏡鏡面方向向后流動(dòng)的氣流速度的計(jì)算方法如下：

通過(guò)測(cè)量后視鏡曲面測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)數(shù)量按照后視鏡鏡面?zhèn)冉孛孀畲笾荛L(zhǎng)確定，之后通過(guò)最小二乘法擬合拋物線，在擬合的拋物線基礎(chǔ)上將曲線向車輛行駛后方平移，直至所有鏡面的點(diǎn)均落于拋物線前方；根據(jù)擬合拋物線可得后視鏡對(duì)應(yīng)的拋物線方程：

其中，k<0,x<0；

以拋物線頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，對(duì)稱軸為x軸，其垂直方向?yàn)閥軸建立平面直角坐標(biāo)系，設(shè)出風(fēng)口坐標(biāo)為(x0，y0),設(shè)雨水下落速度為v雨，與垂直方向夾角為β，出風(fēng)口風(fēng)速為v1，由于鏡面曲率較小，可近似認(rèn)為其速度方向與y軸垂直；設(shè)重力加速度為g，固連于質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)系，取向下為y軸正方向，x軸方向與地面坐標(biāo)系相同；取極限情況，只要落于出風(fēng)口的雨水不會(huì)落在鏡面上即可；

得出(x0，y0)處雨水的速度方程與軌跡方程的參數(shù)方程

vx＝v1-v雨sinβ(2)

vy＝v雨cosβ+gt(3)

x＝x0+(v1-v雨sinβ)t(4)

由(3)(4)可得雨水下落的軌跡方程

聯(lián)立(1)(6)可得

在實(shí)數(shù)域中，通過(guò)公式(7)可得該方程對(duì)應(yīng)的實(shí)根，通過(guò)不斷調(diào)整出口風(fēng)速值v1，即可得到該方程的兩個(gè)實(shí)根，通過(guò)式(1)得到此時(shí)實(shí)根對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)，計(jì)算(6)式在該點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)并與(1)式在該點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)進(jìn)行比較，若兩式誤差處于給定范圍內(nèi)，即可認(rèn)為此刻的風(fēng)速即為所要求的最佳與車輛行駛方向反向的氣流的最佳風(fēng)速。

本發(fā)明的有益效果：

1、相對(duì)于傳統(tǒng)電熱除雨裝置，本發(fā)明利用車輛行進(jìn)中的高速氣流風(fēng)力進(jìn)行擋雨除霧，做到了無(wú)能耗。

2、傳統(tǒng)雨眉需附加在汽車后視鏡上方，且不具有除霧功能，本發(fā)明不用附加擋雨裝置，且同時(shí)具有除霧功能，更加方便、實(shí)用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的示意圖；

圖3是建立的坐標(biāo)系軌跡示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

在外后視鏡殼體迎風(fēng)面設(shè)置集風(fēng)裝置和導(dǎo)風(fēng)管路，將氣流導(dǎo)入后視鏡鏡面上方，在鏡面上方形成垂直鏡面向后方流動(dòng)的氣流和以一定角度吹向鏡面的氣流。

實(shí)施例一

如圖1所示，在后視鏡迎風(fēng)面設(shè)置橫截面積較大的進(jìn)風(fēng)口，且在此進(jìn)風(fēng)口處加裝擋板，以保證進(jìn)口氣流的流速。在進(jìn)風(fēng)口上方或下方利用鉸鏈安裝可開合式的擋板，使得裝置可以根據(jù)駕駛者使用需求開啟或關(guān)閉。

導(dǎo)風(fēng)管路在進(jìn)風(fēng)口截面積較大，在出風(fēng)口截面積較小，其相對(duì)大小根據(jù)所需氣流速度確定：

由于車輛外流場(chǎng)特性，可考慮其為不可壓縮的理想流體模型，由流體質(zhì)量守恒方程可知v1a1≈v2a2；v1、a1分別為出氣口流入風(fēng)速與出氣口橫截面面積，v2、a2分別為進(jìn)氣口流出風(fēng)速與進(jìn)氣口橫截面面積。導(dǎo)風(fēng)管路在轉(zhuǎn)折處盡量使用圓角平滑過(guò)渡，以減少渦流及流速損失。

在出風(fēng)口處設(shè)置隔板，使氣流分成兩股，一股氣流的方向?yàn)榇怪辩R面向車輛行駛方向反方向、另一股氣流以一定角度吹向后視鏡鏡面。

其中，垂直鏡面向車輛行駛方向反方向的氣流，其氣流速度可由下面所述方法進(jìn)行確定：

通過(guò)測(cè)量后視鏡曲面測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)數(shù)量按照后視鏡鏡面?zhèn)冉孛孀畲笾荛L(zhǎng)確定，之后通過(guò)最小二乘法擬合拋物線，在擬合的拋物線基礎(chǔ)上將曲線向車輛行駛后方平移，直至所有鏡面的點(diǎn)均落于拋物線前方。根據(jù)擬合曲線可得后視鏡對(duì)應(yīng)的拋物線方程：

其中，k<0,x<0；以拋物線頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，對(duì)稱軸為x軸，其垂直方向?yàn)閥軸建立如圖3所示平面直角坐標(biāo)系，設(shè)出風(fēng)口坐標(biāo)為(x0，y0),設(shè)雨水下落速度為v雨，與垂直方向夾角為β，出風(fēng)口風(fēng)速為v1，由于鏡面曲率較小，可近似認(rèn)為其速度方向與y軸垂直。設(shè)重力加速度為g，固連于質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)系，取向下為y軸正方向，x軸方向與地面坐標(biāo)系相同。取極限情況，只要落于出風(fēng)口的雨水不會(huì)落在鏡面上，就可達(dá)到擋雨的效果。

由上可得(x0，y0)處雨水的速度方程與軌跡方程的參數(shù)方程

vx＝v1-v雨sinβ(2)

vy＝v雨cosβ+gt(3)

x＝x0+(v1-v雨sinβ)t(4)

由(4)(5)可得雨水下落的軌跡方程

聯(lián)立(1)(6)可得

在實(shí)數(shù)域中，通過(guò)公式(7)可得該方程對(duì)應(yīng)的實(shí)根，通過(guò)不斷調(diào)整出口風(fēng)速值v1，即可得到該方程的兩個(gè)實(shí)根，通過(guò)式(1)得到此時(shí)實(shí)根對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)，計(jì)算(6)式在該點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)并與(1)式在該點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)進(jìn)行比較，若兩式誤差處于給定范圍內(nèi)，即可認(rèn)為此刻的風(fēng)速即為所要求的最佳與車輛行駛方向反向的氣流的最佳風(fēng)速。

此時(shí)(x1,y1)對(duì)應(yīng)的切線與x軸所夾的銳角：

計(jì)算此時(shí)速度方向與x軸所夾銳角大?。?imgfile="bda0001268816330000045.gif"wi="318"he="150"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>

由雨水不會(huì)碰觸到玻璃的條件，可得約束條件

上述方程的含義說(shuō)明如下：

公式(1)表示在建立坐標(biāo)系下后視鏡的曲線方程。

公式(2)與(3)表示將雨水速度與風(fēng)速合成后向x軸與y軸分解后的x與y向的速度。

公式(4)與(5)表示雨水在x方向與y方向的位移。

公式(6)表示雨水下落的軌跡在建立坐標(biāo)系下的方程。

公式(7)表示將公式(1)帶入公式(6)，將x替換為后得到的方程。

由上述方法可獲得較為滿意的出風(fēng)口風(fēng)速，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)口擋板的開度(相當(dāng)于改變氣體進(jìn)口的橫截面積)可以控制進(jìn)氣量，從而通過(guò)v1a1≈v2a2，從而改變出氣氣流的風(fēng)速。

吹向鏡面的氣流角度必須合適，使得氣流在經(jīng)過(guò)后視鏡鏡面后能夠大部分附著于鏡面，達(dá)到良好的除霧效果。本發(fā)明吹向鏡面氣流角度的確定方法有兩種：1、對(duì)于具體的后視鏡建立對(duì)應(yīng)的幾何模型，通過(guò)流體的有限元分析得出流速，在模型中不斷調(diào)整出口風(fēng)的角度，使得在鏡面的風(fēng)速達(dá)到最大值；2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法，制作出風(fēng)口為不同角度的樣件，在進(jìn)風(fēng)口通入模擬車輛行進(jìn)過(guò)程的風(fēng)，在后視鏡鏡面處加裝流速傳感器，測(cè)出不同角度下鏡面風(fēng)速值，取其中最大風(fēng)速所對(duì)應(yīng)的樣件作為產(chǎn)品的出風(fēng)角度。

實(shí)施例二

如圖2所示，進(jìn)風(fēng)口設(shè)置于車輛前方的網(wǎng)狀格柵后部，利用軟管將氣流通過(guò)后視鏡側(cè)面引入鏡面上方的出風(fēng)口。

導(dǎo)風(fēng)管路在進(jìn)風(fēng)口截面積較大，在出風(fēng)口截面積較小，其相對(duì)大小可由下式，根據(jù)所需流速確定：

由于車輛外流場(chǎng)特性，可考慮其為不可壓縮的理想流體模型，由流體質(zhì)量守恒方程可知v1a1≈v2a2v1、a1分別為出氣口流入風(fēng)速與出氣口橫截面面積，v2、a2分別為進(jìn)氣口流入風(fēng)速與進(jìn)氣口橫截面面積。導(dǎo)風(fēng)管路在轉(zhuǎn)折處盡量使用圓角平滑過(guò)渡，以減少渦流及流速損失

在出風(fēng)口處設(shè)置隔板，使氣流分成兩股，垂直鏡面向后方流動(dòng)的氣流，其氣流速度可由上面實(shí)施例一已述方法進(jìn)行確定。

吹向鏡面的氣流角度必須合適，使得氣流在經(jīng)過(guò)后視鏡鏡面后能夠大部分附著于鏡面，達(dá)到良好的除霧效果。角度的確定通過(guò)實(shí)施例一所述的方法進(jìn)行確定。

上文所述僅僅是對(duì)本發(fā)明可行性實(shí)施方式的具體說(shuō)明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)內(nèi)容的等效方案或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。