乘用车挡风玻璃刮水器系统设计

乘用车挡风玻璃刮水器系统前言：该标准已作过修改以符合SAE技术标准局的格式。

在第二部分已添加了参照标准，第三部分中的定义已更改。

所有其它部分的编号已作了修改。

1.范围该SAE推荐操作规程的建议是为了乘用车、轻卡和多功能车带（GVM）或4100kg（100001b）或更小。

a)挡风玻璃刮水器系统的最低性能标准。

b)试验方法，可由商业试验机构在统一的试验设备上进行试验的方法。

c)前刮系统特性和现象的统一术语以及工程结构研究使用的特性值来评价系统性能。

d)功能、使用等的设计和系统零部件的位置的指南。

在该文件中的试验方法和最低的性能标准，外形是基于当前可用的工程数据。

在前刮系统性能发展后，必须阶段性地检查和修改文件以添加数据。

2.参照标准3.定义3.1 挡风玻璃刮水器系统3.2 刮板3.3 刮水板胶条3.4 刮臂3.5 连杆组件3.6 刮水器控制开关3.7 刮刷区域3.8 视野3.9 有效刮刷模式3.10 循环3.11 串接模式3.12 相向模式3.13 单臂模式3.14 抖动3.15 气泡3.16 细线3.17 波皱3.18 水带3.19 水雾3.20 雪负荷3.21 电机堵转力矩3.22 系统力矩3.23 湿干3.24 潮湿3.25 相对空气速度3.26 日光入口3.27 功能3.28 多层挡风玻璃3.29 打边3.30 翻边3.31 橡胶沉积3.32 每分钟循环数3.33 风抬升3.34 偏角3.35 刃口负荷3.36 刮臂的拱形或弧形3.37 挂勾3.38 绘图器3.39 底端3.40 顶端4.一般性能4.1 挡风玻璃刮水器系统4.1.1视线区视线区在挡风玻璃上规定为三个特定的区域。

这三个区域用负荷汽车发展成为制造商的主要设计负荷，在表1中标为区域A、B和C。

每个区域用表1中的角度表示升在图6中应用。

在侧视图中，区域的上下边界是两个平面的交叉形成的，这看起来就是视野上下边沿的切线。

这些平面由上述的角和下述的XX线确定。

在平面图上，区域的左和右边界是由玻璃表面的与左和右边沿的垂直切面确定的。

平面由角度和XX线的左和右来确定的。

在刮刷区域确定的比例中使用的区域是玻璃外表面上在日光进口边缘25mm以外的区域。

比例为刮刷区域与规定区域之比。

采用5.1中的试验方法，刮试比例见表1。

表1 刮刷区域4.1.2 频率4.1.2.1刮水器应设计为能提供两种频率。

a) 一个速度为不小于45循环/分。

b) 一个速度为不大于55循环/分而又不小于10循环/分c) 高速和低速之差应至少为15循环/分。

4.1.2.2在4.1.2.1中规定的频率必须在一般的汽车运行条件下就可以达到，而不考虑引擎速度和引擎负荷（按5.2中规定的试验方法和条件）4.1.3耐久性在1.500.000循环后（采用5.2中规定的试验方法和条件），刮水器系统仍应保证功能。

4.1.4强度在5.3中规定的试验方法和条件下，系统能够受得住堵转产生的负荷，且机械零组件仍应保证功能。

4.1.5温度运行能力用5.4中的试验条件和方法，刮水器系统能够在温度为-30—50ºC±3ºC（-20—130ºF±5ºF）的环境下运行。

（如下图）4.1.6风抬升当相对风速等于汽车最高速度的80%时，但不超过160km/h （100mph）,在最高频率下，用5.5中规定的试验条件和方法，挡风玻璃刮水器刮板胶条在每个运行方向上应按4.1.1规定至少有98%持续与区域C接触，以满足最低的要求（装上新OEM刮板）。

4.1.7易维护性刮水器系统的控制应定位，这样易于驾驶员维护。

控制要置于不限制一般身体运动的区域，也不对主要的视线区域产生影响。

4.2刮板4.2.1老化刮板组件的胶条应按ASTM D 1171的规定能够经受住5.5中规定2臭氧试验，ASTM比率为2。

4.2.2耐化学性质刮水胶条部分，把胶条放入23℃±2℃（73ºF±4ºF）的50%甲醇或异丙醇溶液中，胶条重量的变化应不超过2%，试验方法如 5.7中规定。

5.试验方法5.1刮刷区的试验方法5.1.1试验设备5.1.1.1分析5.1.1.1.1计算机分析工具：可以对挡风玻璃和刮水器系统结构全尺寸表面模型。

5.1.1.2透明大型量规塑料板5.1.1.2.2试验型架试验型架应由保证并完成试验的结构，以及汽车制造商规定的玻璃表面，和刮水器系统的连接关系组成。

5.1.1.2.3电源电源应能给刮水器电机供以汽车制造商规定的额定电能（在试验方法部分中规定的任意试验条件下）。

5.1.1.2.4喷水装置喷嘴把水喷洒在玻璃上。

5.1.2试验方法5.1.2.1视线区的确定5.1.2.1.1所有的工作和计算应以挡风玻璃外表面为基础进行。

5.1.2.1.2设计刷试模式应表示为增加因湿玻璃和高速系统运行的增加比率（有效刷试模式）。

该增加比率可以在可能使用的每个刮试方向上经验性确定或预定一个允许差值。

5.1.2.1.3用三维汽车坐标设计挡风玻璃表面，日光入口（DLO）曲线，按SAE J941的驾驶员眼睛活动范围的95%：用4.1.1部分中规定的方法和表1中规定的角度，在挡风玻璃外表上确定区域A、B、C（如下图）5.1.2.2试验台架评价a)运行试验台架，喷水并且刮水器系统在高速下运行。

然后画出刮水模式的外线。

b)生成刮试模式的全尺寸展开图和按5.1.2.1确定的区域A、B、C。

c)把刮试模式的全尺寸展开图和按5.1.2.2b确定的区域A、B和C放到透明的大型量规塑料板上。

d)把刮试模式从试验台架上移到塑料板上，重新计算区域A、B、C被刮刷区域的百分比，并与表1中的值比较。

5.2刮水器系统的耐久性和频率试验5.2.1试验设备（按要求）a) 试验台架：见5.1.1.2.2b) 电源：见5.1.1.2.3c) 计数器：确定循环数的装置d) 喷水装置：见5.1.1.2.4e) 水软化器：在需要的地方增加一台装置，使水满足5.2.2d要求的水源。

f) 清洗器：非研磨型。

g) 温度测量装置：温度计或类似设备。

h) 电压表i) 真空计j) 液压计5.2.2试验条件a) 环境温度10—38ºC(50—100ºF)b) 水温7—24ºC(45—75ºC)c) 喷水嘴：把喷嘴安装在能给玻璃均匀喷水且喷水速率不能小于820cm³/min(50in³/min).d) 水硬度：不超过0.2kg/m³(12颗粒/gal)e)驱动电机的功能输入水平(只用于频率试验)：在一般的汽车运行条件下,驱动电机的最低有用功按汽车制造商的规定.f) 耐久性控制器：对电压和电流在汽车上使用的模拟控制。

5.2.3频率试验方法清洁挡风玻璃。

在整个试验中，连续给挡风玻璃喷水,喷水按5.2.2c，按5.2.2e给驱动电机供电。

在相应的控制设定下，确定系统的运行频率。

5.2.4耐久性试验方法挡风玻璃刮水器系统应运行1,500,000个循环其中300,000为高速循环，1,200,000个低速循环。

所有高速循环和低速循环应按以下循环进行运行。

湿运行——喷水5.5分钟干运行——停止喷水0.5分钟停车位置——最低0.1分钟——最高1分钟湿运行，按前面的5.2.2c部分向玻璃喷水，当需要时要清洗挡风玻璃。

在该试验中任一零组件失效就表示系统失效。

5.3刮水器系统堵转试验5.3.1试验设备a) 试验台架：见5.1.1cb) 电源：见5.1.1.2.25.3.2试验方法在任一普通运行模式下，当刮臂和刮片在玻璃的任一位置被限制运动15秒后，刮水器系统应满足4.1.4中的要求。

刮臂运动的限制可以沿着刮臂在其任一地点作用力，可以单独给每一根刮臂或同时给两根刮臂作用力以限制运动。

刮板的限制可以沿着整个刮板胶条来限制运动。

刮水器应在以下两种温度分别进行试验：-30和55ºC±3ºC（-20和130ºF±5ºF）。

在该温度下（在给出的限值之间）刮水器系统应满足在传动支轴上的最大输出力矩的要求。

5.4刮水器系统温度运行能力5.4.1试验设备a) 通用试验台架、电源、计时装置，以及其它在该试验中使用的按5.2.1规定的设备。

b) 试验仓：一间房或一个仓，能够容纳整个试验台架并能把湿度维持在-30—55ºC±3ºC（-20—130ºF±5ºF）。

5.4.2高温试验方法把试验台架和喷水设备放如温度为55ºC±3ºC（130ºF±5ºF）内4小时。

在4小时内，在相同的温度下，给刮水器系统和喷水设备通电并按5.2.2c的规定在最高速设定下，连续喷水运行半小时。

5.4.3低温试验方法把试验台架放入温度为-30±3ºC（-20±5ºF）内4小时，在该时段内在相同的温度下，给刮水器系统通电并在系统的最高速下运行半小时。

5.5风抬升试验方法在汽车或试验设备上做试验。

5.5.1试验设备在该试验应使用汽车或其它在5.2.1中规定的相关设备。

5.5.2试验条件a) 10-38ºC的环境温度b) 水温7-24ºC（45-75ºF）c) 水喷嘴。

在汽车时速0-160km/h下能在有效刮刷区域均匀喷水的装置，安装在不影响汽车挡风玻璃的前视区域（使在挡风玻璃的风流阻力最小化）。

d) 水的硬度：不超过0.2kg/m³(12粒/加仑)5.5.3风抬升试验方法a) 在相对风空气速度设为0km/h(0mph)，运行频率设置为最大，按5.1的规定确定系统的刮刷区域。

b) 在相对风速为高大车速的80%，但不超过160km/h(100mph)，系统运行频率为最高速度时，确定系统的刮刷区域，并注意出现气泡抖动、糊化等。

5.6耐臭氧试验5.6.1试验设备：氧业耐臭氧试验箱5.6.2刮水胶条的准备用于试验的胶条生产出来后应不超过三个月。

从刮板组件上取出胶条，长150mm（6英寸）的试件安装在与ASTM D 518、方法A中规定的相似固定安装位置上，在相距100mm(4英寸)的地方画上测量标志。

然后拉伸试件，使测量标记间的距离伸长15%。

再把试件放入在臭氧环境中48小时。

5.6.3试验方法把试件放入臭氧试验箱中达到72小时，把试验仓中的温度调至38ºC±3ºC（100ºF±5ºF），臭氧压力度50pphm±5mpa5.6.4拉伸率：在标记点之间的拉伸率应与4.2.1的要求相符。