本发明专利涉及一种能清除汽车挡风玻璃霜冻和雾气的雨刷器系统，具体是指采用热源与导热软管，能够同时清除汽车挡风玻璃外侧霜冻与内侧雾气的汽车挡风玻璃雨刷器系统，属于汽车配件技术领域。
背景技术：
在我国北方的秋冬寒冷季节，尤其是遭遇雨雪天气时，汽车挡风玻璃时常会形成厚厚的霜冻层或冰冻层，严重影响驾驶者的视线。在清理汽车挡风玻璃的霜冻层或冰冻层时，较为普遍的方法多是采用银行卡或其他类似卡片的刮擦、温盐水冲洗、较长时间的开暖风热车等。诸如此类的方法，或者容易刮伤、腐蚀汽车挡风玻璃，或者容易造成汽油能源的浪费。此外，深秋、冬季、初春等季节驾车时，驾驶员与乘客呼吸过程中产生的水汽极易附着在汽车挡风玻璃内侧，形成挡风玻璃雾气，严重阻碍驾驶者视线，导致交通事故的频繁发生。汽车挡风玻璃雾气的清除，多采用毛巾擦拭，或采用位于汽车挡风玻璃底部的热风吹除；毛巾擦拭清除挡风玻璃雾气的过程非常繁琐且影响车辆的正常驾驶，热风吹除的方法只能清除挡风玻璃底部的雾气，清除效果非常不理想。目前，绝大多数汽车上安装的雨刷器仅能够清除挡风玻璃的灰尘，以及雨天降落在挡风玻璃的雨水，不具备清除霜冻与雾气的功能。
发明专利cn101286292a公开了汽车电热雨刷器，其在雨刷架上安装具有电热丝或超导电子发热器等电热装置的挡雪板，能够融化雨刷器上的冰雪，从而保持了挡风玻璃的清晰。然而，由于挡雪板的存在，增加了雨刷器系统结构复杂性，还会对挡风玻璃产生不同程度的损伤。发明专利cn103863250a公开了一种解冻汽车雨刷器，其实质是将镍铬合金丝和加热导热片安装于钢外壳内，钢外壳通过卡扣与雨刷器固定，实现了雨刷器周边积雪的快速融化。钢外壳的存在是造成挡风玻璃刮伤的潜在因素，而且还会增加雨刷器系统的负载，导致雨刷器系统服役时间变短。实用新型专利zl201420717572.7公开了一种自动清除汽车挡风玻璃冰冻的雨刷器，其技术方案是雨刷器副支架上增加了加热管，加热管内安装电阻丝，电阻丝与车载电源相连接，刮雨片沿着加热管的长度方向嵌装在加热管的下端，热气从加热管两侧的导热孔中吹出，随着雨刷器的转动将汽车挡风玻璃上的冰冻清除。加热管的存在增加了雨刷器结构的复杂程度，一定程度上提高了雨刷器的生产成本。实用新型专利cn205871995u公开了一种具有加热功能的汽车雨刷器，其技术方案是在雨刮橡胶片和雨刮橡胶片支架之间留有一个沿着雨刮橡胶片长度方向上的空腔，在空腔内设置与车载电源连通的电阻丝，雨刮橡胶片支架上设有导热孔，导热孔把空腔与外界连通，并指向汽车挡风玻璃表面，热风在导热孔中吹出。电阻丝的存在严重影响到雨刮橡胶片支架的使用性能，电阻丝加热温度不宜控制，集聚的热量容易损坏雨刮橡胶片支架，而且在冬天使用时，挡风玻璃上冰雪融化成水，很容易进入到雨刮橡胶片支架，造成电阻丝短路。
此外，以上发明专利与实用新型专利涉及的雨刷器系统，霜冻清除装置均设置在汽车挡风玻璃外侧，不能迅速有效地清除汽车挡风玻璃内侧的雾气。
技术实现要素：
基于上述技术背景，针对汽车挡风玻璃霜冻和冰冻清除技术的现状，本发明提供一种能同时清除汽车挡风玻璃霜冻和雾气的雨刷器系统，不仅能自动清除汽车挡风玻璃外侧的霜冻，还能迅速有效清除汽车挡风玻璃内侧雾气，并且使用过程安全、总体结构简单、操作方便、性能稳定。
为实现上述技术目标，本发明所采取的技术方案是：
一种能同时清除汽车挡风玻璃霜冻和雾气的雨刷器系统，包括设置在汽车挡风玻璃内侧的霜冻融化组件和设置在汽车挡风玻璃外侧的雨刷刮组件。
作为本发明的进一步改进，所述霜冻融化组件包括热源组件、连接热源组件热风出口的热风导流软管以及间隔固定在热风导流软管外部的热风导流软管固定吸盘；
所述热风导流软管通过热风导流软管固定吸盘固定安装在汽车挡风玻璃内侧的左边缘、上边缘与右边缘。
作为本发明的进一步改进，所述热风导流软管开设有间隔分布的散热孔，所述散热孔朝向汽车挡风玻璃的中心侧；所述热风导流软管的末端堵塞有热风导流软管密封塞；自散热孔散发至汽车挡风玻璃内侧的热气吹散汽车挡风玻璃内侧的雾气，并将导致汽车挡风玻璃温度的升高，进而可致使汽车挡风玻璃外侧的霜冻融化。
作为本发明的进一步改进，四个相邻的所述散热孔为一组，每组的四个相邻散热孔与汽车挡风玻璃的平面所呈角度依次为10°、20°、30°和40°。
作为本发明的进一步改进，所述热源组件包括热源壳体、通过电阻丝固定夹安装在热源壳体内部的电阻丝、开设在热源壳体上并连通热风导流软管的热风出口以及开设在热源壳体侧面的进风孔。
作为本发明的进一步改进，所述电阻丝与汽车蓄电池电源电连接；所述电阻丝的材质为镍铬电热合金丝。
作为本发明的进一步改进，所述热源组件还包括固定在热源壳体外部的热风导流扇片电机安装支架、固定安装在热风导流扇片电机安装支架上的热风导流扇片电机以及安装在热源壳体内且位于热风出口对侧的热风导流扇片；
所述热风导流扇片电机的电源输入端电连接汽车蓄电池电源，所述热风导流扇片电机的动力输出端驱动热风导流扇片转动。
作为本发明的进一步改进，所述热源壳体外部固定设置有热源壳体安装架，用于将热源组件螺栓紧固安装在汽车发动机舱室。
作为本发明的进一步改进，所述雨刷刮组件包括电机及减速器组件、连接在电机及减速器组件动力输出端上的连杆组件、连接在连杆组件上的摇臂以及安装在摇臂上并位于汽车挡风玻璃外侧面的雨刷器刮臂组件，电机及减速器组件通过连杆组件和摇臂传动后驱动雨刷器刮臂组件往复摆动清除汽车挡风玻璃外侧的霜冻。
作为本发明的进一步改进，所述连杆组件包括连接电机及减速器组件的一级连杆、铰接一级连杆的二级连杆和铰接二级连杆的变向连杆；所述摇臂固定连接变向连杆，随着变向连杆左右变向摆动而摇摆。与现有技术相比，本发明所取得的有益效果如下：
本发明解决了电阻丝产生的热量易损坏橡胶材质的雨刮片，霜冻融化而成的水容易进入雨刮片中导致电阻丝短路与腐蚀的问题，能够自动清除汽车挡风玻璃外侧的霜冻，还能迅速有效清除汽车挡风玻璃内侧雾气，并且使用过程安全、总体结构简单、操作方便、容易安装与拆卸、性能稳定。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明加热组件的结构示意图；
图3为本发明热风导流软管的结构示意图；
图4为本发明热风导流软管的左侧局部结构示意图；
图5为本发明热风导流软管的右侧局部结构示意图；
图中：1、热源组件；1-1、电阻丝；1-2、电阻丝固定夹；1-3、热源组件壳体；1-4、进风孔；1-5、热源壳体安装架；1-6、热风导流扇片；1-7、热风导流扇片电机；1-8、热风导流扇片电机安装支架；2、热风导流软管；2-1、散热孔；2-2、热风导流软管密封塞；3、热风导流软管固定吸盘；4、电机及减速器组件；5、一级连杆；6、二级连杆；7、变向连杆；8、摇臂；9、雨刷器刮臂组件；10、汽车挡风玻璃。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1-5所示，一种能同时清除汽车挡风玻璃霜冻和雾气的雨刷器系统，其特征在于：包括设置在汽车挡风玻璃10内侧的霜冻融化组件和设置在汽车挡风玻璃10外侧的雨刷刮组件。
进一步的，所述霜冻融化组件包括热源组件1、连接热源组件1热风出口的热风导流软管2以及间隔固定在热风导流软管2外部的热风导流软管固定吸盘3；
所述热风导流软管2通过热风导流软管固定吸盘3固定安装在汽车挡风玻璃10内侧的左、上及右边缘；热风导流软管固定吸盘3的设置，不仅能够实现热风导流软管2的简便安装，还可在春、夏、秋等不发生霜冻、雾气的时节简便拆除热风导流软管2。
进一步的，所述热风导流软管2开设有间隔分布的散热孔2-1，所述散热孔2-1朝向汽车挡风玻璃10的中心侧；自散热孔2-1散发至汽车挡风玻璃10内侧的热气吹散汽车挡风玻璃10内侧的雾气，并将导致汽车挡风玻璃10温度的升高，进而可致使汽车挡风玻璃10外侧的霜冻融化。所述热风导流软管2的末端堵塞有热风导流软管密封塞2-2，以使电阻丝1-1产生的热量完全通过散热孔2-1散发至汽车挡风玻璃10上。
进一步的，四个相邻的所述散热孔2-1为一组，每组的四个相邻散热孔2-1与汽车挡风玻璃10的平面所呈角度依次为10°、20°、30°和40°；这样设置的目的是便于将电阻丝1-1产生的热量散至距离散热孔2-1更远的挡风玻璃10区域，以提高霜冻与雾气的清除效率。
进一步的，所述热源组件1包括热源壳体1-3、通过电阻丝固定夹1-2安装在热源壳体1-3内部的电阻丝1-1、开设在热源壳体1-3上并连通热风导流软管2的热风出口以及开设在热源壳体1-3侧面的进风孔1-4，进风口1-4用以增强电阻丝1-1产生热量的流动性，电阻丝1-1产生的热量通过热风出口引导至热风导流软管2。
进一步的，所述电阻丝1-1与汽车蓄电池电源电连接；并在雨刷器速度控制杆部位设置除霜冻档位，即开启除霜冻档位，电阻丝1-1产生热量。
所述电阻丝1-1的材质为镍铬电热合金丝，且具有特定的阻值；镍铬电热合金丝具有较高电阻率、高温下强度较高、无磁性、经过高温后冷却，材料保持塑性能力强等优点。
进一步的，所述热源组件1还包括固定在热源壳体1-3外部的热风导流扇片电机安装支架1-8、固定安装在热风导流扇片电机安装支架1-8上的热风导流扇片电机1-7以及安装在热源壳体1-3内且位于热风出口对侧的热风导流扇片1-6；通过热风导流扇片电机安装支架1-8将将热风导流扇片电机1-7螺栓紧固安装到汽车发动机舱室。
所述热风导流扇片电机1-7的电源输入端电连接汽车蓄电池电源，所述热风导流扇片电机1-7的动力输出端驱动热风导流扇片1-6转动，热风导流扇片1-6提高热源壳体1-3内热量流向热风导流软管2的流速，加快热量传导给汽车挡风玻璃，以达到融化并清除璃霜冻的目的。
进一步的，所述热源壳体1-3外部固定设置有热源壳体安装架1-5，用于将热源组件1螺栓紧固安装在汽车发动机舱室。雨刷器速度控制杆部位设置的除霜冻档位，同时也能够控制热风导流扇片电机1-7的开启与关闭，即除霜冻档位可实现电阻丝1-1、热风导流扇片电机1-7的同时开启与关闭。
进一步的，所述雨刷刮组件包括电机及减速器组件4、连接在电机及减速器组件4动力输出端上的连杆组件、连接在连杆组件上的摇臂8以及安装在摇臂8上并位于汽车挡风玻璃10外侧面的雨刷器刮臂组件9，电机及减速器组件4通过连杆组件和摇臂8传动后驱动雨刷器刮臂组件9往复摆动清除汽车挡风玻璃10外侧的霜冻。
进一步的，所述连杆组件包括连接电机及减速器组件4的一级连杆5、铰接一级连杆5的二级连杆6和铰接二级连杆6的变向连杆7；所述摇臂8固定连接变向连杆7，随着变向连杆7左右变向摆动而摇摆。
汽车挡风玻璃10的外侧有霜冻、内侧有雾气时，开启除霜冻档位，电阻丝1-1产生热量，热风导流扇片电机1-7转动，带动热风导流扇片1-6旋转，电阻丝1-1产生热量进入热风导流软管2，经散热孔2-1散发至汽车挡风玻璃10的内侧，热气不仅能够吹散汽车挡风玻璃10内侧的雾气，还将导致汽车挡风玻璃10温度的升高，进而致使汽车挡风玻璃10外侧的霜冻融化。此时启动雨刷器系统，电机及减速器组件4产生的动力经一级连杆5、二级连杆6、变向连杆7、摇臂8传递给雨刷器刮臂组件9，进而可清除汽车挡风玻璃10外侧融化的霜冻。
现阶段，具有汽车挡风玻璃霜冻清除功能的雨刷器装置，多在雨刷器的雨刮片中设置电阻丝，电阻丝产生的热量易损坏橡胶材质的雨刮片，霜冻融化而成的水容易进入雨刮片中导致电阻丝短路与腐蚀。此外，霜冻清除装置均设置在汽车挡风玻璃外侧，不能迅速有效地清除汽车挡风玻璃内侧的雾气。基于上述汽车挡风玻璃霜冻和冰冻清除技术存在的问题，本发明的一种能同时清除汽车挡风玻璃霜冻和雾气的雨刷器系统，具有以下优点：能够自动清除汽车挡风玻璃外侧的霜冻，还能迅速有效清除汽车挡风玻璃内侧雾气，并且使用过程安全、总体结构简单、操作方便、容易安装与拆卸、性能稳定。
热源组件1电阻丝1-1阻值的确定：具有特定阻值的电阻丝1-1是本发明的一种能同时清除汽车挡风玻璃霜冻和雾气的雨刷器系统关键部件，阻值过大，会减小电阻丝1-1的发热功率，增加了汽车挡风玻璃霜冻或冰冻融化所需时间，降低了挡风玻璃霜冻清除效率；阻值过小，会使电阻丝1-1的发热功率过大，致使短时间内产生较多的热量，积聚在加热组件1的热源壳体1-3内部，致使温度骤然升高，严重损坏热风导流扇片1-6、热风导流扇片电机1-7、热风导流软管3等具有塑料材质的结构。与汽车挡风玻璃外侧的霜冻相比较，内侧的雾气比较容易清除，因此电阻丝1-1阻值的确定，以汽车挡风玻璃外侧霜冻的清除为标准。基于以下核算过程确定电阻丝1-1的阻值。首先设定相应参数，汽车挡风玻璃冰冻厚度h＝1.5mm，汽车挡风玻璃霜冻所处环境温度t＝-5℃，清除冰冻所需时间t＝6min，车载蓄电池电压12v且使用电压逆变器转换为48v。电阻丝2-1产生的热量部分用于融化汽车挡风玻璃霜冻，其余部分散失，假定80％的热量用于融化霜冻，即加热系数n＝1.25。霜的密度约为100kg/m3，冰的密度917kg/m3，则霜冻的密度假定为ρ＝400kg/m3，其他相应参数按标准选取。①挡风玻璃霜冻质量计算：雨刷器摆动半径r＝40cm、摆动角θ＝100°，雨刷器刮刷霜冻的面积，s＝πr2θ/360＝0.1396m2；霜冻质量，m＝ρ·sh＝0.08376kg。②霜冻融化所需热量计算：冰的比热容c1＝2.1kj/(kg·℃)，从0℃的冰转变成0℃的水所需融化热c2＝335kj/kg，霜冻从-5℃变成0℃需热量q1＝cmδt＝0.8795kj；设定40％的0℃霜冻转变成0℃的水时，雨刷器即可开始霜冻清除作业，则40％的霜冻转变成0℃的水所需热量q2＝0.4c2m＝11.22kj，因此霜冻融化所需热量q＝q1 q2＝12.10kj；③电阻丝阻值计算：电阻丝的发热功率为p，又因雨刷器系统的两条刮雨片承担挡风玻璃霜冻清除，设定其重复率为30％，即等价于1.3条刮雨片承担0.1396m2的挡风玻璃的霜冻的清除，则有1.3p·t＝(q1 q2)·n，获取p＝0.03879kj/s＝38.8w,由p＝u2/r，知阻值为r＝3.7ω。因在阻值计算过程中，所设定的参数多以上限值为准，故在本发明中，电阻丝2-1的阻值取3-10ω。
本发明的工作过程：如图1-5所示，本发明的一种能同时清除汽车挡风玻璃霜冻和雾气的雨刷器系统，选取阻值为5ω的电阻丝1-1，通过电阻丝固定夹1-2安装于热源组件壳体1-3的内部；进风孔1-4的直径设置为60mm，热风导流软管3直径均设置为8mm，采用热风导流软管固定吸盘3固定到汽车挡风玻璃10的左边缘、上边缘与右边缘；热风导流软管3的散热孔2-1的孔径与间距分别设置为3mm、30mm，孔中心与汽车挡风玻璃10平面的夹角依次为10°、20°、30°、40°。汽车挡风玻璃10的外侧有霜冻、内侧有雾气时，开启除霜冻档位，电阻丝1-1产生热量，热风导流扇片电机1-7转动，带动热风导流扇片1-6旋转，电阻丝1-1产生热量进入热风导流软管2，经散热孔2-1散发至汽车挡风玻璃10的内侧，热气不仅能够吹散汽车挡风玻璃10内侧的雾气，还将导致汽车挡风玻璃10温度的升高，进而可致使汽车挡风玻璃10外侧的霜冻融化。此时启动雨刷器系统，电机及减速器组件4产生的动力经一级连杆5、二级连杆6、变向连杆7、摇臂8传递给雨刷器刮臂组件9，由此可清除汽车挡风玻璃10外侧融化的霜冻，达到汽车挡风玻璃霜冻自动清除的目的，保障良好的驾驶视线，确保行车安全。
1.一种能同时清除汽车挡风玻璃霜冻和雾气的雨刷器系统，其特征在于：包括设置在汽车挡风玻璃（10）内侧的霜冻融化组件和设置在汽车挡风玻璃（10）外侧的雨刷刮组件。
2.根据权利要求1所述的一种能同时清除汽车挡风玻璃霜冻和雾气的雨刷器系统，其特征在于：所述霜冻融化组件包括热源组件（1）、连接热源组件（1）热风出口的热风导流软管（2）以及间隔固定在热风导流软管（2）外部的热风导流软管固定吸盘（3）；
所述热风导流软管（2）通过热风导流软管固定吸盘（3）固定安装在汽车挡风玻璃（10）内侧的左边缘、上边缘与右边缘。
3.根据权利要求2所述的一种能同时清除汽车挡风玻璃霜冻和雾气的雨刷器系统，其特征在于：所述热风导流软管（2）开设有间隔分布的散热孔（2-1），所述散热孔（2-1）朝向汽车挡风玻璃（10）的中心侧；所述热风导流软管（2）的末端堵塞有热风导流软管密封塞（2-2）；自散热孔（2-1）散发至汽车挡风玻璃（10）内侧的热气吹散汽车挡风玻璃（10）内侧的雾气，并将导致汽车挡风玻璃（10）温度的升高，进而可致使汽车挡风玻璃（10）外侧的霜冻融化。
4.根据权利要求3所述的一种能同时清除汽车挡风玻璃霜冻和雾气的雨刷器系统，其特征在于：四个相邻的所述散热孔（2-1）为一组，每组的四个相邻散热孔（2-1）与汽车挡风玻璃（10）的平面所呈角度依次为10°、20°、30°和40°。
5.根据权利要求2所述的一种能同时清除汽车挡风玻璃霜冻和雾气的雨刷器系统，其特征在于：所述热源组件（1）包括热源壳体（1-3）、通过电阻丝固定夹（1-2）安装在热源壳体（1-3）内部的电阻丝（1-1）、开设在热源壳体（1-3）上并连通热风导流软管（2）的热风出口以及开设在热源壳体（1-3）侧面的进风孔（1-4）。
6.根据权利要求5所述的一种能同时清除汽车挡风玻璃霜冻和雾气的雨刷器系统，其特征在于：所述电阻丝（1-1）与汽车蓄电池电源连接；
所述电阻丝（1-1）的材质为镍铬电热合金丝。
7.根据权利要求5所述的一种能同时清除汽车挡风玻璃霜冻和雾气的雨刷器系统，其特征在于：所述热源组件（1）还包括固定在热源壳体（1-3）外部的热风导流扇片电机安装支架（1-8）、固定安装在热风导流扇片电机安装支架（1-8）上的热风导流扇片电机（1-7）以及安装在热源壳体（1-3）内且位于热风出口对侧的热风导流扇片（1-6）；
所述热风导流扇片电机（1-7）的电源输入端电连接汽车蓄电池电源，所述热风导流扇片电机（1-7）的动力输出端驱动热风导流扇片（1-6）转动。
8.根据权利要求7所述的一种能同时清除汽车挡风玻璃霜冻和雾气的雨刷器系统，其特征在于：所述热源壳体（1-3）外部固定设置有热源壳体安装架（1-5），用于将热源组件（1）螺栓紧固安装在汽车发动机舱室。
9.根据权利要求1所述的一种能同时清除汽车挡风玻璃霜冻和雾气的雨刷器系统，其特征在于：所述雨刷刮组件包括电机及减速器组件（4）、连接在电机及减速器组件（4）动力输出端上的连杆组件、连接在连杆组件上的摇臂（8）以及安装在摇臂（8）上并位于汽车挡风玻璃（10）外侧面的雨刷器刮臂组件（9），电机及减速器组件（4）通过连杆组件和摇臂（8）传动后驱动雨刷器刮臂组件（9）往复摆动清除汽车挡风玻璃（10）外侧的霜冻。
10.根据权利要求9所述的一种能同时清除汽车挡风玻璃霜冻和雾气的雨刷器系统，其特征在于：所述连杆组件包括连接电机及减速器组件（4）的一级连杆（5）、铰接一级连杆（5）的二级连杆（6）和铰接二级连杆（6）的变向连杆（7）；所述摇臂（8）固定连接变向连杆（7），随着变向连杆（7）左右变向摆动而摇摆。
技术总结