流體力學告訴你,為什么有的車沒有后雨刷
雨天開車,我打開了前面的雨刷。但無意之中,我發現有的車,后面竟然也有雨刷,短短的,好萌的樣子。為什么我的車沒有后雨刷,是不是減配了?找個車庫,咱們去看看,后雨刷到底是不是所有車的標配。我大約隨機統計了100輛車,約50輛轎車,其他多是SUV或商務車。

你有沒有發現什么規律?有后雨刷的車,好像都是SUV或商務車,轎車普遍都沒有。當然,有些SUV也沒裝。那么后雨刷是SUV的標配么?為什么轎車就沒有后雨刷呢?查閱了相關資料,主要兩個原因,第一個是結構方面,雨刮是需要電機來帶動,SUV的后玻璃跟后蓋是一體的,就可以安在玻璃與后蓋連接的地方。而一般的三箱轎車,后玻璃和后備箱蓋是分離的,雨刷的位置會影響后備箱的開啟。

第二個原因,是流體力學的原因,對于SUV或商務等直背式的車來說,氣流負壓的分離點在車頂后部,整車后方有一個紊流負壓區,臟東西會卷起來粘在后窗玻璃上。而三廂轎車的負壓分離點在后備箱邊緣,只會弄臟后面的‘屁股’,不會影響后窗玻璃。而且由于氣流的作用,弧形后窗玻璃上的污垢甚至會被吹走。

流體力學?我的DNA動了一下。于是建了兩個模型,分別是SUV和轎車的。用流體仿真軟件AICFD淺算了一下,果然得到了驗證,從流線圖中可以明顯的看出,SUV渦流區在整個尾部,涵蓋了后玻璃的區域,而轎車是在后玻璃下方的區域。

只做個計算機仿真,我總覺得差點意思。咱工程上常說,仿真要經得起實驗的驗證。之前查找飛機失速資料時,看到有失速的試驗。在機翼上粘一些小繩子,失速后,小繩子集體開始跳舞,很壯觀。那么我們就用這個方式來嘗試復現一下車尾的渦流。

車找來了,一輛轎車,和一輛直背的商務車。然后開始貼繩子,貼呀貼,一行一行又一行,額,再來一行。走,上路!一會兒等車跑起來,咱們看看是否可以通過細繩的飄動狀態來感受兩種車尾部渦流的不同。

本來想在車外固定一個相機,會拍得更清楚,但應該涉嫌危險駕駛,所以就將就著在車里透過玻璃拍吧。當時速達到了100公里左右,可以看到兩種細繩不同的飄動狀態。直背的商務車,細繩飄動略顯紊亂,可以看出渦流的作用。而轎車上的細繩條條分明,緊貼車窗,對應了仿真中順滑的流線,沒有渦流,沒有低壓區,也不容易積灰。理論加仿真加實驗,轎車為什么沒有后雨刷,你GET了嗎。


最后,開始水時長,簡單講一下雨刷的發展史。找到的雨刷最早的專利,是1898年美國人George申請的,處在概念階段,沒有明確說雨刷的動力來源。1903年,美國一個房地產商Mary發明了手動雨刷。

手動嘛,需要駕駛員一邊開車一邊用手轉動雨刷。1921年,美國William和 Folberth發明了由真空發動機(vaccum engine)驅動的電動雨刷。缺點是雨刷容易隨車速改變而不穩定擺動。1962年,Robert發明了速度可變的間歇式雨刷,奠定了現代雨刷的基礎。而后,雨刷種類和功能都越來越豐富,像單臂式、 對向式、交叉式、平行式。目前車上裝的很多是感應式自動雨刷系統,根據雨量自動調節開閉及速度就像前幾期介紹的倒車鏡一樣,成熟過后面臨的可能就是消失,例如邁凱倫研究的用30kHz的超聲波就可以清除風擋玻璃上的任何雜質。這期雨刷的事兒就到這兒了,不知道你是否喜歡。咱們下期見!拜拜。
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