汽车防眩薄膜的研究
摘要:通过分析当前汽车防眩装置的工作性能和状况,采用互补型变色材料,对汽车防眩薄膜变色部分的结构和工作性能进行了创新设计,运用光电控制器,实现了对变色部分的自动控制。防眩实验结果表明:变色部分能够自动完成着色、消色和光致变色过程,工作稳定可靠;控制部分动作准确、运行良好。
关键词: 防眩 着色 消色 互补型
1 前言
交通部门有关数据显示,在导致死亡的所有交通事故中,40%以上都发生在夜间,尽管夜间道路上行驶的汽车数量要比白天少80%。但这样的结果并不让人惊讶。科学研究证明,如果晚上汽车相向行驶时不互闭远光灯,对双方驾驶员造成的强光刺激就更容易引发交通事故。为解决此类问题,有关部门研制生产了光致变色薄膜和光致变色玻璃,虽然这两种器件接受光照后能变色减弱光透射率,有一定的防眩作用,但其响应速度慢、变色时间长,一般为3~10S,很难满足夜间汽车交会时所需快速变色而用以防眩的要求。目前已研制出来的电致变色玻璃,虽然能满足快速变色而达到防眩的目的,但其存在生产工艺复杂、成本高、容易破损、安装与更换均不方便等缺点,且一旦破裂后将失去防眩功能。为此,汽车防眩行业急需要一种新型的汽车防眩薄膜。
2 结构组成
汽车防眩薄膜主要由变色与控制两大部分组成。变色部分是由可以发生光致变色和电致变色的混合变色材料层[1]组成的变色器件,控制部分是由电源和抗干扰能力强的光电控制器组成的光电一体化装置。
2.1变色部分
变色部分由透明导电层、混合变色层、电解质层、对电极层组成的变色器件。该部分是完成防眩的技术关键。变色部分的结构如图1所示:1、7—透明薄膜层
2、6—透明导电层
3—混合变色层
4—电解质层
5—对电极层
8、9—引出导电极图1
2.1.1透明导电层
透明导电层是混合变色层与外加电源实现沟通的桥梁。汽车防眩薄膜中有两层透明导电层,且每个透明导电层上均有一个引出导电极与控制部分相连。透明导电层镀在透明薄膜层上,汽车防眩薄膜通过透明薄膜层粘贴在汽车驾驶室的视窗玻璃上。透明导电层要求整体在可见光区是全透明的,一般选择ITO或FTO薄膜,要求导电性能好,方块电阻不大于60 。
2.1.2混合变色层
混合变色层是变色部分的核心层。变色部分工作性能的好坏主要取决于该层的阴极着色材料WO3的镀制。混合变色层既能对光辐射产生响应,即所谓的光致变色,又能对电化学极化产生响应,即所谓的电致变色。汽车防眩薄膜的混合变色层将光辐射和电化学极化组合起来,可以产生一种新的现象——可见光变色效应。汽车防眩薄膜在白天只利用其光致变色效应(实验表明较微弱),在晚上主要利用其电致变色效应。
2.1.3电解质层
电解质层也称离子导电层,其主要特点是高离子导电率和高电子电阻率。变色部分中电解质层的主要任务是传输离子。汽车防眩薄膜变色部分中的电解质层采用掺有Li+的固体快离子导体,它提供了电致变色材料所需的补偿离子。
2.1.4对电极层
对电极层也称离子储存层。变色部分中以NiO为阳极着色材料,将其与混合变色层组合在一起而形成相互补充的混合变色反应。互补型混合变色材料[2]的优点是节约电能且着色丰富,工作寿命长。
2.2控制部分
控制部分由电源和抗干扰能力强的光电控制器两部分组成,其中光电控制器又由光敏元器件、触发器、放大电路、执行元件和调节器[3]等组成。
电源部分为变色部分和光电控制器提供所需的工作电压,是汽车防眩薄膜着色和消色的动力源泉。电源部分容易控制,能稳定、可靠地提供汽车防眩时所需的着色和消色[4]的控制电压。光电控制器能够自动为汽车夜间交会时提供所需的防眩着色信号,能有效保证防眩薄膜准确、可靠地工作。
3工作原理
3.1变色部分
汽车在夜间行驶时,变色部分接收控制部分的指令及时进行着色与消色的调整。该部分主要是通过调节器——负电压/正电压——引出导电极的输入循环,完成变色部分的着色——消色过程。汽车在白天行驶时只是辅助以微弱的光致变色。汽车防眩薄膜通过控制部分动态地调节变色部分的着色与消色来改变灯光的辐射能量和汽车视窗的透射率从根本上实现了防眩。变色部分的工作原理如图1所示。
3.1.1着色过程
夜间汽车交会时,控制部分接收并发送防眩着色信号,同时通过引出导电极8和9向变色部分提供防眩着色电压,使其进入着色状态。汽车防眩薄膜进行防眩着色时,混合变色层3作为阴极,对电极层5作为阳极,它们被从透明导电层2和6注入的电子还原,同时由电解质层4注入阳离子则发生从无色到有色的着色反应,混合变色层的着色反应式分别为:
(1)
(2)
3.1.2消色过程
同理,夜间交会车辆驶过后,控制部分接收并发送消色信号,同时通过引出导电极8和9向变色部分提供消色电压,使其进入消色状态。汽车防眩薄膜进行消色时,混合变色层3作为阳极,对电极层5作为阴极,它们被从透明导电层2和6注入的电子氧化,同时由电解质层4注入阴离子时则发生从有色到无色的消色反应,混合变色层的消色反应式分别为:
(3)
(4)
3.1.3光致变色过程
汽车防眩薄膜在白天光照较强的情况下可自动完成由物理效应[5]引起的光致变色。变色部分中的混合变色层3吸收光子后发生电子从分子中一个能级跃迁到另一个能级,使混合变色层呈现不同的光谱,完成光致变色过程;当光照减弱后,变色部分的混合变色层由光致变色的逆反应使该层恢复到透明状态。
(5)
汽车防眩薄膜在着色、消色和光致变色态下的透射光谱如图2所示。
图2
图2中:A—汽车防眩薄膜在着色态下的透射光谱;
B—汽车防眩薄膜在光致变色态下的透射光谱;
C—汽车防眩薄膜在消色态下的透射光谱。
3.2控制部分
控制部分工作原理方框如图3所示。控制部分由电源向变色部分和光电控制器提供所需的工作电压。当夜间两车交会时,经光敏元器件产生防眩着色信号输送给触发器,再经放大电路将接收到的信号放大,驱动执行元件,最后由调节器输出变色部分着色所需的工作电压,使汽车防眩薄膜完成防眩着色过程。
同理,两交会车辆驶过后,由调节器输出变色部分消色过程所需的工作电压,使汽车防眩薄膜恢复到正常状态。控制部分采用先进的光电控制元器件,能够确保其准确、可靠地工作。
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浅谈汽车的维护与保养摘要:进入21世纪以来,我国的经济稳步发展,国民收入也有了很大的提高,越来越多的人拥有了自己的轿车,但多数人对于平时的汽车维护与保养缺乏必要的了解,本文针对这一问题,从平时汽车维护和保养中普遍存在的问题入手,阐述了到底该如何维护和保养我们的爱车,让车真正成为我们的工具而不是包袱。关键词: 发动机 变速箱 汽车音响 底盘 进入21世纪以来,随着汽车工业的飞速发展,我国人民生活水平逐步提高,越来越多的人都拥有了自己的轿车,从最普通的家用小轿车到高性能跑车全都出现在人们的生活当中,汽车成为不可缺少的工具。但对于广大的汽车爱好者和拥有者来说,日常生活中对爱车的维修与保养存在多重的盲区,既浪费了金钱,也给汽车的性能带来了一点的影响,所以掌握一点汽车维护与保养的知识很有必要。那么我们又要如何维护和保养我们的爱车呢?第一章 发动机的维护与保养一、发动机基本结构发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机,还是柴油机;无论是四行程发动机,还是二行程发动机;无论是单缸发动机,还是多缸发动机。要完成能量转换,实现工作循环,保证长时间连续正常工作,都必须具备以下一些机构和系统。汽油机由两大机构和五大系统组成,即由曲柄连杆机构,配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成;柴油机由以上两大机构和四大系统组成,即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成,柴油机是压燃的,不需要点火系。 参考地址: http://www.taolw.com/Car/2009/06/81583.html
最初的气压轮胎是 1888年 英国的兽医 John Boyd
Dunlop ,他先用橡胶板作一个胎附贴在木头轮子,与地面接触的部分使用的是较厚的帆布包,
然后安装在三轮自行车上作了实验,从此诞生了轮胎。
过后,轮胎帆布上贴了橡胶片,试验在一个较大的二轮自行车上,结果显示了非常良好的性能,
从此诞生了第一个气压轮胎。
1891年 C.K.Welch发明的卷边钢丝轮胎是轮胎发展历史上不可缺少的一部分,
1891年米其林兄弟发明了用手进行脱装的专利, 1904年 Firestone和GoodYear开发了支柱边
卷边钢丝轮胎, 到了1908年几乎所有的美国制造都是使用这种制造方式。
1913 年英国开发了, 轮胎帘布材料制织方式跟斜交轮胎类型完全不同的子午线轮胎方式 .但是,这使用化是35年后,
到了1948年Michelin 兄弟实现的。帘布材料使用的是编织棉丝,比棉丝结丝的丝线,由于价格贵,所以没法将其
用作帘布材料。1928年美国Dupont公司不断完善合成反应的基础理论体系,到1930年代迅猛发展,1948年之前比Royon
热性度低的人造丝占有了75%的市场。1948年开发了尼龙帘布,在市场上与人造丝竞争到1959年。1960年它在市场的价格
竞争中获胜, 到1962年市场上出现了新的(Dupont)聚脂帘布。
1970年代用钢丝线作成的钢丝帘布占有了主要市场。1980年代紧随欧洲,在美国毅然站在了市场的前头。1972年美国
Dupont公司开发了韧性比钢丝强5倍的材料, 但因其价格昂贵,只能在少部分轿车中使用。
随着材料、制造技术的不断进步和汽车的性能提高,轮胎的力学性能越来越得到重视, 特别是轿车用轮胎中,随着车辆,道路
的发达,不断改善了轿车轮胎的高速性、调整性和安全性,从而不断开发了新颖的、经济、性能可靠的轮胎。
在平坦的道路和高速公路上,轮胎与汽车的性能愈加显得优越。加入一点自己的见解,同一种意思用自己的话来表达
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