[汽車之家 技術] 從誕生之初拘泥于馬車造型的“鋼鐵怪獸”,到今天向著智能化、電動化發(fā)展的汽車,在這段歲月里,它身上很多的細節(jié)部件都發(fā)生了顯著的變化,甚至有的消失不見。這次我們的主人公是這樣一個從無到有,今天必不可少的部件——風擋玻璃。
汽車誕生至今超過百年,這個人類工業(yè)技術集大成的產物能一步步的走向今天,與單一個體的進化不無關系。從今天開始,我們就將視野聚焦到單一零部件,古往今來,從原始到現代,聊聊它們的故事——這就是我們的化整為零系列選題。
■ 帽子與風鏡
熟悉奔馳品牌的朋友一定對那句“汽車的發(fā)明者”廣告詞感到不陌生,如果你翻過當時的照片會發(fā)現誕生初期的汽車實際上還不如馬車結構復雜,駕乘者和車輪一樣暴露在外。不難想象車輛行駛起來后,使用者的感受如何。
但隨著內燃機技術的快速發(fā)展,汽車行駛的速度很快就與傳統(tǒng)畜力車比肩了,相比于坐在車廂或趴在動物身上的乘客而言,全身直立乘坐在汽車上的使用者并不優(yōu)雅。發(fā)型被吹亂只是小事兒,高速吹過的風讓他們睜不開雙眼,事故由此發(fā)生。
早期車輛時速與馬車無法抗衡,甚至出現了馬車與汽車賽跑的情況,但很快隨著內燃機技術的發(fā)展,汽車讓人們見到了機械的力量。1914年,布加迪的Type 17車型就已經可以達到110km/h的最高時速,這樣的時速下不帶風鏡根本無法睜開雙眼,更不要提準確觀察路況了。
人類對速度的渴求是沒有盡頭的,汽車的發(fā)展過程充分驗證了這個結論。人類發(fā)現汽車這個新興事物擁有遠超畜力的速度后,不斷探求極限就成了那個時代貴族們的新消遣方式。在這個過程中,緊靠帽子與風鏡已經無法很好阻止路面上的異物飛濺了,這催生著新部件的誕生。
■ 有色琉璃,無色玻璃
賽事運動的蓬勃發(fā)展催生著新技術的誕生,很快那些速度機器上出現了風擋,造型雖然各異,但作用都是阻擋飛濺的異物。不透明的擋板雖然能夠起到阻擋作用,但是無疑會影響車手的視線,于是人們嘗試在車上安裝玻璃。
隨著空氣動力學研究的出現,汽車慢慢采用了封閉式車廂,玻璃的應用讓車內空間顯得更通透。數據顯示上世紀50年代每臺汽車的玻璃平均面積為2.2㎡,10年后的60年代使用面積在2.4㎡,之后延續(xù)了增長狀態(tài),使用面積從2.8㎡已經發(fā)展成為4㎡(截止2010年)。
■ 夾層玻璃出現
普通玻璃雖然滿足了人們觀察路面情況與阻擋異物的需求,但在很多交通事故中,都出現了車身變形導致玻璃破碎傷人的情況。既然單塊玻璃強度不夠無法滿足需求,工程師自然而然的想到了“加量”的辦法。
1910年前后的夾層玻璃是在兩片玻璃之間添加骨膠、賽璐璐片等有機材料。1938年,美國工程師研制成了聚乙烯醇縮丁醛膠片,即PVB膠片。其對無機玻璃有很好粘結力,具有透明、耐熱、耐寒、機械強度高等特性,是制造夾層玻璃用的最佳粘合材料,這也是應用得最廣泛的中間膜材料。
■ 不滿足老角色的新玻璃
現在一般的汽車玻璃采用硅玻璃,其中主要成份氧化硅含量超過70%,其余由氧化鈉、氧化鈣、鎂等組成。制造過程中,材料會被加熱到1500℃溫度熔化,溶液通過1300℃左右的精練區(qū)時澆注到懸浮槽(液態(tài)錫)上,冷卻到600℃左右,在此階段形成平行的兩面平面體,再通過冷卻區(qū)域后形成玻璃并被切割成規(guī)定的尺寸,然后玻璃進一步加工成鋼化玻璃(TSG)或夾層玻璃(LSG)。
除了這些傳統(tǒng)的功能需求,新時代的車用玻璃也在向新方向發(fā)展,比如滿足輕量化需求的有機玻璃。它是由高分子材料通過注塑、擠出或者澆注成型的方法,將塑料制品制成玻璃結構,其重量、韌性、強度都會優(yōu)于無機玻璃。
整車技術的發(fā)展也讓汽車從之前扮演的角色從交通工具,變成了移動平臺。智能化以及之后出現的自動駕駛技術滿足了人們獲知更多信息的需求。風擋玻璃的角色也從最早的阻隔作用,變成了可以承載信息的“熒幕”。
全文總結:
作為工業(yè)產品之一的汽車,其發(fā)展變化很大程度上都是基于使用者需求改變出現的。車輛時速的快速增加滿足了人類對速度的渴求,由此引發(fā)了異物飛濺的問題,這催生了風擋的出現。傳統(tǒng)玻璃滿足基本需求后,人們對玻璃自身安全又提出了更高要求。這最終促使了今天常見的夾層、鋼化玻璃的出現。隨著新時代的到來,它又成為了承載信息的熒幕。(文/圖 汽車之家 唐朝)
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