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车窗上的“小黑点”竟然有大作用!

萝卜报告 6825浏览 2022-12-28 IP属地: 北京

平常善于观察的朋友一定会发现,凡是车上被固定住的玻璃,例如前后挡风、后三角窗、甚至是不可开启的天窗,都可以在玻璃内部的四周看到从外向内半径逐渐变小的不知名黑点,并且在黑点的外侧还会有一层不透光的黑边。

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而能够升降的四门车窗或是具备开启功能的后尾窗,却并没有“小黑点”以及黑边。那么这时肯定就有不少朋友好奇了,玻璃上的这些“小黑点”和黑边到底是干嘛用的呢?

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 电动车窗升降原理 

事实上这些“小黑点”和黑边最主要的作用就是美化车窗安装时的痕迹。对于可升降的车门玻璃来说,通常是采用夹具夹住车窗玻璃,使其具备上下移动的功能。而像是挡风玻璃这些不可开合的玻璃,则是通过打胶的方式与车身固定在一起的。

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从工艺上来说,为了保证玻璃与车身固定得足够紧密,避免玻璃与车身脱离,这些被安装在车身上的玻璃往往都要使用大量的“胶水”来增加玻璃与车身之间固定的面积。在车辆生产时,这些玻璃胶大部分都是通过机器人均匀涂抹的,但胶被玻璃压平后向外“挤”,还是有很大概率出现线条不平直的情况,这时就需要通过黑边将玻璃下方不平整的玻璃胶遮住,起到“遮羞布”的作用。

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除了遮羞作用外,玻璃边缘的黑边也可以让玻璃胶与车身黏合得更加紧密。这主要是因为,黑边和“小黑点”并不是印在玻璃上的,而是通过陶瓷烧结技术将黑色的色釉烧到玻璃上的。这时,由于色釉表面比玻璃更加粗糙,内部分子便可以与玻璃胶更好地黏合,增加固定强度。

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除了上述这两个功能以外,玻璃上的黑色色釉还有另外一个很重要功能--阻挡紫外线。众所周知,太阳光中的紫外线是加剧人类肌肤衰老的重要原因,但除了皮肤外,紫外线也同样会加剧包括玻璃胶在内的橡胶件老化。而玻璃上的黑色色釉则会彻底阻挡玻璃胶被紫外线辐射,避免车辆在户外长期停车时,因为暴晒出现玻璃松动。

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至此,关于黑色色釉和“小黑点”关于玻璃固定方面的功能就介绍完了,简单来说,黑色色釉与“小黑点”的组合主要就是用来遮住玻璃胶不平整的贴合面,使玻璃看起来更加美观,同时让玻璃胶更好地与车身固定并避免太阳光中的紫外线辐射造成玻璃胶老化。但你以为这就是黑色色釉和“小黑点”全部功能吗?那你可就大错特错了,因为它还有很多其他的作用。

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还记得上文中提到的车内后视镜为贴合玻璃的黑色色釉与“小黑点”吗?它的作用除了帮助后视镜更好地固定在挡风玻璃上以外,并看起来更加美观外,黑色色釉周围的“黑点”还起到了遮阳的效果。在晴空万里的好天气下,当驾驶员直面阳光时,大部分都会选择打开遮阳板,甚至戴上墨镜。可无论是主驾还是副驾的遮阳板,都无法覆盖掉车内后视镜这一区域,因此在你抬头,透过车内后视镜观察正后方时,就会被强烈的阳光直射到眼睛造成短暂失明。所以如果车内后视镜是直接固定在挡风玻璃上的话,基本所有车都会通过“小黑点”的方式,来降低太阳光照射眼睛的强度。

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此外,不少汽车挡风玻璃还会通过增加金属镀层的方式来让玻璃更加通透,并且能够反射外界热量。但是由于金属会对信号产生很大的屏蔽作用,且汽车的外壳大部分都是金属材质,此时车内的各种电子设备信号传输便会出现很大的问题。所以,为了让ETC这样的车内电子设备可以与外界有信息交换,内视镜后方的“小黑点”区域就没有采用金属镀层,以留出ETC与外界交流的通道。而且如果你去装饰店给汽车贴膜的话,专业的技师也会将内后视镜的区域空出来,因为带有隔热、隔色功能的玻璃膜,其内部也带有金属涂层,同样会对车内的电子信号产生屏蔽。

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你以为这就是“小黑点”的全部功能了吗?其实并不是,因为它还有一个在玻璃安全方面的作用。在小学时我们就已经知道了热胀冷缩现象,温度不同,物体的体积也会发生变化。虽然大部分材料都会遵循热胀冷缩的这一物理现象,但是不同材料之间热胀冷缩带来的变形量是截然不同的,其中金属受热膨胀的就要比玻璃更加严重。并且由于玻璃具有良好的光学性能,因此太阳光中带来热辐射的红外线并不能被玻璃完全吸收,这就导致玻璃不仅形变量更少,甚至所吸收的热量也更少的情况。

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因此,在炎热暴晒的夏天,由于金属窗框比玻璃更容易吸热,同时受热会产生更严重热胀冷缩现象,所以窗框长、宽所产生的变化就会比窗框上粘贴的玻璃更大,进而出现金属框“向外拉伸”玻璃的现象。

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而现在车辆所使用的玻璃基本都是韧性较差的钢化玻璃,在窗框拉伸的过程中,这些完全不具备韧性的钢化玻璃就受到很大的拉伸力,从而产生炸裂,影响车内人员的安全。不仅如此,由于金属和玻璃的导热性能不同,所以玻璃靠近金属窗框的位置温度会比玻璃中心区域更高。对于面积很大的挡风玻璃来说,边缘与中心位置会拥有更大的温度梯度,边缘受热胀冷缩产生的形变量也会与玻璃中心有较大差别,使玻璃内部也会产生较大的挤压力。

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 有“小黑点”后的温度梯度 

为了避免玻璃因为内外压力出现炸裂,烧制在玻璃边缘的黑色色釉和内部半径逐渐变小的“小黑点”,此时就成为了导热和吸热的介质。首先,由于“小黑点”自身不透光,它就能吸收太阳光中的红外线,增大玻璃被加热的面积。此外逐渐变小的半径也让热量能够以循序渐弱的方式传递到玻璃中心,降低整块玻璃不同区域的温度梯度。在吸热和传热的共同作用下,挡风玻璃与金属框架的温度可以更加接近,降低被框架拉拽的幅度,同时玻璃各区域的温度也变得更加趋同,减少了内部应力。

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而在寒冷的冬天时,由于金属框温度比玻璃更低,此时“小黑点”和黑色色釉就会利用黑色吸热快、散热快的原理,平衡玻璃与金属窗框之间的温度差,避免玻璃出现炸裂的情况。

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看完文章后,想必大家一定对汽车有了新的认知。在人类无穷智慧的加持下,就连挡风玻璃上的“小黑点”与黑色色釉的组合都起到了固定车窗、避免老化、遮阳、保持车内通讯和避免玻璃炸裂这5项功能。所以,这也是为什么不少人都会把汽车说成人类现代科学技术的结晶,因为一辆完整的车,实在有太多细节的技术可以探寻,是无数高新技术的集大成者。

 
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