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車窗上的“小黑點”竟然有大作用!

平常善於觀察的朋友一定會發現,凡是車上被固定住的玻璃,例如前後擋風、後三角窗、甚至是不可開啟的天窗,都可以在玻璃內部的四周看到從外向內半徑逐漸變小的不知名黑點,並且在黑點的外側還會有一層不透光的黑邊。

而能夠升降的四門車窗或是具備開啟功能的後尾窗,卻並沒有“小黑點”以及黑邊。那麼這時肯定就有不少朋友好奇了,玻璃上的這些“小黑點”和黑邊到底是幹嘛用的呢?

電動車窗升降原理

事實上這些“小黑點”和黑邊最主要的作用就是美化車窗安裝時的痕跡。對於可升降的車門玻璃來說,通常是採用夾具夾住車窗玻璃,使其具備上下移動的功能。而像是擋風玻璃這些不可開合的玻璃,則是透過打膠的方式與車身固定在一起的。

從工藝上來說,為了保證玻璃與車身固定得足夠緊密,避免玻璃與車身脫離,這些被安裝在車身上的玻璃往往都要使用大量的“膠水”來增加玻璃與車身之間固定的面積。在車輛生產時,這些玻璃膠大部分都是透過機器人均勻塗抹的,但膠被玻璃壓平後向外“擠”,還是有很大機率出現線條不平直的情況,這時就需要透過黑邊將玻璃下方不平整的玻璃膠遮住,起到“遮羞布”的作用。

除了遮羞作用外,玻璃邊緣的黑邊也可以讓玻璃膠與車身黏合得更加緊密。這主要是因為,黑邊和“小黑點”並不是印在玻璃上的,而是透過陶瓷燒結技術將黑色的色釉燒到玻璃上的。這時,由於色釉表面比玻璃更加粗糙,內部分子便可以與玻璃膠更好地黏合,增加固定強度。

除了上述這兩個功能以外,玻璃上的黑色色釉還有另外一個很重要功能——阻擋紫外線。眾所周知,太陽光中的紫外線是加劇人類肌膚衰老的重要原因,但除了面板外,紫外線也同樣會加劇包括玻璃膠在內的橡膠件老化。而玻璃上的黑色色釉則會徹底阻擋玻璃膠被紫外線輻射,避免車輛在戶外長期停車時,因為暴曬出現玻璃鬆動。

至此,關於黑色色釉和“小黑點”關於玻璃固定方面的功能就介紹完了,簡單來說,黑色色釉與“小黑點”的組合主要就是用來遮住玻璃膠不平整的貼合面,使玻璃看起來更加美觀,同時讓玻璃膠更好地與車身固定並避免太陽光中的紫外線輻射造成玻璃膠老化。但你以為這就是黑色色釉和“小黑點”全部功能嗎?那你可就大錯特錯了,因為它還有很多其他的作用。

還記得上文中提到的車內後視鏡為貼合玻璃的黑色色釉與“小黑點”嗎?它的作用除了幫助後視鏡更好地固定在擋風玻璃上以外,並看起來更加美觀外,黑色色釉周圍的“黑點”還起到了遮陽的效果。在晴空萬里的好天氣下,當駕駛員直面陽光時,大部分都會選擇開啟遮陽板,甚至戴上墨鏡。可無論是主駕還是副駕的遮陽板,都無法覆蓋掉車內後視鏡這一區域,因此在你抬頭,透過車內後視鏡觀察正後方時,就會被強烈的陽光直射到眼睛造成短暫失明。所以如果車內後視鏡是直接固定在擋風玻璃上的話,基本所有車都會透過“小黑點”的方式,來降低太陽光照射眼睛的強度。

此外,不少汽車擋風玻璃還會透過增加金屬鍍層的方式來讓玻璃更加通透,並且能夠反射外界熱量。但是由於金屬會對訊號產生很大的遮蔽作用,且汽車的外殼大部分都是金屬材質,此時車內的各種電子裝置訊號傳輸便會出現很大的問題。所以,為了讓ETC這樣的車內電子裝置可以與外界有資訊交換,內視鏡後方的“小黑點”區域就沒有采用金屬鍍層,以留出ETC與外界交流的通道。而且如果你去裝飾店給汽車貼膜的話,專業的技師也會將內後視鏡的區域空出來,因為帶有隔熱、隔色功能的玻璃膜,其內部也帶有金屬塗層,同樣會對車內的電子訊號產生遮蔽。

你以為這就是“小黑點”的全部功能了嗎?其實並不是,因為它還有一個在玻璃安全方面的作用。在小學時我們就已經知道了熱脹冷縮現象,溫度不同,物體的體積也會發生變化。雖然大部分材料都會遵循熱脹冷縮的這一物理現象,但是不同材料之間熱脹冷縮帶來的變形量是截然不同的,其中金屬受熱膨脹的就要比玻璃更加嚴重。並且由於玻璃具有良好的光學效能,因此太陽光中帶來熱輻射的紅外線並不能被玻璃完全吸收,這就導致玻璃不僅形變數更少,甚至所吸收的熱量也更少的情況。

因此,在炎熱暴曬的夏天,由於金屬窗框比玻璃更容易吸熱,同時受熱會產生更嚴重熱脹冷縮現象,所以窗框長、寬所產生的變化就會比窗框上貼上的玻璃更大,進而出現金屬框“向外拉伸”玻璃的現象。

而現在車輛所使用的玻璃基本都是韌性較差的鋼化玻璃,在窗框拉伸的過程中,這些完全不具備韌性的鋼化玻璃就受到很大的拉伸力,從而產生炸裂,影響車內人員的安全。不僅如此,由於金屬和玻璃的導熱效能不同,所以玻璃靠近金屬窗框的位置溫度會比玻璃中心區域更高。對於面積很大的擋風玻璃來說,邊緣與中心位置會擁有更大的溫度梯度,邊緣受熱脹冷縮產生的形變數也會與玻璃中心有較大差別,使玻璃內部也會產生較大的擠壓力。

有“小黑點”後的溫度梯度

為了避免玻璃因為內外壓力出現炸裂,燒製在玻璃邊緣的黑色色釉和內部半徑逐漸變小的“小黑點”,此時就成為了導熱和吸熱的介質。首先,由於“小黑點”自身不透光,它就能吸收太陽光中的紅外線,增大玻璃被加熱的面積。此外逐漸變小的半徑也讓熱量能夠以循序漸弱的方式傳遞到玻璃中心,降低整塊玻璃不同區域的溫度梯度。在吸熱和傳熱的共同作用下,擋風玻璃與金屬框架的溫度可以更加接近,降低被框架拉拽的幅度,同時玻璃各區域的溫度也變得更加趨同,減少了內部應力。

而在寒冷的冬天時,由於金屬框溫度比玻璃更低,此時“小黑點”和黑色色釉就會利用黑色吸熱快、散熱快的原理,平衡玻璃與金屬窗框之間的溫度差,避免玻璃出現炸裂的情況。

看完文章後,想必大家一定對汽車有了新的認知。在人類無窮智慧的加持下,就連擋風玻璃上的“小黑點”與黑色色釉的組合都起到了固定車窗、避免老化、遮陽、保持車內通訊和避免玻璃炸裂這5項功能。所以,這也是為什麼不少人都會把汽車說成人類現代科學技術的結晶,因為一輛完整的車,實在有太多細節的技術可以探尋,是無數高新技術的集大成者。