Механизм стеклоочистителя

После изобретения «дворников» в 1903 году, различными производителями было опробовано много разных конструкций механизма стеклоочистителя. Часть из них не прошла «естественный отбор». В современных автомобилях возможны различные варианты установки щеток стеклоочистителя, но в большинстве случаев применяется схема «тандем», как золотая середина между стоимостью (сложностью) конструкции и эффективностью.

В конструкции стеклоочистителей используются две основные технологии:

• Сочетание электродвигателя и редуктора с червячным механизмом обеспечивает движение стеклоочистителей с большим усилием;
• Трапеция с системой рычагов преобразует вращательное движение в возвратно-поступательное.

Требуется большое усилие для быстрого движения щеток стеклоочистителя. Для создания такого усилия используется электродвигатель, подключенный к редуктору с червячным приводом. Этот механизм уменьшает частоту вращения двигателя в 50 раз и увеличивает прилагаемое усилие.

Короткий рычаг крепится на выходном валу редуктора и, вращаясь, передает через другой рычаг, возвратно-поступательное усилие на трапецию стеклоочистителя.Трапеция служит для обеспечения синхронного движения обеих щеток стеклоочистителя.

Прерывистый режим работы обеспечивает реле стеклоочистителя, которое управляет работой электродвигателя. Управляется реле с подрулевым переключателем или бортовым компьютером. В том случае, если на автомобиле установлен датчик дождя, возможно целиком автоматическое управление стеклоочистителями.

При любом варианте конструкции неизменным остается только наличие сменной щетки стеклоочистителя. Щётка крепится к рычагу (поводку) при помощи адаптера (защёлки). Адаптер может являться неразъёмной частью каркаса либо отдельно входить в комплект щёток. Подробнее о различных типах адаптеров Вы можете прочитать в статье Виды креплений щеток стеклоочистителя

Стеклоочистители: устройство и принцип работы

Грязное лобовое стекло авто значительно ухудшает видимость на дороге, что негативно сказывается на качестве и безопасности вождения. Потому эксперты Моторпейдж напоминают о необходимости поддерживать лобовое в чистом состоянии.

Специально для этой цели в машинах установлены стеклоочистительные системы. На некоторых авто они присутствуют не только на лобовом, но и на заднем стекле.

Устройство стеклоочистителя

• Дворники — продолговатые элементы, которые перемещаются по стеклу. В состоянии покоя находятся внизу лобового стекла. Оба дворника соединены тягой, благодаря чему они движутся синхронно. Основную функцию очистки выполняют щетки с резиновым, либо силиконовым лезвием или лентой, расположенные на дворниках с помощью специального поводка (щеткодержателя). Они являются расходным элементом, так как со временем лента изнашивается и качество очистительной процедуры ухудшается. Если это происходит, то расходник (щетку или ленту) необходимо заменить.
• Привод стеклоочистителя с редуктором Обеспечивает движение дворников. Бывает разных видов: механический, пневматический и др. В современных легковых авто устанавливаются приводы электрического типа. Если этот агрегат выходит из строя, то при включении стеклоочистителя дворники не двигаются.
• Трапеция — элемент находится между приводом и дворниками. Состоит из тяг и рычагов, задача которых заключается в том, чтобы преобразовывать вращательное движение, создаваемое электроприводом, в возвратно-поступательное, и передать его на поводки.
• Бачок представляет собой пластиковую тару (объем от 2,5 до 5 л), расположенную под капотом или крылом машины. В бачок заливается вода, которая в дальнейшем подается на стекло при активации соответствующей функции стеклоочистителя.
• Форсунки расположены на капоте и соединены с бачком посредством резиновых шлангов, через них жидкость распрыскивается на стекло.
• Моторчик омывателя — это насос в бачке, который обеспечивает подачу воды. В момент, когда автовладелец включает режим опрыскивания, устройство создает давление в системе, которое выдавливает жидкость через форсунки на стекло.
• Переключатель расположен под рулевым колесом для управления стеклоочистительной системой. Используя его, водитель настраивает движение дворников (одинарный взмах, либо с заданным интервалом или постоянное движение на низкой/высокой скорости), а также активирует подачу жидкости, если необходимо.
• Блок управления — устройство устанавливается не во всех авто, его основная функция заключается в автоматическом запуске и выключении стеклоочистителя. Определять, когда нужно активизировать систему очистки, помогает датчик дождя, который анализирует текущие погодные условия и чистоту стекла.
• Прерыватель — прибор позволяет настроить интервал между взмахами стеклоочистителя при выборе прерывистого режима работы. Данная функция полезна в слабый дождь, чтобы дворники не терли сухое стекло.

Принцип работы

Стеклоочиститель запускается с помощью подрулевого переключателя. После его использования команда передается на электродвигатель. Тот начинает работать в темпе, необходимом для обеспечения скорости движения дворников, выбранной автовладельцем. Крутящий момент, создаваемый электроприводом, передается на редуктор (зачастую червячный), благодаря которому усиливается.

Далее вращательное движение поступает на трапецию, преобразующей его в возвратно-поступательное. С помощью тяг усилие направляется к дворникам, и те начинают работать согласно заданным настройкам.

За подачу омывающей жидкости также отвечает переключатель. Для этого его необходимо установить в нужное положение, либо в некоторых машинах предусмотрена отдельная кнопка для распрыскивания воды. Команда запускает моторчики омывателя, подающие жидкость из бачка по шлангам к форсункам, через которые происходит орошение стекла.

Виды щеток

Классификации по типу конструкции:

• Каркасные. Наиболее распространенная и доступная по цене разновидность. Такие щетки хорошо прижимаются к стеклу, однако не подходят для эксплуатации при низких температурах. К тому же со временем из-за особенностей строения появляется люфт, ухудшающий качество очистки.
• Бескаркасные. Характеризуются отличной аэродинамикой: при движении транспортного средства на высокой скорости щетки остаются на своих местах. Можно использовать в зимний период. Плюсом также является, что при износе ленты можно заменить только ее, а не всю щетку целиком.
  Примечание. Бескаркасный вид щеток обойдется дороже каркасных. Эксперты Моторпейдж рекомендуют тщательно подбирать щетки такого типа под форму лобового. Иначе в районе центра своей конструкции они могут недостаточно плотно прилегать к стеклу.
• Гибридные. Сочетают в себе достоинства двух предыдущих видов и дополняют их наличием кожуха на подвижных соединениях, защищающего от попадания грязи. Из представленных видов щеток именно гибридный — самый дорогой.

Способы крепления щеток

Единственным типом крепления до 2000 года был так называемый «крючок», позволяющий защелкнуть щетку. Потому многие автовладельцы и по сей день часто имеют дело как раз с этим приемом.

В последние десятилетия автопроизводители стали использовать индивидуальные разработки. Например, у Audi — это система Pin Lock, фиксирующая щетки с помощью встроенного замка. А у BMW или Volvo щетки крепятся боковым штырем.

Стоит заметить, что перечисленные виды крепежа — лишь немногие из всего разнообразия на современном авторынке. Однако «крючки» остаются наиболее популярным способом относительно остальных.

Устройство и принцип работы автомобильных стеклоочистителей

Все современные автомобили оснащаются стеклоочистителям или «дворниками», которые предназначены для очистки лобового стекла от грязи, пыли или осадков. С их помощью водитель может значительно улучшить видимость, не выходя из салона. Автомобильные стеклоочистители являются неотъемлемой составляющей конструкции транспортного средства, а их неисправность запрещает эксплуатацию ТС.

Система стеклоочистителя лобового стекла

Штатные очистители ветрового стекла предназначены для удаления грязи, пыли, а также избыточных осадков с его поверхности. Это позволяет увеличить видимость дороги в любой момент, включая плохие погодные условия: сильный дождь или снег. Для большей эффективности устройство сочетают со стеклоомывателем, который распыляет на поверхность стекла специальную омывающую жидкость под высоким давлением. Таким образом, происходит очистка стекла от прилипшей грязи и насекомых.

Автомобильные стеклоочистители

В некоторых автомобилях предусмотрен задний стеклоочиститель, а также специальные устройства для очистки передних фар (омыватель). Это позволяет обеспечить безопасность движения при любых погодных условиях. Частота и длительность работы стеклоочистителей регулируется водителем из салона.

Элементы конструкции стеклоочистителей

Конструктивные особенности зависят от вида устройства и типа крепежных элементов. Стандартная схема стеклоочистителей состоит из следующих деталей:

• рычажного привода (трапеции);
• поводков;
• реле для управления режимами работы;
• электронного блока управления (при наличии);
• электродвигателя с редуктором;
• шарнирных креплений;
• щеток.

Конструкция стеклоочистителей

Дополнительно предусмотрены управляющие устройства. К примеру, для ручного управления используется подрулевой переключатель режимов работы стеклоочистителей, а для автоматического режима в транспортном средстве устанавливают специальный электронный блок управления и датчик для анализа загрязнения стекла (датчик дождя).

Принцип работы устройства

Несмотря на простой функционал очищающей системы, необходимо разобраться с тем, как работают стеклоочистители. Основные нюансы, о которых нужно знать:

1. Электромагнитное реле принимает управляющую команду и устанавливает режим работы щеток. В зависимости от транспортного средства, очистители могут работать в прерывистом режиме с небольшими интервалами в 3-5 секунд, постоянно двигаться с установленной скоростью, а также переходить в режим мойки с включенным омывателем.
2. Мотор стеклоочистителей получает питание от бортовой электросети. Точная схема подключения зависит от модели автомобиля.
3. Поводки стеклоочистителей, а вместе с ними и щетки для очистки стекла, приводятся в действие при помощи электродвигателя с червячным редуктором и рычажного привода (трапеции). Трапеция передает и преобразует вращательное движение от электродвигателя на щетки, которые, плотно прижимаясь к рабочей поверхности, удаляют грязь и влагу со стекла.

Правильно настроенная система не должна оставлять разводы или механические повреждения на поверхности стекла, а также шуметь во время работы. В случае подобных проблем необходимо оперативно устранить неисправность.

Как работает трапеция

Трапеция стеклоочистителей состоит из системы тяг и рычагов, которые преобразуют вращательное движение от редуктора в возвратно-поступательное движение поводков со щетками. Стандартное устройство должно выполнять следующие функции:

• движение щеток при работающем электродвигателе стеклоочистителя;
• обеспечение нужной амплитуды и скоростного режима очистки;
• поводки стеклоочистителей при двух и более щетках должны двигаться синхронно.

Трапеция стеклоочистителей

Трапеция, как и электромотор, является важной составляющей системы. При любых неисправностях (появлении люфтов) в ее работе ухудшается эффективность и качество очистки стекла. Для большей надежности элементы трапеции выполняют из листовой стали, которая устойчива к агрессивной среде, а также имеет высокую жесткость на изгиб.

В зависимости от конструкции очистителей стекла, трапеции могут быть одно-, двух- и трехщеточные, а по принципу работы — симметричные и асиметричные.

Моторчик стеклоочистителей

Моторчик стеклоочистителей имеет базовую конструкцию независимо от модели автомобиля. К основным элементам можно отнести непосредственно сам электромотор и редуктор (как правило, червячный), который увеличивает усилие от электродвигателя в несколько раз. Современные устройства могут быть оборудованы дополнительными элементами, включая предохранители для защиты от сильных нагрузок, подогревательные элементы для работы при низких температурах и многое другое.

Мотор стеклоочистителей для ВАЗ 2110

Мотор-редуктор стеклоочистителей является важнейшим элементом системы, который обеспечивает ее работоспособность. Щетки должны плотно прилегать к стеклу и свободно перемещаться по нему, иначе возникает повышенная нагрузка на электродвигатель.

Управление очистителями

Система очистки ветрового стекла может управляться двумя способами — электронным и электрическим. Последний вариант подразумевает ручное изменение режимов работы. Под рулем находится специальный рычаг управления, позволяющий включать устройство, регулировать паузу в работе стеклоочистителей и изменять режимы очистки. Но подобный вариант требует постоянного участия водителя.

Подрулевой переключатель

Электронная система управления является полностью автономной и не требует человеческого вмешательства. В автомобиле устанавливается специальный электронный блок и датчик дождя, который анализирует чистоту стекла и погодные условия. С помощью электронного управления обеспечивается целый ряд функций:

• автоматическое включение и выключение;
• изменение параметров работы очистителя;
• блокировка моторчика при наличии препятствий на ветровом стекле;
• дополнительная очистка с помощью стеклоомывателя;
• предотвращение замерзания щеток при выключенном двигателе.

Виды щеток

Производители автомобилей предоставляют владельцам машин выбор типа щеток. В зависимости от конструкции и эксплуатационных характеристик, они могут быть следующих видов:

Каркасные щетки

1. Каркасные щетки — оптимальный и доступный вариант. Они хорошо адаптируются под рабочую поверхность ветрового стекла, но ухудшают качество очистки при минусовых температурах и высоких скоростях.
2. Бескаркасные стеклоочистители — более дорогой вариант, обеспечивающий качественную очистку стекла. Устройство более стойкое к замерзанию, а также дольше служит в эксплуатации. Из недостатков необходимо отметить сложность подбора щеток для обеспечения правильного прилегания к стеклу.
3. Гибридные стеклоочистители — их часто называют зимними благодаря закрытой конструкции и влагостойкости. Идеально подходят для регионов с низкими температурами, где важно обеспечить работоспособность очистительной системы.

Бескаркасные дворники

Способы крепления щеток

До 1999 года большинство производителей автомобилей использовали тип крепления штатных щеток стеклоочистителей под названием «крючок» или «Hook». Это универсальное устройство в виде буквы «U», которое позволяет защелкнуть щетку и не переживать о надежности ее установки. В настоящее время набирают популярность следующие типы креплений:

1. Боковой штырь — появилось в 2005 году на BWM, Volvo и других автомобилях. Позволяет фиксировать щетки с помощью специального бокового штыря на 22 или 17 мм.
2. Кнопка или «Push Button» — адаптер для стандартных щеток стеклоочистителей шириной 16 мм. Достаточно защелкнуть устройство для крепления, а для снятия необходимо нажать на специальную кнопку.
3. Pin lock — фиксация щеток с помощью специального встроенного замка. Используется в автомобилях Audi.

Схема крепления «Push Button»

Это далеко не полный перечень видов креплений. Каждый производитель может использовать собственные конструкции для фиксации щеток.

Несмотря на относительную простоту стеклоочистителей ветрового стекла, без них сложно представить современную машину. Водители могут прямо из салона управлять работой дворников, удалять грязь и улучшать видимость дорожной ситуации. А электронные системы и вовсе автоматически следят за чистотой стекла, увеличивая комфорт и безопасность вождения без участия человека.