Как работают стеклоочистители и датчик дождя. » Хабстаб

Воспользуйтесь строкой поиска,
чтобы найти нужный материал

ГлавнаяАвто Как работают стеклоочистители и датчик дождя.

Первые стеклоочистители управлялись вручную, перемещением рычага вперёд-назад, расположенного в автомобиле. Стеклоочистители или как их ещё называют “дворники”, сметают воду со стёкол, поддерживая их всегда в чистом состоянии. Возникает вопрос, какой механизм приводит их в движение?
Стеклоочистители можно увидеть на лобовом и заднем стёклах автомобиля, фарах, самолётах и даже космических кораблях. В этой статье мы рассмотрим как устроены стеклоочистители, а затем разберёмся как работает система, которая реагирует на дождь.

Дворники сочетают в себе две механические передачи:

• Электрический мотор с редуктором и червячная передача, приводят в движение шестерню;
  
• C помощью механической связи преобразуется вращательное движение шестерни, в возвратно-поступательное движение дворников;
  

Мотор и редуктор.
Необходимо приложить большое усилие, чтобы щётки быстро двигались по стеклу вперёд-назад. Для этого используется червячная передача, соединённая с электродвигателем небольшого размера. Червячная передача увеличивает момент двигателя примерно в 50 раз, при этом скорость шестерни в 50 раз меньше скорости двигателя.
Внутри двигателя размещается электронная схема, которая определяет когда “дворники” находятся в нижнем положении. Схема обеспечивает питание “дворников”, пока они не “припаркуются” в нижней точки лобового стекла. Таким образом, если на середине пути выключить переключатель “дворников”, они дойдут до нижнего положения.

Щётки стеклоочистителя.
Щётки стеклоочистителя похожи на скребок, на конце которого расположена резиновая полоска, убирающая воду со стекла. Когда резинка новая — на ней нет вмятин и трещин.

Такими щётками вода со стекла вытирается полностью, не оставляя полос. Когда щётки стеклоочистителя изношены, в трещинах скапливается дорожная пыль, и щётки неплотно прилегают к стеклу, оставляя разводы. Иногда можно продлить жизнь щётки стеклоочистителя, сделать это просто, протереть её край тканью, смоченной жидкостью для мытья окон.
В большинстве автомобилей обе щётки двигаются вместе, чтобы очистить стекло. Одна из щёток очищает стекло со стороны водителя, другая оставшуюся часть. Эта система называется тандем. Такая система обеспечивает хорошее очищение области, которая находится в поле зрения водителя. Также существует несколько других конструкций. Увидеть их можно на рисунке ниже.

Управление стеклоочистителем.
Большинство “дворников” могут работать на низкой и высокой скорости, а также в прерывистом режиме. Когда дворники работают на низкой или высокой скорости, двигатель вращается непрерывно. В прерывистом режиме дворники на мгновенье останавливаются перед следующим циклом. Существует много различных видов переключателей стеклоочистителей. У некоторых автомобилей только один прерывистый режим, у других 10 скоростей, у третьих скользящая шкала, которая может быть установлена практически для любого интервала времени.

Все это делается для того, чтобы во время дождя дворники не скрипели и в то же время сохранялась видимость. Для решения этой задачи необходимо постоянно контролировать количество воды, которое попало на стекло.

Датчик дождя.
В прошлом производители автомобилей пытались отказаться от дворников или автоматически контролировать скорость их движения по косвенным признакам.

В некоторых системах для обнаружения дождя использовались датчики вибрации, которые реагировали на удары капель дождя о лобовое стекло. В других применялось специальное покрытие, которое не позволяло каплям собираться и даже разбивали капли с помощью ультразвука. Но эти системы обладали множеством недостатков, некоторые из них не дошли до производства, а некоторые со временем были сняты.

Со временем появился новый тип систем стеклоочистителей, хорошо выполняющих свою работу, по обнаружению капель воды на лобовом стекле и управлению “дворниками”.

Одна из таких систем производится компанией TRW. Вот что пишут в документе, описывающем эту систему. TRW применяет оптические датчики для обнаружения влаги.
Датчик установлен на внутреннюю сторону лобового стекла, рядом с зеркалом заднего вида.
Датчик излучает инфракрасный свет в лобовое стекло под углом 45 градусов. Если стекло сухое, большая часть света отразится обратно в датчик. Если же на стекле есть капли воды, меньше света вернётся обратно в датчик. Электроника и программное обеспечение, в свою очередь, включают дворники, чтобы количество отражённого света не опускалось ниже определённого уровня. Программное обеспечение, на основе того насколько быстро влага накапливается на стекле, регулирует скорость движения дворников.

Системой TRW, оснащены многие автомобили General Motors, в том числе все модели Cadillac. При желании систему можно отключить.

Источник: http://auto.howstuffworks.com/wiper.htm

Статья

Как работают дворники, какие они бывают, что лучше выбрать для зимы?

Часто во время движения, особенно в зимний период, на машине приходиться сталкиваться со снегом, дождем и прочими ненастьями. Поэтому главным помощником водителю в таких условиях являются зимние дворники.

Дворники представляют собой устройства, которые устраняют капли дождя, хлопья снега, грязь со стекла любого механического транспортного средства

На сегодняшний день предлагается широкий выбор  стеклоочистителей на авто. Рассмотрим, что такое дворники и как они работают,  как их делят и какие лучше выбирать.

Принцип работы стеклоочистителя

Дворники представляют собой устройства, которые устраняют капли дождя, хлопья снега, грязь со стекла любого механического транспортного средства.

Как правило, в состав дворников входят рычаг, который поворачивается с одной стороны, и щеток, устанавливаемых с другой стороны. Рычаг регулирует скорость щеток, которые качаются взад-вперед, очищая стекло транспорта.

Щетки стеклоочистителя располагаются на ветровом стекле чуть ниже капота, чтобы их не было видно.

Теперь остановимся на основных видах стеклоочистителей.

Классификация стеклоочистителей

В зависимости от конструкции щеток, их делят на :

• каркасные;
• бескаркасные;
• гибридные;
• зимние.

Щетки стеклоочистителя располагаются на ветровом стекле чуть ниже капота, чтобы их не было видно

Каркасные щетки имеют самую простую  конструкцию. Они состоят из металлического корпуса и крючка. Снизу щетки стеклоочистителя крепятся с помощью резинки. К преимуществам данного типа можно отнести:

• стоимость, т.к. они достаточно недорогие;
• подходят практически к любым лобовым стеклам авто;
• максимальный охват стекла.

Но есть у них и недостатки. В первую очередь, это шум при езде на больших скоростях, также неплотно прилегают к стеклу, а главное – не защищены от замерзания льда на щетках, поэтому зимой каркасные дворники лучше не использовать.

Бескаркасный тип достаточно распространен, так как его можно использовать в любое время года. Щетки данного вида имеют пластиковую либо металлическую основу, которая покрыта каучуком. Внизу конструкции имеется резинка.

Основными плюсами данного вида являются:

• использование при любых температурных режимах, т. е. можно использовать, как и в зимний период, так и в летний.
• не создает лишних шумов при езде.

Главный недостаток бескаркасных щеток – их необходимо подбирать индивидуально для каждой машины, учитывая конфигурацию лобового стекла

В последнее время стали все чаще использовать, так называемый гибридный тип дворников. Проще говоря, совместили каркасные и бескаркасные конструкции стеклоочистителя.

Гибридный вид подходит для использования в любое время года, что очень практично.  Также они не шумят при езде на высоких скоростях. Конструктивно щетки выполнены в виде каркаса, закрываемого кожухом из пластмассы или металла. Минус этого типа – необходимо подбирать щетки индивидуально к автомобилю.

Для холодного времени года стали выпускать зимние стеклоочистители. Щетки отлично очищают лед с ветрового стекла. Если необходимы дворники только для зимних условий, то это самый лучший вариант. Резинка в данной конструкции быстро изнашивается, поэтому может хватить только на 1-2 сезона, после этого придется ее менять. А также зимние щетки сильно шумят при движении, стоит учитывать это при их  покупке.

Какие дворники лучше для зимы?

Исходя из классификации, рассмотренной выше, для зимы лучше выбирать бескаркасные, гибридные и зимние щетки стеклоочистителя. Но преимущество первых двух в том, что их можно использовать в любое время года.

Отметим лучших производителей щеток и их модели на российском рынке, которые предназначены для суровых холодных погодных условий.

Большой популярностью пользуются щетки стеклоочистителя Bosh Aerotwin. Они представляют собой бескаркасный вид щеток, которые просто прикрепить к кузову автомобиля. Они легко справляются с очисткой снега, дождя и иных видов осадка, поэтому многие владельцы автомобилей чаще всего выбирают именно их.

Большой популярностью пользуются щетки стеклоочистителя Bosh Aerotwin

Также для зимы неплохие дворники от бельгийской компании Champion. Их особенность в том, что на щетках присутствует водонепроницаемый чехол, который не позволяет снегу прилипать на стекло.

Отлично справляются с очисткой любых осадков в любое время года, а главное бесшумно работают  на высоких скоростях щетки от мексиканского производителя Trico Ice. В комплекте к щеткам идут переходники, которые позволяют установить их на любое крепление, что является огромным плюсом.

Среди гибридных видов стеклоочистителей одним из лучших представителей является – Denso Wiper Blade. Они справляются с любыми видами осадков, не оставляют разводов.

При выборе конкретно зимних дворников стоит отметить Alca Winter, которые способны работать при любых низких температурах, а также в условиях сильного обмерзания. Главное, что щетки не потеряют своей эластичности и утром не нужно ждать долгой оттайки щеток.

Новейшим решением для зимних условий являются подогреваемые стеклоочистители. На сегодняшний день две компании предлагают такой вид – Burner и Consul Winter. Данные стеклоочистители являются бескаркасными со встроенным нагревательным элементом. Преимущество таких дворников заключается в том, что не нужно морозным утром отдирать резину от стекла, что увеличивает работоспособность щеток. Однако данная конструкция имеет высокую стоимость и конечно придется немного помучаться с установкой.

Если говорить о стеклоочистителях марки  Burner, то в комплекте к нему  идет реле с датчиком температуры, предохранитель и кнопка включения. Можно также приобрести дополнительно радиобрелок, который позволит систему включать на расстоянии.

Стеклоочистители Consul Winter работают от прикуривателя.

Пожалуй, это самые популярные дворники для автомобилей, которые подойдут для зимних условий. Конечно, рынок сегодня предлагает и многие другие марки и модели. Выбор дворников для автомобиля все равно остается за владельцем.

 

То, как работают стеклоочистители, на самом деле увлекательно

Вот как работает стеклоочиститель

Возможно, вы этого не осознаете, но прямо под основанием ветрового стекла находится сложное соединение, позволяющее дворникам вашего автомобиля двигаться вперед и назад, а в некоторых случаях вверх и вниз — и это увлекательно.

Чтобы узнать больше для нашего последнего эпизода «Дэвида рассечения», я отправился на свалку, чтобы узнать, как на самом деле работают дворники трех разных стилей — поворотные, оппозитные и однорычажные.

Если вы думаете, что стеклоочистители состоят из скучного металлического рычага, прикрепленного к концу электродвигателя, вы ошибаетесь! Рычаги стеклоочистителей управляются «передачами стеклоочистителей», сложными связями, которые переводят однонаправленное вращение двигателя в движение рычагов стеклоочистителей вперед и назад, к которым прикреплены резиновые щетки, очищающие воду и грязь с ветрового стекла.

Я позволю видео говорить больше всего, но идея того, как дворники двигаются вперед и назад, связана с использованием штифтовых соединений, рычагов и коленчатых рычагов для ограничения определенных степеней свободы и разрешения движения только там, где вы этого хотите.

Основным механизмом любой трансмиссии стеклоочистителя является электродвигатель, выходной вал которого представляет собой червячную передачу. Эта червячная передача вращает зубчатый венец, показанный на картинке выше (эта шестерня увеличивает крутящий момент двигателя), которая сидит на валу, проходящем через дно корпуса.

К этому валу прикручено маленькое металлическое звено, поэтому червячная передача двигателя вращает зубчатый венец, а последний фактически вращает звено, как лопасть пропеллера в двигателе самолета:

На конце этого «пропеллера» представляет собой стержень, прикрепленный к штифту или шарнирному соединению; это соединение с одной степенью свободы ограничивает перемещение этого стержня в любом направлении относительно крепления на конце звена, но допускает вращение вокруг одной оси (на экране на рисунке выше). Это означает, что когда вал зубчатого венца вращает свое звено, оно толкает и тянет стержень, но поскольку это звено может свободно вращаться вокруг своего шарнира, другой конец стержня не обязательно должен двигаться вверх и вниз по мере того, как Звено зубчатого венца вращается — оно может просто двигаться влево и вправо.

Это немного сложно визуализировать, поэтому у нас есть это видео, но главное в том, что, ограничивая одни степени свободы и допуская другие, вы можете преобразовать однонаправленное вращение в перемещение дворников.

Что касается различных стилей: ну, у вас есть типичный поворотный механизм, показанный выше, который дешев и прост, хотя немного велик и тяжел, плюс вы должны использовать другую систему в зависимости от того, является ли автомобиль продается на рынках с правым или левым рулем (вы должны изменить направление).

Также есть система стеклоочистителей оппозитного типа, рычаги которой вращаются вокруг осей, расположенных в нижних углах ветрового стекла. Эти системы великолепны, потому что они очищают большую часть окна (включая углы), и единственная часть, которая остается непротертой, находится за зеркалом заднего вида — часть ветрового стекла, через которую вам вообще не нужно смотреть.

Кроме того, они могут использоваться как с правосторонним, так и с левосторонним управлением. Но они довольно неуклюжи, сложны (серьезно, посмотрите это видео о том, как они движутся в автомобиле) и дороги по сравнению с поворотными дворниками.

Мой любимый стиль заимствован у Mercedes, чья однорычажная трансмиссия стеклоочистителя великолепна, потому что это небольшой пакет, очищает довольно много стекла (поскольку щетка стеклоочистителя на самом деле выдвигается к углам, когда она движется), и ее можно использовать на ряде различных рынков. Но это дорого и сложно по сравнению с другими системами.

Так что на самом деле, как и все инженерные решения, это компромисс между размером упаковки, сложностью и стоимостью. Но независимо от того, что выбирают автопроизводители, эти трансмиссии стеклоочистителей, которые перемещают рычаги стеклоочистителей вперед и назад, чтобы очистить наши ветровые стекла, намного интереснее, чем я мог предположить.

Как работают стеклоочистители? (Полное руководство)

Все знают, как работают дворники, верно? Как трудно это может быть? Вы просто поворачиваете рычаг в нужное положение, и все готово! Ну, это не всегда так. Стеклоочистители представляют собой удивительно сложные технологические элементы, и они делают больше, чем просто вытирают воду с ветрового стекла вашего автомобиля. Как тогда работают стеклоочистители ? Давайте углубимся в подробности об этих, казалось бы, незначительных вещах.

Что такое стеклоочистители?

Стеклоочистители представляют собой механические устройства, которые устанавливаются на стороне водителя на ветровом стекле и очищают его, вытирая воду, грязь или лед. Они работают в виде полос, их две руки перемещаются по разным областям окна с чередующимися интервалами, чтобы гарантировать, что за ними не останется ни единого пятна.

Как работают стеклоочистители?

Но как работает стеклоочиститель автомобиля? Оказывается, многое происходит за кулисами, чтобы обеспечить первоклассную видимость во время движения под дождем, снегом, мокрым снегом или любым другим типом осадков. Вот обзор того, что происходит, как только вы включаете их.

Лезвия вращаются в унисон. (Фото: State Farm / Flickr)

Один рычаг соединяет два рычага стеклоочистителей. Поворот рычага поворачивает одну руку за раз и вытирает воду из вашего окна. Они соединены какой-то системой шкивов, и поворот рычага заставляет обе лопасти двигаться синхронно. Каждый из них имеет разные схемы и время, поэтому они работают вместе, чтобы очистить все ваше окно, не оставляя после себя воды или льда.

Плечо щетки стеклоочистителя имеет сверху резиновый скребок в форме маятника или буквы L. Он качается вперед и назад по поверхности стекла, а также поворачивается вверх и вниз вокруг своей «точки вращения», чтобы обеспечить максимальное покрытие при очистке окно. Из соображений безопасности следует менять щетки стеклоочистителя каждые шесть месяцев.

Итак, механизм дворников к этому моменту должен быть вам ясен. Если вам интересно узнать о , как использовать стеклоочистители , для их включения должен быть специальный переключатель. Переключатель должен находиться рядом с указателем поворота или вокруг рулевого колеса, в зависимости от модели вашего автомобиля.