Mototehnika21.ru

МотоТехника Онлайн
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Дворники автомобильные: устройство стеклоочистителей, щетки, схема

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.

  1. Система стеклоочистителя лобового стекла
  2. Элементы конструкции стеклоочистителей
  3. Принцип работы устройства
  4. Как работает трапеция
  5. Моторчик стеклоочистителей
  6. Управление очистителями
  7. Виды щеток
  8. Способы крепления щеток

Способы подключения стеклоочистителей.

Схему подключения стеклоочистителей можно разделить на два вида, по способу подключения переключателя режимов работы.

При первом способе подключения на электродвигатель привода стеклоочистителя подаётся постоянный плюс, а переключатель режимов соединяет элементы двигателя с минусом. Этот способ широко применяется в иностранных и отечественных автомобилях.

Второй способ полностью противоположен первому, то есть питание на электродвигатель подаётся через переключатель режимов, а минус в этом случае берётся с корпуса привода.

Я предлагаю рассмотреть принцип работы схемы стеклоочистителей автомобиля на примере, где плюс на электродвигатель подаётся через переключатель режимов, так как это более распространённый способ подключения.

На схеме представлено подключение привода стеклоочистителя с электродвигателем от постоянных магнитов и имеющего две скорости работы. Разница оборотов в данной схеме обеспечивается смещением одной из плюсовых щёток относительно физической централи якоря электродвигателя.

Устройство автомобилей

Назначение стеклоочистителей

Автомобили эксплуатируются в разных климатических, дорожных и метеорологических условиях, при этом для обеспечения безопасности движения и комфортных условий для водителя необходимо обеспечить безупречную видимость дорожной обстановки.
Основными факторами, снижающими обзорность и видимость водителю, являются загрязнение либо увлажнение (например, атмосферными осадками) лобового, заднего и боковых стекол, при этом уменьшение видимости через лобовое стекло является наиболее опасным с точки зрения безопасности движения.
Существенно ухудшает видимость в темное время суток загрязнение стекол фар.

Исходя из изложенного выше, стеклоочиститель предназначен для механической очистки лобового стекла (во многих моделях легковых автомобилей и заднего стекла) от атмосферных осадков и грязи. Фароочистители, устанавливаемые в последнее время на многих легковых автомобилях, предназначены для очистки стекол фар от загрязнений.

Щетки стеклоочистителей

Очистка стекол осуществляется специальными обрезиненными щетками, плотно прижимаемыми к стеклу рабочей поверхностью и совершающими колебательные движения по поверхности стекла.
Количество щеток стеклоочистителей лобового стекла зависит от его размеров и формы; на большинстве автомобилей используется две щетки – со стороны водителя и со стороны пассажира, но встречаются и автомобили, у которых лобовое стекло оснащено тремя щетками стеклоочистителя.

Щетки должны перемещаться по стеклу плавно, без толчков (чем зачастую «грешат» вакуумные и пневматические приводы) с определенным углом размаха и силой прижатия к стеклу.

Применение на современных автомобилях сфероидального остекленения кузова и стекол фар сложной пространственной формы усложняет работу щеток стеклоочистителя, поскольку трудно обеспечить плотное прилегание щеток к поверхности стекла. Поэтому щетки стеклоочистителей выполняют гибкими и увеличивают силу пружин, прижимающих их к стеклу. Гибкость щеток обеспечивается увеличением числа коромысел (сочленений) держателя и применения профиля щетки оптимальной формы.

Типы привода стеклоочистителей

Основное конструктивное различие используемых на автомобилях стеклоочистителей заключается в типе привода их щеток, который может быть механическим (ручным), электрическим, вакуумным или пневматическим.
В настоящее время наиболее широко используется электрический привод стеклоочистителей , стабильно работающий в любых условиях (в том числе и при неработающем двигателе).

Механические (ручные) стеклоочистители , которыми оснащались многие автомобили до середины прошлого века, в настоящее время практически не используются. Они наиболее просты по конструкции, но неудобны в использовании, к тому же отвлекают водителя от наблюдения за дорожной обстановкой.

Стеклоочистители с вакуумным приводом для своей работы используют разрежение, образуемое во впускном тракте системы питания двигателя (так же, как и вакуумные усилители тормозов). Существенными недостатками таких стеклоочистителей является невозможность их использования при неработающем двигателе, а также зависимость их работы от величины разрежения во впускном тракте. Тем не менее, стеклоочистители с вакуумным приводом изредка используются на некоторых типах автомобилей.

Пневматический привод стеклоочистителей иногда применяется на грузовых автомобилях, оснащенных пневмосетью. Такие стеклоочистители использовались, например, на первых моделях автомобилей марки «КамАЗ», однако из-за недостаточной стабильности и надежности работы пневмоклапанной системы управления впоследствии их сменили стеклоочистители с электрическим приводом.
Пневматический тип привода стеклоочистителей в настоящее время встречается на некоторых грузовых автомобилях.

Устройство и работа электрических стеклоочистителей

Кинематическое и конструктивное решение механизма стеклоочистителя лобового и заднего стекла достаточно простое. Электрический стеклоочиститель (рис. 1) состоит из электродвигателя, червячного редуктора (обычно выполненного в одном корпусе с электродвигателем), кривошипного механизма, системы рычагов и щеток.

Рис. 1. Принципиальная схема стеклоочистителя: 1 — рычаги и щетки; 2 — кривошип; 3 — электродвигатель; 4 — редуктор; 5 — переключатель режима работыРис. 2. Моторедуктор 47.3730 стеклоочистителя заднего стекла: 1 — зубчатое колесо; 2 — червяк; 3 — выходной вал; 4 — корпус редуктора; 5, 7 — зубчатые сектора; 6 — серьга; 8 — корпус электродвигателя; 9 — постоянный магнит; 10 — якорь
Читать еще:  Renault 19

Электродвигатель 3 стеклоочистителя через червячный редуктор 4 приводит во вращение кривошип 2, который через систему приводных рычагов и тяг сообщает щеткам качательное движение.

На некоторых автомобилях (в частности – на автобусах с большой площадью лобового стекла) щетки стеклоочистителей совершают не качательные, а плоскопараллельные перемещения благодаря особой схеме рычажного привода. Это позволяет щеткам очищать от загрязнений и влаги бόльшую поверхность лобовых стекол, но несколько усложняет конструкцию привода.

В моторедуктор встроены концевой выключатель, обеспечивающий укладку щеток в крайнее положение при выключении моторедуктора, и биметаллический предохранитель, защищающий цепь от перегрузок.

Концевой выключатель разрывает цепь электроснабжения двигателя, когда его шток попадает в углубление на выходном зубчатом колесе. Многие моторедукторы стеклоочистителей не имеют кривошипно-шатунного механизма, у которых вращение якоря двигателя преобразуется в колебательное движение с помощью рычажного механизма щетки.

Различные климатические условия и скоростные режимы автомобиля обуславливают необходимость изменения производительности стеклоочистителя. Очевидно, что при сильном дожде или при движении автомобиля с большой скоростью даже при незначительных осадках стеклоочистители должны работать производительнее. Поэтому современные стеклоочистители имеют устройства, позволяющие адаптировать скорость перемещения щеток с интенсивностью загрязнения или увлажнения стекла. Как правило, такие устройства являются электронными.

Следует отметить, что моторедукторы применяются не только в стеклоочистителях разных типов – они используются в электроприводе стеклоподъемников и блокировки дверных замков, а также в некоторых других приводных устройствах.

Очистители фар

Очистители стекол фар бывают щеточные и струйные .

Щеточные фароочистители по принципу действия аналогичны стеклоочистителям лобового и заднего стекла автомобиля.
Для привода щеток фароочистителей используются моторедукторы, обеспечивающие необходимый угол поворота щеток. Для очистки фар круглой формы достаточен угол колебания щетки 60˚, прямоугольной — 45˚.
Моторедуктор 221.3730 очистителя фар представлен на рис. 3.
Малогабаритные редукторы, применяемые в фароочистителях, не имеют червячного механизма. Выходной вал редуктора, параллельный валу двигателя, получает колебательные движения от многоступенчатого редуктора и двухзвенного кривошипно-шатунного механизма, состоящего из шатуна 11 и поводка 9.
У стеклоочистителей прямоугольных фар моторедуктор имеет однозвенный кривошипный механизм, состоящий из шатуна и закрепленного на боковой поверхности пальца, входящего в прорезь шатуна.

Принцип действия струйного фароочистителя заключается в том, что частицы грязи отбиваются от стекла фары и смываются водой, которая подается от специального электрического насоса через форсунку под большим давлением (до 0,3 МПа).
Преимуществами такой очистки является высокая эффективность и надежность в работе, возможность очистки фар любой конфигурации. Однако для эффективной работы фароочистителей струйного типа необходим мощный электронасос высокого давления и сравнительно большое количество воды для омывания фарных стекол.

Омыватели стекол

При движении автомобиля по сырой дороге стекло водителя забрасывается грязью от встречных автомобилей. Щетки стеклоочистителя сами не способны очистить стекло от грязи, лишь размазывая ее. И уж тем более щетки не способны очистить стекло от подсохшей грязи.
Для удаления свежей и засохшей грязи в дополнение к стеклоочистителям устанавливаются омыватели стекла, с помощью которых грязь увлажняется и после этого легко удаляется щетками стеклоочистителей.

Омыватели стекла состоят из небольшого бачка с чистой водой или специальной жидкостью, не замерзающей при низких температурах, и насоса, приводимого в движение механическим способом (вручную или ногой), либо от электродвигателем. При работе омывателя переднее (или заднее) стекло смачивается струйками воды из форсунок, устанавливаемых около стеклоочистителей, или на рычагах, либо непосредственно на щетках.

В системах омывателей стекол кузова и фар наиболее широко используются мотонасосы, которые представляют собой соединение в одну общую конструкцию электродвигателя с возбуждением от постоянных магнитов и жидкостного насоса. На рис. 3 показана конструкция мотонасоса 2002.3730 струйной очистки фар автомобиля.

Крыльчатка 1 центробежного насоса 2, закрепленная на валу якоря 3 электродвигателя, выполнена из пластмассы. Внутренняя полость электродвигателя защищена от попадания влаги резиновой манжетой.
Режим работы мотонасосов – кратковременный.

Мотонасосы используются не только в системах очистки стекол. Их применяют в системах перекачки жидкости (например, топлива), в системах обогрева кузова и т. п.
В таблице 1 приведены основные параметры некоторых мотонасосов, применяемых на отечественных автомобилях.

Подбор щеток

При выборе дворников необходимо руководствоваться такими критериями:

  1. Длина. Один из основных показателей — длина — подбирается в соответствии с моделью авто или с учетом размера уже установленного изделия.
  2. Способ крепления изделий. Если кронштейны для фиксации не будет совпадать, вы просто не сможете установить изделия.
  3. Качество — не менее важный критерий. Чем качественнее будут изделия, тем дольше они смогут прослужить.

Как показывает практика, качественные продукты всегда стоят дороже, а эксперты советуют не экономить на приобретении изделий, поскольку они напрямую влияют на видимость. Мы рекомендуем подбирать дворники в соответствии с маркой авто, поскольку это позволит наиболее точно выбрать необходимый размер.

Кроме того, оптимальнее всего выбирать изделия в соответствии с сезоном — они могут быть как летними, так и зимними. Следует учитывать, что зимние варианты оснащаются специальными лезвиями, которые не замерзают и не леденеют на морозе. В зависимости от ситуации, можно произвести не полную замену изделия, а только одного лезвия, разумеется, если остальные элементы поводка в нормальном состоянии.

Читать еще:  Лада Калина: замена топливного фильтра Калина своими руками

Типы, конструкция и принцип работы трапеции стеклоочистителя

В первую очередь, все трапеции можно разделить на три типа по количеству щеток:

  • Для однощеточных стеклоочистителей;
  • Для двухщеточных стеклоочистителей;
  • Для трехщеточных стеклоочистителей.

При этом привод одной щетки нельзя назвать трапецией, так как в большинстве случае он строится только на электродвигателе с редуктором без дополнительных тяг или с одной тягой. А двух- и трехщеточные трапеции имеют принципиально одинаковое устройство и отличаются только количеством тяг.

В свою очередь, двух- и трехщеточные трапеции можно разделить на два типа по месту подключения электромотора:

  • Симметричные — электродвигатель располагается в центре трапеции (между щетками), обеспечивая движение сразу обеих тяг щеток;
  • Ассиметричные (несимметричные) — электродвигатель вынесен за трапецию, обеспечивая ее привод дополнительной боковой тягой.

Сегодня наиболее всего распространены ассиметричные трапеции, они имеют довольно простое устройство. В общем случае основу конструкции составляют две шарнирно соединенных тяги, в шарнире между тягами и на конце одной из них установлены поводки — рычаги небольшой длины, жестко связанные с валиками рычагов щеток. Причем средний поводок может устанавливаться непосредственно в шарнирное соединение двух тяг (в этом случае из одной точки выходит две тяги и поводок), либо соединять собой тяги двумя шарнирами, а в средней части нести валик. В обоих случаях поводки расположены перпендикулярно тягам, что обеспечивает их отклонение при возвратно-поступательном движении тяг.

Валики выполнены в виде коротких стальных стержней, на верхней части которого нарезана резьба или предусмотрены шлицы для жесткой посадки рычагов щеток стеклоочистителей. Обычно валики располагаются в подшипниках скольжения, которые, в свою очередь, удерживаются кронштейнами с отверстиями под крепеж. Свободным концом второй тяги трапеция присоединяется к редуктору электромотора, который имеет простейшую конструкцию — в виде кривошипа, непосредственно расположенного на валу двигателя, или установленного на шестерне понижающей червячной передачи. Электродвигатель и редуктор собраны в единый блок, в котором также может располагаться концевой выключатель, обеспечивающий остановку щеток в определенном положении при выключении стеклоочистителя.

Тяги, поводки, валики и кронштейны механизма изготавливаются штамповкой из листовой стали либо гнутьем трубчатых заготовок, которые имеют высокую жесткость на изгиб. Шарниры выполняются на основе заклепок или пистонов, в местах шарнирных соединений устанавливаются пластиковые втулки и защитные колпачки, также может предусматриваться дополнительная смазка. Отверстия для шарниров в поводках зачастую выполняются овальными для обеспечения необходимой траектории движения щеток.

Работает привод стеклоочистителя следующим образом. При включении стеклоочистителя кривошип преобразует вращательное движение вала электродвигателя в возвратно-поступательное движение тяг трапеции, они отклоняются от своего среднего положения вправо и влево, и через поводки заставляют на некоторый угол проворачиваться валики — все это приводит к характерным колебаниям рычагов и расположенных на них щеток.

Аналогично устроены трапеции трехщеточных стеклоочистителей, в них только добавляется третья тяга с поводком, работа такой системы ничем не отличается от только что описанной.

Симметричные трапеции также представляют собой систему двух шарнирно соединенных тяг и поводков, однако поводки расположены на противоположных концах тяг, а в шарнире между тягами устанавливается дополнительный поводок или рычаг для соединения с редуктором электромотора. Для повышения жесткости и упрощения монтажа в такую трапецию может вводиться кронштейн — труба, соединяющая поводки щеток, в центральной части которой может располагаться площадка для монтажа электродвигателя с редуктором. Такая система не требует отдельного крепления поводков или валиков, что повышает ее удобство и надежность по сравнению с трапециями других типов.

Трапеции стеклоочистителей могут располагаться под или над ветровым стеклом в специальной нише (отсеке), образованной кузовными деталями. кронштейны с валиками рычагов щеток посредством двух или трех винтов (либо болтов) монтируются на кузов (заподлицо), а выводы валиков обычно уплотняются резиновыми кольцами или защитными колпачками/крышками. Электродвигатель с редуктором монтируется непосредственно на кузовную деталь или на кронштейн, идущий в комплекте с трапецией. Аналогично устанавливаются однощеточные стеклоочистители стекла двери задка.

Какие стеклоочистители мне нужны?

Подбор нового комплекта щеток стеклоочистителя — это нечто большее, чем просто пойти, купить и установить. Необходимо учесть характеристики щеток разных типов, необходимые размеры и внешний вид стеклоочистителей. Ниже приведен обзор разных частей стеклоочистителя, их типов и стилей, а также обоснована важность выбора правильного размера. Обзор также содержит информацию о последних инновациях в технологиях стеклоочистителей и их возможном будущем.

Подведём итог

Из всех описанных выше дополнительных обогревателей самым практичным будет установка дворников с подогревом. При минимальных трудозатратах и вмешательстве в штатную проводку автомобиля лидирует комплект щёток стеклоочистителя марки Burner.

Дворники Burner четвёртого и пятого поколения подключаются на прямую к аккумулятору, встроенное автоматическое термореле регулирует температуру включения и выключения, нагреватель отключается, когда двигатель заглушен, возможен запуск через радиобрелок (имеет таймер 20 минут).

Читать еще:  Определить формат или размер Li-ion аккумулятора Все про Li-ion (литиевые аккумуляторы)

Как подключить дворники с подогревом

Установка зимних щеток стеклоочистителя с подогревом – нехитрое дело, с которым быстро и без особых сложностей сможет справиться даже неопытный автомобилист. К тому же данная процедура не требует наличия особого специализированного оборудования, а, следовательно, Вам не придется обращаться в автосервис к специалистам и тратить лишние время и деньги. Достаточно изучить схему подключения дворников с подогревом и потратить 5 – 10 минут личного времени.
Стандартные автомобильные щетки стеклоочистителя с подогревом подключаются крайне просто – через прикуриватель. Вы всего лишь должны проделать все нехитрые манипуляции, указанные в инструкции.

Схема подключения дворников с подогревом

Однако возможен альтернативный вариант. Если Вы не хотите «захламлять» салон своего личного транспорта лишними проводами, то возможно подключение подогрева дворников лобового стекла к сети питания авто с установкой отдельной кнопки «включения»/«выключения». Данный способ, конечно же, на порядок сложнее, ведь Вам предстоит хорошо продумать, как именно будет осуществлено подключение – где будут проходить провода и располагаться реле, позаботиться о надлежащем уровне безопасности изоляции каждого соединения и решить, где будут установлены кнопки управления.
Данный способ является, безусловно, более приемлемым с эстетической стороны, но при этом более сложным и потребует от Вас не только значительно больше времени, а также наличия определенного набора инструментов и навыков и знаний в данной области.
Если Вы уверены в своих силах и готовы взяться за дело, то для начала следует соединить между собой все детали (не забывая о изоляции), затем разместить под капотом реле и дополнительный предохранитель мощностью 10 – 15 А. Затем подключить один конец «плюсового» кабеля к реле, а другой к аккумулятору и предохранителю.

Такое подключение не займет у Вас весь день, а правильная установка позволит запустить подогрев обычным поворотом ключа зажигания.
Однако даже такой несложный на первый взгляд процесс, с точки зрения безопасности, лучше всего не проводить самостоятельно, а воспользоваться услугами профессионалов и обратиться за помощью в автосервис.

История [ править ]

В 1903 году изобретатель (англ. J. H. Apjohn ) придумал метод движения двух щеток вверх и вниз по вертикальному стеклу.

Также в 1903 году в США изобретатель Мари Андерсон (англ. Mary Anderson ) [1] придумала и запатентовала идею колебания щеток стеклоочистителей. Эта идея была встречена с сопротивлением, но к 1916 году все американские автомобили стали оснащаться стеклоочистителями.

В 1964 году американский изобретатель Роберт Кернс (1927—2005 гг.) придумал, запатентовал и внедрил идею «задержки» или «временной интервал» при работе стеклоочистителя. Данной идеей заинтересовалось компания «Форд», которая и внедрила данное изобретение на свои автомобили, позже это сделали и другие производители. Данное изобретение и внедрение в производство не обошлось без скандала и судебного разбирательства. Дело в том, что компания «Форд» выдало данное изобретение за собственное, но Роберту Кернсу удалось в суде доказать, что именно он был первым и компания «форд» позаимствовала его идею и технологию. Суд присудил ему $10 100 000 от компании «Форд», а позже и компания «Крайслер» выплатила ему $18 700 000.

Бескаркасные дворники

Такой вид дворников для автомобиля обладает резиново-пластиковым корпусом, имеющим форму спойлера. В такой корпус залиты две металлические тонкие пластины. Между данными пластинами введено резиновое лезвие. Это лезвие и занимается чисткой стёкол. Оба конца дворников имеют пластиковые заглушки. По центру располагается кронштейн крепления. Данная конструкция является менее чувствительной к обледенению. У неё отсутствуют изнашиваемые шарниры. Также у данной конструкции лучшими являются аэродинамические характеристики. Данные стеклоочистители не перекашиваются. Они по стеклу перемещаются практически бесшумно. При всём этом благодаря такой конструкции можно производить замену резинового лезвия. В данном случае достаточно только снять заглушки. Это позволяет существенно экономить средства и время.

Недостатком бескаркасных дворников является их не универсальность. То есть конкретные стеклоочистители лобового стекла являются рассчитанными для конкретного автомобиля. Вместе с этим системы крепежа бескаркасных щеточек между различными производителями не унифицированы. Таким образом, основными плюсами бескаркасных дворников является эффективность при высоких скоростях, а также повышенная стойкость к обледенению. Минусами данных стеклоочистителей является отсутствие универсальности, а также высокая ценовая политика (500-650 рублей за единицу товара). Лучшие бескаркасные щетки: CHAMPION, BOSCH, ALCA, DENSO.

Этапы доработки

Проводка

Выполнить доработку или замену дворников легко. Для этого нужно сделать несколько последовательных шагов:

  • Отключите минусовой провод от аккумуляторной батареи;
  • Потяните на себя дворник;
  • Снимите имеющиеся щетки;
  • При наличии декоративной накладки, уберите ее;
  • Отвинтите болт крепления, тем самым демонтировав старый дворник;
  • Сопоставьте размеры старого и нового очистителя;
  • В идеале, новое устройство не должно превышать старое более чем на 20 миллиметров;
  • Выполните обратную процедуру сборки.

Как видите, поменять стеклоочистители не сложно. А вот с процедурой ремонта все обстоит несколько иначе. Но действуя по инструкции, даже малоопытный владелец ВАЗ 2110 сможет все сделать своими руками.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector