Устройство и принцип работы автомобильных стеклоочистителей

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.

Как работает стеклоочиститель при цикличном режиме работы?

Стеклоочиститель функционален тогда, когда щетки стеклоочистителя, когда щетки в течении 10 секунд совершают одно движение, что само собой намного упрощает управление автомобилем во время моросящего и сильного дождя. Данный режим доступен для любого автомобиля, для этого достаточно использовать реле РС514 от автомобиля ВАЗ.

Схема включения реле стеклоочистителя. Как работает реле стеклоочистителя?

1 – реле РС 514; 2 – тумблер двухполюсный; 3 – провод; 4 – стеклоочиститель; 5 – концевой выключатель стеклоочистителя; обозначения выводов; Ж – желтый; Б – белый; К – красный; С – синий.

На реле 1 установлено 4 вывода. Плюс бортовой сети передается на желтый провод, двухполюсный тумблер соединяется с красным и синим проводом. Для того, чтобы обеспечить остановку щеток стеклоочистителя надо не заземленный контакт соединить с проводом 3.

В таком случае стеклоочиститель будет работать в цикличном режиме при перемещении тумблера вниз. Хотя можно и купить специальный регулятор циклов работы стеклоочистителя, с помощью которого можно выбрать цикличность работы от 2 – 15 секунд.

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.

Принцип работы привода, двигателя и прочих узлов механизма

Если схема и устройство стеклоочистителя не вызывает вопросов, перейдем к следующему пункту — принципу работы. Держатель щетки стеклоочистителя вместе с установленным на нем лезвием передвигается влево и вправо, что позволяет практически полностью очистить ветровое стекло. Как сказано выше, с помощью переключателя водитель может отрегулировать скорость, с которой держатель щетки стеклоочистителя будет передвигаться. Некоторые современные авто комплектуются скрытыми очистителям. В данном случае механизм стеклоочистителя устанавливается под лобовым стеклом, а когда водителю нужно включить дворники, устройство выдвигает вверх этот механизм, который после отключения «спрячется» обратно.

В целом очистители для лобового и заднего стекла — это практически идентичные изделия, но и в их работе есть отличия. К примеру, держатель щетки стеклоочистителя может работать только в одном режиме, без возможности регулировки. То есть если передние дворники являются частью целой системы, включающей в себя множество элементов и блок управления, то задний дворник имеет только одну функцию. Одним из основных компонентов омывателя считается насос, предназначенный для активации электромотора системы.

Вкратце рассмотрим принцип действия системы:

1. Водитель жмет на подрулевой переключатель, подавая управляющему блоку сигнал о необходимости включения дворников, а также подаче воды.
2. Посредством работа электромотора жидкость начинает передаваться по шлангам через форсунки на лобовое или заднее стекло.
3. Держатель щетки стеклоочистителя начинает вращаться под воздействием электродвигателя, которому управляющее устройство отправило сигнал — с какой скоростью держатели должны двигаться.
4. При кратковременной подаче жидкости на стекло подается определенный объем. Когда вода перестает поступать, дворники еще какое-то время работают, обычно это 1-3 взмаха (автор видео — канал Фольксваген центр РУС-ЛАН).

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.

Для схемы «Таймер в блоке управления стеклоочистителем»

Времязадающие узлы различных устройств менеджмента стеклоочистителями, как правило, построены на однопереход-ных транзисторах или их аналогах, основной недостаток которых — ненадежное запирание при малом сопротивлении зарядного резистора. Применение во времязадающем узле интегрального таймера КР1006ВИ1 в сочетании с мощным выходным транзистором позволяет устранить тот самый недостаток. Устройство обеспечивает непрерывную работу стеклоочистителя в течение примерно 3 с (два цикла работы щеток). Паузу между циклами можно регулировать в пределах 0,5..20 с. Стеклоочистителем управляют с помощью переменного резистора, установленного на приборной панели автомобиля. Принципиальная схема таймера показана на рис.1 … Смотреть описание схемы …

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

С подогревом

p, blockquote 23,0,0,0,0 —>

В последние годы большую популярность стали обретать щетки стеклоочистителей с подогревом. Для ряда автомобилистов именно такие «дворники» видятся идеальным вариантом для зимней стужи.

p, blockquote 24,0,0,0,0 —>

Отчасти подобное утверждение оправдано, ведь такой стеклоочиститель не обмерзает даже в сильный мороз и эффективно справляется со своими обязанностями благодаря тому, что температура щетки (в основном, ее рабочей поверхности) оказывается существенно выше, чем температура окружающего воздуха. Резина не теряет своих свойств, лед тает, да и вообще, на первый взгляд, одни преимущества.

p, blockquote 25,0,0,0,0 —>

p, blockquote 26,0,0,0,0 —>

Конструкция щеток с электрообогревом не представляет собой нечто экстраординарного. Отличием таких «дворников» служит тонкий нагревательный элемент в районе полотна щетки, подключенный к электрической сети автомобиля через реле.

p, blockquote 27,0,0,0,0 —>

В общем то, именно необходимость интеграции в электросеть и является минусом решения, поскольку установка щеток довольно сложна и требует специальных навыков.

p, blockquote 28,0,0,0,0 —>

Кроме того, в летнее время преимущества таких щеток уже не столь очевидны и их эксплуатационные свойства ничуть не отличаются от обычных, гораздо более дешевых, моделей «дворников».

p, blockquote 29,0,0,0,0 —>

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.