Элементы конструкции стеклоочистителей
Лекция № 14
Тема: «Звуковые сигналы, стеклоочистители и стеклоомыватели с элнктроприводом».
План
1. Устройство и принцип работы звуковых сигналов.
2. Стеклоочистители.
3. Электродвигатели моторедукторы.
4. Моторедукторы блокировки замков дверей.
5. Мотонасосы
1. Устройство и принцип работы звуковых сигналов.
Звуковые сигналы предназначены для обеспечения безопасности движения автомобилей. Их используют для оповещения пешеходов и водителей о приближении автомобиля или о состоянии его рабочих агрегатов. Звуковые сигналы включаются также в противоугонные системы.
Звуковые сигналы по характеру звучания подразделяют на шумовые и тональные, по устройству - на рупорные и безрупорные, по роду тока - на сигналы постоянного и переменного тока. По принципу действия различают электрические вибрационные и электропневматические звуковые сигналы. Звуковое давление должно быть в пределах 85-125 дБ.
По устройству и принципу действия шумовые и тональные сигналы незначительно отличаются друг от друга. Шумовые безрупорные звуковые сигналы имеют упрощенную конструкцию и настроены на один музыкальный тон. Наиболее широко распространены электрические вибрационные звуковые сигналы сравнительно малой мощности (40-60 Вт), обладающие хорошим звучанием.
Один вывод безрупорного шумового сигнала постоянного тока С304 соединен с аккумуляторной батареей, а второй с выключателем, замыкающим цепь электроснабжения обмотки 15 (рис. 8.44) электромагнита с сердечником 13 на «массу». При включении сигнала электромагнит притягивает якорь 17, вместе с
которым перемещается мембрана 18 с резонатором 19. В конце хода якорь 17 нажимает на пружинную пластину 5, размыкая контакты 9 прерывателя. Цепь электроснабжения электромагнита обесточивается, и под действием упругой силы мембрана движется в обратном направлении, вновь замыкая контакты 9 прерывателя. Далее цикл движения якоря с мембраной периодически повторяется.
Рис. 8.44. Безрупорный шумовой сигнал:
1 - крышка; 2 - шлиц для регулировки; 3 - прижимная шайба; 4 - шпоночный выступ; 5 - пружина прерывателя; 6 — пружина регулировочного винта; 7 - регулировочный винт; 8 - корпус; 9 - контакты прерывателя; 10 - центрирующая пружина; 11 - упор стержня; 12 - стержень; 13 - сердечник электромагнита; 14 - конденсатор; 15 - обмотка электромагнита; 16 - пружинная подвеска; 17 - якорь; 18 - мембрана; 19 - резонатор
Вибрация мембраны передается резонатору 19. От частоты колебаний
мембраны и резонатора зависит высота тона звучания сигнала и нужный частотный
диапазон звукоизлучения. Качество звучания сигнала регулируется винтом 7, расположенным на корпусе 8 с внешней стороны. Регулировочный винт изменяет положение контактов 9 прерывателя относительно якоря 17.
Мембрана 18 по периферии зажимается винтами между корпусом 8 и крышкой 1. Центральной частью мембрана жестко связана с якорем. Подбором прокладок между корпусом и мембраной регулируется зазор между якорем и сердечником. От зазора между якорем и сердечником зависит громкость, тон и сила потребляемого сигналом тока.
Тональный сигнал.
Тональный сигнал имеет аналогичное устройство с безрупорным, но перед мембраной устанавливается рупор. Резонатором в тональном сигнале является столб воздуха, заключенный в рупоре. Конфигурация рупора обеспечивает взаимную настройку частот колебаний мембраны и воздушного столба, чем достигается получение громкого звука определенного тона. Конец рупора расширяется для эффективного излучения звука.
Схемы управления двумя звуковыми сигналами на автомобилях ВАЗ, «Моск- вич»-2141, -21412, -2140, -2140SL, -412ИЭ приведены на рис. 8.46 и 8.47. Комплект сигналов, как правило, включает два безрупорных или два рупорных сигнала (низкого и высокого тонов), настроенных на совместную работу. Основные частоты звука параллельно соединенных сигналов с разницей в 65-100 Гц гармонично сочетаются. Наиболее хорошо перекрывают шум дорожного движения и слышны в кабине обгоняемого автомобиля сигналы, частотный спектр которых находится в пределах 1800-3550 Гц.
Так как тональные сигналы потребляют значительный ток, недопустимый для кнопочных выключателей, подключение их к источнику тока осуществляется с помощью электромагнитного реле.
2.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. 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.
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: 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. Мотор стеклоочистителей получает питание от бортовой электросети. Точная схема подключения зависит от модели автомобиля. 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.
Стандартная трапеция.
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.
Электромотор для дворников.
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.
3.Электродвигатели и моторедукторы
Электродвигатели и моторедукторы, применяют в стеклоочистителях как ветрового, так и заднего стекла и фароочистителях. На рис. 2 показано устройство моторедуктора 47.3730 стеклоочистителя заднего стекла. Конструкция электродвигателя моторедуктора аналогична конструкции электродвигателей, применяемых в системе электропривода. Однако его вал удлинен и заканчивается червяком 2 редуктора.
Электродвигатель не имеет передней крышки, ее функции выполняет стенка корпуса 4 редуктора. Щеточно-коллекторный узел расположен со стороны механизма привода.
Устройство моторедуктора стеклоочистителя заднего стекла автомобиля
 Рис. 2. Моторедуктор 47.3730 стеклоочистителя заднего стекла: 1 - шестерня; 2 - червяк; 3 - выходной вал; 4 - корпус редуктора; 5 и 7 - зубчатые сектора; 6 - серьга; 8 - корпус электродвигателя; 9 - постоянный магнит; 10 - якорь
Червячное колесо через закрепленный на нем палец приводит в действие кривошипный механизм, преобразующий вращательное движение колеса в
колебательное движение выходного вала редуктора, соединенного с рычагом щетки. В моторедукторе 47.3730 кривошипный механизм состоит из пластин с зубчатыми секторами 5 и 7 и обеспечивает угол качания щетки до 130°. В моторедукторе размещен также концевой выключатель и биметаллический предохранитель, защищающий двигатель от перегрузки. Контактный диск
концевого выключателя с прорезью устанавливается на зубчатом колесе редуктора. Другим его контактом является небольшая щетка, скользящая по торцу контактного диска. Цепь разрывается, когда щетка попадает в прорезь диска.
Устройство малогабаритного моторедуктора очистителя фар автомобиля
 Рис. 3. Моторедуктор 221.3730 очистителя фар: 1 - корпус; 2 - щетка; 3 - подшипник; 4 - коллектор; б - якорь; б постоянный магнит; 7 - ведомое зубчатое колесо первой ступени редуктора; 8 - ведущая шестерня второй ступени редуктора; 9 - поводок; 10 - выходной вал; 11 - шатун; 12 - ведомое зубчатое колесо второй ступени редуктора; 13 - шток; 14 - выключатель
Малогабаритные моторедукторы очистителя фар не имеют червячного редуктора (рис. 3). Он заменен цилиндрическим многоступенчатым редуктором, выходной вал 10 которого параллелен валу двигателя. Вращательное движение зубчатого колеса редуктора преобразуется в колебания выходного вала двухэлементным кривошипным механизмом, состоящим из шатуна 11 и поводка 9. Размах колебаний выходного вала, равный 60°, необходим для очистки фар круглой формы.
Для очистки фар прямоугольной формы достаточен размах колебаний до 45°, который обеспечивается одноэлементным кривошипным механизмом. В этом случае вращательное движение зубчатого колеса редуктора преобразуется в колебания выходного вала с помощью шатуна и закрепленного на торцовой поверхности колеса пальца, входящего в прорезь шатуна. Концевой выключатель разрывает цепь питания электродвигателя, когда его шток попадает в углубление зубчатого колеса.
Электродвигатель и редуктор стеклоочистителя заключены в единый корпус. Многие типы моторедукторов не имеют встроенного кривошипного механизма. Их вал совершает вращательное движение.
Основные параметры некоторых типов автомобильных моторедукторов стеклоочистителей
Таблица 10.4 Технические данные моторедукторов
*Для двухскоростного моторедуктора. 4.Моторедукторы блокировки замков дверей. Наиболее прост по устройству моторедуктор блокировки замков дверей (рис.10.6). Моторедуктор 87.3730 имеет электродвигатель с возбуждением от постоянных магнитов, на выходном валу которого расположена шестерня, перемещающая зубчатую рейку, осуществляющую в зависимости от направления вращения вала двигателя блокировку или разблокировку дверных замков через передвижной шток. В моторедуктор 87.3730 встроено устройство коммутации цепи управления моторедуктором. Моторедуктор 871.3730 устройства коммутации не имеет. Основные технические данные моторедукторов представлены в табл. 10.4. 5.Мотонасосы Мотонасосы применяются в системах омывателей стекол и фар, в струйной фароочистке, системе перекачки жидкости, в системе обогрева и т.п. Мотонасос представляет собой соединение в одну общую конструкцию электродвигателя с возбуждением от постоянных магнитов и жидкостного насоса. На рис.10.7 показана конструкция мотонасоса 2002.3730 струйной фароочистки автомобиля ГАЗ-З102. Крыльчатка центробежного насоса, закрепленная на валу электродвигателя, выполнена из пластмассы, внутренняя полость электродвигателя защищена от попадания влаги резиновой манжетой. Режим работы мотонасосов - кратковременный или повторно-кратковременный,
Рис.10.7 Мотонасос 2002.3730 1 – электродвигатель; 2 – манжета; 3 – корпус насоса; 4 – крыльчатка. Контрольные вопросы 1.Поясните назначение, классификацию и принцип работы звуковых сигналов. 2.Поясните устройство автомобильных стеклоочистителей. 3.Поясните принцип работы автомобильных стеклоочистителей. 4.Нарисуйте схему мотонасоса и поясните принцип его работы. | ||||||||||||||||||
