Щетки стеклоочистителя. Увидеть всё!

Стеклоочистители стали настолько привычной и обыденной деталью, что большинство из нас просто не обращают на них внимание. Ровно до тех пор, пока они справляются со своей работой. Но как только полноценный обзор сменяется полосами и грязными разводами, наступает время менять щетки: старые уже не справляются со своей задачей.

Немного истории

Cadillac 1930 года со стеклоочистителями

Самые первые автомобили были по своему форм-фактору «самоходными телегами», которые использовались только в сухую погоду. Появление моделей с закрытым кузовом дало возможность выезжать и в дождь, и в снег. Но, несмотря на это, поездка в ненастную погоду превращалась в настоящее испытание: пассажир вынужден был выглядывать в боковое окно, предупреждая водителя о препятствиях на дороге. Только в 1903 году, спустя 18 лет с появления первого серийного автомобиля, была реализована идея механического стеклоочистителя, сметающего с лобового стекла воду, грязь и снег. С момента изобретения дворники прошли долгий путь развития, от ручного привода до современных систем с подогревом и компьютерным управлением, но суть их не изменилась: всё так же, как и 100 лет назад, они служат для механической очистки стекла, чтобы обеспечить человеку комфорт и безопасность в дороге.

Сегодняшняя конструкция щеток рассчитана и выверена до миллиметра, в них нет ничего лишнего и каждая деталь несет функциональную нагрузку. Производители продолжают совершенствовать их, применяя новые технологии и материалы (например, силикон). Появилась даже оригинальная идея «прыгающих» дворников, которые можно обстучать о стекло, не выходя из машины. Есть и другие направления экспериментов по обеспечению обзора: создание гидрофобных (водоотталкивающих) покрытий стекла, обдув теплым воздухом, ультразвуковая очистка. Но все эти разработки находятся в стадии концепта, в то время как дворники используются на всех видах транспорта.

Разновидности

По конструкции дворники делятся на каркасные, бескаркасные и гибридные. По сезону использования – на зимние и летние. Существуют разные типы крепления щетки стеклоочистителя к поводку, поскольку разные автоконцерны разрабатывали свои уникальные конструкции стеклоочистителей. Различают дворники для переднего и заднего стекла, для леворульных и праворульных автомобилей, с различным составом и дополнительным напылением резиновых лезвий.

Независимо от типа конструкции и используемых материалов, основной принцип стеклоочистителей примерно одинаковый: механизм приводится в движение от электродвигателя, усилие через редуктор передается на «трапецию» - синхронизатор движения. Трапеция соединяется с поводками, а они в свою очередь – с самими щетками.

Резиновое лезвие: конструкция и нюансы

Основная рабочая часть в любых щетках – лезвие, которое непосредственно прилегает к лобовому стеклу. Такая, казалось бы, простая деталь долгое время дорабатывалась и совершенствовалась, и в сегодняшних моделях дворников каждый элемент несет определенную функциональную нагрузку.

Форма резиновых полос одинаковая почти у всех производителей: в самой геометрии лезвия сложно придумать еще какие-то улучшения, и усилия разработчиков направлены на совершенствование материалов.

Профиль резиновой ленты (слева) и схема работы (справа).
а. Лента для двух металлических пластин.
б. Лента для одной металлической пластины.
1. Пазы для пластин. 2. Пазы для зажимов.
3. Шейка. 4. Рабочая часть. 5. Рабочая кромка.

Идеально работающая щетка при движении по стеклу наклоняется в сторону и край рабочей кромки полностью снимает слой воды. Во время обратного хода работает другой край кромки.

Металлическая пластина обеспечивает равномерное распределение давления и плотное прилегание к стеклу, выполняя функцию продольной пружины. В каркасных щетках чаще можно встретить ленту под одну пластину, в бескаркасных – под две.

Качество работы дворников зависит также от состояния лобового стекла: микроцарапины на старом стекле задерживают воду, и даже абсолютно новые щетки не очистят его идеально.

Резиновая лента – расходный материал. Она изнашивается от работы, портится от сильного мороза и жаркого солнца, страдает от агрессивной химии.

Каркасные щетки

Каркасные дворники можно считать классикой: принцип их не меняется с 50-х годов, улучшается только прилегание к стеклу.

В каркасных дворниках прижим резиновой полоски осуществляется с помощью системы упругих стальных или алюминиевых коромысел. Распределяя давление от центра по всей поверхности, они обеспечивают «подстройку» очистителя к поверхности лобового стекла. Крепление опор к резиновой ленте делается «плавающим». Исключение могут составлять крайние точки крепления: они фиксируются жестко, препятствуя смещению ленты и металлической упругой полоски. В другом варианте конструкции торцы ленты закрываются пластиковыми заглушками.

Типы каркасов

Чем больше опорных точек в каркасной щетке, тем качественней распределяется давление, но нужно учитывать, что каждое шарнирное соединение – слабое место в конструкции, подверженное коррозии и механическому износу.

Распределение силы давления от поводка на резиновую ленту

Каркасная конструкция имеет свои преимущества: огромный выбор моделей, размеров и способов крепления позволяет выбрать щетки на любой автомобиль. Но есть и недостатки: в конструкции каркаса со временем появляются люфты из-за нагрузок, в первую очередь – в точках соединения коромысел. Зимой на щетке намерзает лед, летом в каркас набивается пыль и насекомые.

Схема воздействия механических сил на каркасную щетку

Еще один из недостатков – несовершенная аэродинамика. При движении на высокой скорости каркас начинает «парусить» и щетка приподнимается со стекла. Это может стать проблемой, если дождь или снег застал на трассе: из-за недостаточного прижима щетки плохо очищают лобовое стекло.

Бескаркасные щетки

Схема бескаркасной щетки

Первые щетки, лишенные громоздких прижимных планок, появились в 80-х годах. Скорости автомобилей растут, требуется лучший обзор и соответственно увеличивается поверхность лобового стекла. Каркасная конструкция уже не подходит многим автомобилям: слишком тяжелая, высокая и ненадежная. Альтернативой стали бескаркасные щетки, состоящие из резиновой ленты, металлических полос и спойлера.

Распределение давления от поводка на всю поверхность осуществляется за счет двух упругих полосок строго рассчитанной геометрии, уже имеющих предварительный изгиб. Благодаря уменьшению высоты улучшилась аэродинамика, а спойлер еще усиливает прижим резинки к стеклу. Бескаркасные щетки считаются хорошим зимним вариантом: они значительно меньше покрываются льдом и легко очищаются.

Основной недостаток бескаркасных дворников – достаточно высокая цена, особенно на модели VIP-класса. Еще один минус – они не универсальные, в отличие от каркасных. Для каждой модели автомобиля нужно подбирать строго определенную щетку, соответствующую форме лобового стекла.

Для чего нужен спойлер?

Спойлер стал ответом на увеличивающиеся размеры дворников: чем они длинней, тем больше нужно точек опоры, больше коромысел и всё сооружение получается выше. Встречный поток воздуха, сталкиваясь со щетками, создает подъемную силу, отрывающую эту конструкцию от стекла. Решение было найдено: изогнутая полоска пластика, изменяющая направление воздушного потока и прижимающая щетку к стеклу.

Принцип действия спойлера

Эффект спойлера лучше всего проявляется при сильном встречном ветре. Поток воздуха, сталкиваясь со спойлером, обтекает его, и чем сильней этот поток – тем с большей силой щетка прижимается к стеклу. Производители выпускают дворники и с односторонними (асимметричными) спойлерами, и с универсальными симметричными, которые можно устанавливать при оппозитном расположении щеток.

Гибридные щетки

По сути, гибридными щетками называют каркасную конструкцию, закрытую пластиковым спойлером. Получилось удачное сочетание: универсальность и прочность металлического каркаса вместе с улучшенной аэродинамикой. Спойлер частично выполняет и функцию защиты каркаса от внешних условий. Гибридные щетки служат в 2 раза дольше, чем обычные каркасные, за что их и выбирают автолюбители.

Зимние и летние

Специалисты рекомендуют менять дворники дважды в год: осенью и весной. Причина не только в износе резины: для летних и зимних щеток используются разные материалы, да и особенности конструкции заставляют подстраиваться под перемены погоды.

В продаже можно встретить специальные зимние щетки: каркасные конструкции, закрытые специальным резиновым чехлом. Некоторые производители внутрь чехла помещают сухую смазку на графитовой основе, продлевающую жизнь металлическим сочленениям.

Преимущества такой конструкции очевидны: вода не попадает внутрь, места соединений не покрываются льдом и не теряют подвижности. К тому же для зимних щеток используется более мягкая резина на основе натурального каучука или силикона, которая не так сильно «дубеет» на морозе. А недостаток – большая парусность: на такую щетку невозможно установить спойлер, и уже на средней скорости она будет приподниматься со стекла.

Зимними часто называют обычные бескаркасные дворники: они легко очищаются от льда и снега, не теряют эластичности на морозе, не боятся встречного ветра благодаря маленькой высоте.

На лето устанавливают дворники с более плотными, жесткими резинками: в теплое время года можно не бояться, что они станут слишком твердыми. А конструкцию большинство автолюбителей выбирают гибридную или каркасную, как более дешевую.

В последние годы в автомобилях появилась опция подогрева дворников: нагревательный элемент устанавливается либо внизу лобового стекла, либо на сами щетки.

Эта система действительно неплохо предотвращает примерзание щеток к стеклу и образование на них наледи. А вот очищать заледеневшее стекло всё равно придется руками: тепла от нагревательного элемента для этого недостаточно.

Задние дворники

В некоторых моделях автомобилей дворники устанавливаются и на заднее стекло. Как правило, это 1 (редко 2) каркасная щетка небольшого размера, не требующая спойлера (нет встречного движения воздуха). Задние дворники используются гораздо реже, чем передние (водитель очищает заднее стекло в основном перед парковкой). Но, как и передние, задняя щетка требует правильной эксплуатации и своевременной замены, хоть и служит в 2-3 раза дольше.

До недавнего времени подобрать задние щетки было достаточно сложно: меньший спрос не стимулировал производство. Сегодня крупные производители выпускают полный ассортимент щеток, в том числе и редкие модели.

Виды креплений

До 1999 года универсальным креплением щетки к поводку был крюк или «Hook». Затем требования начали меняться: старое крепление стало слишком громоздким, и производители начали изобретать собственные оригинальные способы подсоединения щеток. К настоящему времени существует несколько самых распространенных видов креплений, под которые можно купить адаптеры (переходники) вместе с дворниками или отдельно. Часто щетки продают сразу в комплекте с адаптерами, что позволяет ставить их на любой автомобиль.

Крепление «Крючок» до сих пор используется в большинстве автомобилей. Самые используемые размеры 9х3 и 9х4 см, но встречаются и «грузовые» для внедорожников, и очень маленькие.

Щетка с комплектом адаптеров

Каждый вид крепления имеет свои преимущества и недостатки. Поскольку основная цель совершенствования – компактность, оригинальные крепления получаются меньше, чем универсальное. А недостаток – большое разнообразие, которое нужно учитывать при выборе щеток.

Некоторые типы креплений могут выполняться в нескольких размерах. Например, «Push Button» имеет ширину 19 мм, а его разновидности «Wide Push Button» и «Narrow Push Button» - 22 и 16 мм соответственно.

Эксплуатация

Правильный режим использования не только продлит жизнь щеткам, но и сбережет нервы водителю. Нормально работающие стеклоочистители не оставляют разводов, грязных полос и других недоработок.

Первое правило зимнего использования – не включать дворники, не убедившись, что они очищены от льда и не примерзли к лобовому стеклу.

Многие водители, оставляя машину на долгое время, поднимают дворники.

С одной стороны, это правильно: щетки не примерзнут к стеклу. Но такой прием растягивает пружину поводка, после чего уменьшается прижимная сила. Если автомобиль стоит под открытым небом, достаточно поводки приподнять на небольшую высоту, например, подпереть их спичечными коробками.

Вторая проблема в зимнее время – лёд на лобовом стекле. Ни одна щетка не в состоянии справиться с намерзшей ледяной коркой. Включать дворники в таких условиях – кратчайший путь к досрочной покупке новых.

В летнее время основной враг щеток – сухая пыль, которая действует на резину и лобовое стекло как абразив. С этим связана основная летняя рекомендация: поддерживать дворники в чистоте, периодически протирать резинки влажной салфеткой, а каркасы очищать от мусора. И, конечно, не включать их по сухому стеклу! Форсунки стеклоомывателя нужно отрегулировать таким образом, чтобы они увлажняли всю поверхность стекла, по которой работают дворники.

В морозы и сильную жару, оставляя машину надолго, можно вообще снять щетки. Резиновое лезвие портится от мороза, жаркого солнца и ультрафиолета, реагентов с дороги и автохимии (бензина, моторного масла). Загрязнения лучше стирать обычной влажной салфеткой или мокрой тряпкой.

Нормальная работа стеклоочистителя – вопрос не только комфорта. По статистике, более 50% ДТП происходят из-за плохой видимости, чаще в дождь или снег. Так что чистое лобовое стекло – одно из условий безопасного вождения.

О том, как выбрать новые дворники, читайте в нашей статье "Гид покупателя".