Hur vindrutetorkarna fungerar

Bildgalleri: Car Gadgets Det som började som ett hand-cranked system är nu automatiskt, och blir bara mer: Vissa vindrutetorkare kan faktiskt känna regn. Se bilder på bilprylar.

De första vindrutetorkarna manövrerades manuellt genom att flytta en spak inuti bilen fram och tillbaka. Idag tar de flesta av oss våra elektriska vindrutetorkare för givet. Torkarna håller troget fönstret klart, rör sig fram och tillbaka över vindrutan otaliga gånger när de sopar bort vattnet. Med sin högsta hastighet rör sig de imponerande snabbt och skakar ibland bilen från sida till sida. Vilken typ av mekanism kan flytta torkararmarna så effektivt och så tillförlitligt?

Vindrutetorkare finns på vindrutor, vissa bilstrålkastare, flygplan och till och med på rymdfärjan. I den här artikeln ska vi titta in i vindrutetorkarna, lära oss om bladen och kontrollerna och sedan utforska ett nytt regnkännande torkarstyrsystem!

Torkarna kombinerar två mekaniska tekniker för att utföra sin uppgift:

• En kombination av elmotor och maskreduktionsreduktion ger kraft till torkarna.
• En snygg koppling omvandlar motorens rotationsutgång till vindrutetorkarna fram och tillbaka.

Motor- och växelreduktion

Det tar mycket kraft att påskynda torkarbladen fram och tillbaka över vindrutan så snabbt. För att generera denna typ av kraft används en maskväxel på en liten elmotors utgång.

Snäckväxelreduktionen kan multiplicera motorns vridmoment med cirka 50 gånger, samtidigt som elmotorns utgångshastighet sänks med 50 gånger också. Utgången från växelleduktionen driver en länk som förflyttar torkarna fram och tillbaka.

Inuti motorn / växeln är en elektrisk krets som avkänner när torkarna är i sitt läge. Kretsen upprätthåller strömmen till torkarna tills de parkeras längst ner på vindrutan och bryter sedan strömmen till motorn. Denna krets parkerar även torkarna mellan våtservetter när de är på sin intermittenta inställning.

Detta innehåll är inte kompatibelt på den här enheten.

koppling

En kort kam är ansluten till växelleduktionens utgångsaxel. Denna kam snurrar runt när torkarmotorn svänger. Kammen är ansluten till en lång stav; när kammen snurrar rör sig den fram och tillbaka. Den långa stången är ansluten till en kort stång som aktiverar torkarbladet på förarsidan. En annan lång stång överför kraften från förarsidan till torkarbladet på passagerarsidan.

Låt oss nu prata om några detaljer om torkarbladen.

Visste du?

Vindrutetorkarsystem är utformade för att torka 1,5 miljoner gånger under deras livstid!

Detta torkarblad stöds på sex platser för en jämn tryckfördelning mot vindrutan.

Torkarblad är som skrapor. Torkarens armar drar en tunn gummiremsa över vindrutan för att rensa bort vattnet.

När bladet är nytt är gummit rent och har inga snitt eller sprickor. Det torkar bort vattnet utan att lämna streck. När torkarbladen åldras, bildas sprickor eller sprickor, byggs vägskräp upp på kanten och det gör inte en så tät tätning mot fönstret, så det lämnar ränder. Ibland kan du få lite extra liv ur torkarbladet genom att torka av kanten med en trasa som blöts i fönsterrenare tills inte mer smuts kommer från bladet..

En annan nyckel till streckfri drift är jämnt tryck över gummibladens längd. Torkarblad är utformade för att fästa i en enda punkt i mitten, men en serie armar grenar ut från mitten som ett träd, så att bladet faktiskt är anslutet på sex till åtta platser. Om det bildas is eller snö på dessa armar, kan det göra tryckfördelningen ojämn och orsaka streck under en del av bladet. Vissa torkartillverkare tillverkar ett speciellt vinterblad med en gummikuff som täcker armmonteringen för att hålla snö och is ute.

Några av de olika torkarbladschema som används av olika bilar

Pivot Points

De flesta bilar har ungefär samma torkarutformning: Två blad rör sig tillsammans för att rengöra vindrutan. Det ena bladet svänger från en punkt nära förarsidan av bilen, och det andra bladet svänger från nära mitten av vindrutan. Det här är Tandem-system i figuren nedan. Denna design rensar det mesta av vindrutan som ligger i förarens synfält.

Det finns ett par andra mönster på vissa bilar. Mercedes använder en enda torkararm som sträcker sig och dras tillbaka när den sveper över fönstret -- Enarmarm (kontrollerad) i figuren ovan. Denna design ger också bra täckning, men är mer komplicerad än de vanliga torktorkarsystemen. Vissa bilar använder torkarblad som är monterade på motsatta sidor av vindrutan och rör sig i motsatt riktning, och vissa fordon har en enda torkare monterad i mitten. Dessa system ger inte lika mycket täckning för föraren som det vanliga tvåbladiga systemet.

En typisk torkarreglerstjälk

De flesta torkar har låg och hög hastighet samt en intermittent inställning. När torkarna är på låg och hög hastighet går motorn kontinuerligt. Men i den intermittenta inställningen stoppar torkarna ett ögonblick mellan varje torka. Det finns många olika typer av switchar för torkare. Vissa bilar har bara en intermittent hastighet, andra har 10 diskreta inställningar och andra har en glidande skala som kan ställas in för nästan vilket tidsintervall som helst.

Oavsett vilken typ av kontroller din bil har, kan det vara svårt att ställa in dem rätt - för snabbt och vindrutan blir torr och torkarna pipar; för långsamt och din synlighet är blockerad av regndroppar. Sammanfattningsvis är det faktum att mängden vatten som träffar vindrutan förändras när din bil går snabbare och saknar. Det kan kräva nästan konstant uppmärksamhet för att torkarna ska fungera korrekt. Biltillverkare kan äntligen ha erövrat detta problem med den heliga gral av torkar-tekniken - regnavkännande torkare.

Tidigare har biltillverkare försökt att antingen eliminera torkarna eller kontrollera hastigheten automatiskt. Några av schemanna handlade om att upptäcka vibrationerna orsakade av enskilda regndroppar som träffade vindrutan, applicera speciella beläggningar som inte tillåter droppar att bildas, eller till och med ultraljudsvibrera vindrutan för att bryta upp dropparna så att de inte behöver torkas alls. Men dessa system plågas av problem och antingen kom aldrig till produktion eller var snabbt axlade eftersom de irriterade fler förare än de ville.

Men en ny typ av torkarsystem börjar dyka upp på bilar som faktiskt gör ett bra jobb med att upptäcka mängden vatten på vindrutan och kontrollera torkarna. Ett sådant system är tillverkat av TRW Inc., här är en PDF som beskriver deras regnsensorsystem. TRW Inc. använder optiska sensorer för att upptäcka fukten. Sensorn är monterad i kontakt med vindrutans insida, nära bakspegeln.

Sensorn projicerar infrarött ljus in i vindrutan i en 45-graders vinkel. Om glaset är torrt reflekteras det mesta av detta ljus tillbaka i sensorn på framsidan av vindrutan. Om vattendropparna finns på glaset reflekterar de ljuset i olika riktningar - ju blätare glaset, desto mindre ljus gör det tillbaka till sensorn.

Elektroniken och programvaran i sensorn sätter på torkarna när mängden ljus som reflekteras på sensorn minskar till en förinställd nivå. Programvaran ställer in torkarhastigheten baserat på hur snabbt fukten bygger sig upp mellan våtservetter. Den kan använda torkarna med valfri hastighet. Systemet justerar hastigheten så ofta som nödvändigt för att matcha hastigheten på fuktansamlingen.

TRW-systemet, som finns på många General Motors-bilar, inklusive alla Cadillac-modeller, kan också åsidosättas eller stängas av så att bilen kan tvättas.

För mer information om vindrutetorkare och relaterade ämnen, kolla in länkarna på nästa sida!

Relaterade artiklar

• Hur Gears fungerar
• Hur Gear Ratios fungerar
• Hur kilometerteller fungerar
• Hur kraftdörrlås fungerar
• Hur Power Windows fungerar
• Hur kamaxlar fungerar
• Bil

Fler bra länkar

• Byt ut torkarblad
• Vem uppfann vindrutetorkaren?
• Patent: Robert Kearns och den intermittenta vindrutetorkaren
• Tips för vindrutetorkare
• GM Goodwrench videor