Рычажный механизм стеклоочистителя

Трапеция стеклоочистителя: привод «дворников» автомобиля

В любом современном автомобиле присутствует стеклоочиститель, в котором привод щеток осуществляется простым механизмом — трапецией. Все о трапециях стеклоочистителей, их существующих типах, конструкции и принципе работы, а также о верном выборе и замене этих узлов — читайте в представленной статье.

Что такое трапеция стеклоочистителя?

Трапеция стеклоочистителя — привод стеклоочистителя, система тяг и рычагов, обеспечивающая возвратно-поступательные движения щеток стеклоочистителей на ветровом стекле или стекле двери задка транспортных средств.

На автомобилях, автобусах, тракторах и иной технике обязательно присутствует стеклоочиститель — вспомогательная система, обеспечивающая очистку ветрового стекла от воды и загрязнений. Современные системы имеют электрический привод, а передача усилия от электродвигателя на щетки осуществляется с помощью проложенной под стеклом системы тяг и рычагов — трапеции стеклоочистителя.

Трапеция стеклоочистителя имеет несколько функций:

Привод щеток стеклоочистителя от электромотора;
Формирование возвратно-поступательного движения щеток (или щетки) с необходимой амплитудой;
В двух- и трехщеточных стеклоочистителях — обеспечение синхронного движения щеток по одинаковым или разным для каждой щетки траекториям.

Именно трапеция стеклоочистителя обеспечивает движение «дворников» по стеклу с необходимой амплитудой (размахом) и синхронностью, а неисправность этого узла частично или полностью нарушает работу всей системы. Про поломке трапеция должна быть отремонтирована или заменена в сборе, но прежде, чем приниматься за ремонт, следует разобраться в существующих типах этих механизмов, их конструкции и принципе работы.

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.

Как правильно выбрать и заменить трапецию стеклоочистителя

В процессе эксплуатации стеклоочистителя детали его трапеции изнашиваются, деформируются или разрушаются — в результате весь механизм перестает нормально выполнять свои функции. О неисправности трапеции свидетельствует затрудненное движение щеток, периодические их остановки и рассинхронизация движения, также все это может сопровождаться повышенным шумом. Для выявления неисправности необходимо проверить трапецию, и, если устранить поломку нельзя — выполнить замену механизма.

На замену следует брать только те трапеции, что предназначены специального для данного автомобиля — только так можно гарантировать, что стеклоочиститель можно нормально установить и он будет надежно работать. В ряде случаев допустимо применение аналогов, однако даже на автомобилях одной модели разных годов выпуска механизмы могут отличаться креплением и конструкцией отдельных деталей (что связано с изменением конструкции кузова, расположения стекла и т.д.).

Замена трапеции должна выполняться в соответствии с инструкцией по ремонту транспортного средства. Обычно для демонтажа всего механизма достаточно снять рычаги щеток, затем вывернуть крепеж кронштейнов валиков или общего кронштейна, и вынуть трапецию в сборе с двигателем и редуктором. В некоторых автомобилях трапеция и электродвигатель снимаются по отдельности, причем доступ к их крепежу осуществляется с разных сторон ниши под ветровым стеклом. Установка нового механизма выполняется в обратном порядке, при этом может потребоваться выполнить смазку некоторых деталей. Выполняя монтаж, необходимо следить за правильностью расположения тяг, поводков и иных деталей трапеции, в противном случае может нарушиться работа механизма. Если трапеция была подобрана и установлена верно, стеклоочиститель будет надежно работать, поддерживая чистоту и прозрачность стекол в любых условиях.

Читать еще: Очиститель сажевого фильтра

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.

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.

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.

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.

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.

Виды щеток

Производители автомобилей предоставляют владельцам машин выбор типа щеток. В зависимости от конструкции и эксплуатационных характеристик, они могут быть следующих видов:

Каркасные щетки

Каркасные щетки — оптимальный и доступный вариант. Они хорошо адаптируются под рабочую поверхность ветрового стекла, но ухудшают качество очистки при минусовых температурах и высоких скоростях.
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.
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

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:

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.
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.
Pin lock — фиксация щеток с помощью специального встроенного замка. Используется в автомобилях Audi.

Читать еще: Из чего состоит стеклоочиститель

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.

Трапеция стеклоочистителя: привод «дворников» автомобиля

Что такое трапеция стеклоочистителя?

Трапеция стеклоочистителя имеет несколько функций:

Привод щеток стеклоочистителя от электромотора;
Формирование возвратно-поступательного движения щеток (или щетки) с необходимой амплитудой;
В двух- и трехщеточных стеклоочистителях — обеспечение синхронного движения щеток по одинаковым или разным для каждой щетки траекториям.

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.

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.

Как правильно выбрать и заменить трапецию стеклоочистителя

Читать еще: Установка щеток стеклоочистителя

Как работает привод, поводок и другие узлы стеклоочистителя?

Система стеклоочистки включает в себя множество элементов, соединенных между собой и выполняющих одну важную функцию — очищение лобового стекла от грязи. Если по каким-то причинам система перестает работать, обзорность дороги для водителя будет ухудшена, соответственно, это может повлиять на его безопасность. Какие функции выполняет поводок стеклоочистителя, и из каких элементов состоит система — узнайте из этой статьи.

Особенности устройства и схема стеклоочистителя

Система стеклоочистки состоит из таких элементов:

Электродвигатель или привод стеклоочистителя. Это устройство обеспечивает нормальную работу системы, способствуя перемещению дворников по переднему, а также заднему (для универсалов и хэтчбеков) стеклу. Если редуктор стеклоочистителя выходит из строя, это приведет к неработоспособности очистителей. Привод заднего стеклоочистителя также устанавливается только в автомобили в кузове хэтчбек или универсал.
Держатель щетки стеклоочистителя, он же поводок стеклоочистителя, он же рычаг стеклоочистителя — щеткодержатель. На этом устройстве фиксируется само лезвие очистителя, которое перемещается по стеклу.
Щетка с резиновым или силиконовым лезвием. Когда она изнашивается, качество очищения лобового стекла значительно снижается.
Крепление щеток стеклоочистителя — конструктивный элемент самих дворников.
Расширительный бачок — в него заливается жидкость, которая впоследствии при включении дворников через форсунки по шлангам передается на стекло.
Форсунки — эти элементы монтируются на капоте, они выполняют функцию распыления воды по стеклу.
Резиновые шланги, соединяющие расширительный бачок и форсунки — по ним передается расходный материал.
В зависимости от авто, может использовать блок управления стеклоочистителем или прерыватель стеклоочистителя. Последний представляет собой реле, которое в соответствии с действиями водителя определяет частоту перемещения щеток по заданным временным интервалам. Что касается блока, то он позволяет водителю самостоятельно выставить необходимый интервал.
Мотор омывателя, который осуществляет подачу воды или омывающей жидкости на стекла.
Переключатель стеклоочистителя. Подрулевой переключатель располагается в салоне автомобиля, под рулевым колесом. С его помощью водитель может установить скорость работы дворников, а также при необходимости подать воду на стекло.
Тяга, которая соединяет две щетки. Благодаря ей эти элементы могут двигаться синхронно.

Фотогалерея «Элементы системы»

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:

Водитель жмет на подрулевой переключатель, подавая управляющему блоку сигнал о необходимости включения дворников, а также подаче воды.
Посредством работа электромотора жидкость начинает передаваться по шлангам через форсунки на лобовое или заднее стекло.
Держатель щетки стеклоочистителя начинает вращаться под воздействием электродвигателя, которому управляющее устройство отправило сигнал — с какой скоростью держатели должны двигаться.
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).

Подбор щеток

При выборе дворников необходимо руководствоваться такими критериями:

Длина. Один из основных показателей — длина — подбирается в соответствии с моделью авто или с учетом размера уже установленного изделия.
Способ крепления изделий. Если кронштейны для фиксации не будет совпадать, вы просто не сможете установить изделия.
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.

Видео «Особенности замены»

Как производится замена очистителей без съемника и что нужно при этом учитывать — узнайте из видео (автор — канал AssistanceTV).