برف پاک کنهای (windscreen wiper) اولیه به صورت دستی و با حرکت دادن یک اهرم که داخل کابین قرار داشت، کار می‌کردند ولی امروزه استفاده از برف پاک کنهای برقی معمول شده است. وقتی با دور تند کار میکنند، واقعاً سرعت‌شان زیاد است ، حال ببینیم چه مکانیزمی می‌تواند بازوهای برف پاک کن را این قدر خوب و قوی به حرکت در بیاورد؟
در این مقاله از فروشگاه لوازم یدکی ماشین نو، نگاهی به درون ساختار برف پاک کن خواهیم انداخت، درباره تیغه‌ها و دکمه‌های کنترلی مطالبی خواهیم گفت و با سیستم جدیدی آشنا خواهیم شد که به بارش باران حساس است.
برف پاک کن خودرو چگونه کار میکند؟
برف پاک کن با دو فرایند مکانیکی کار میکند:
- ترکیبی از یک موتور الکتریکی و یک چرخ دنده مارپیچ که نیروی برف پاک کنها تأمین میکنند.
- یک اتصال که نیروی دورانی موتور برقی را به حرکت رفت و برگشتی برف پاک کن تبدیل میکند.
برای حرکت دادن تیغههای برف پاک کن روی شیشه آن هم با این سرعت، به نیروی بسیار زیادی احتیاج داریم. برای تولید چنین نیرویی، یک چرخ دنده مارپیچ به موتور برقی کوچک متصل می‌شود. این چرخ دنده می‌تواند گشتاور موتور را حدود 50 برابر بیشتر کند و البته در مقابل سرعت چرخش موتور را 50 مرتبه کندتر میکند.
نیروی” چرخ دنده مارپیچی ” به یک اتصال منتقل می‌شود که برف پاک کنها را به جلو و عقب حرکت می‌دهد. در این میان، یک مدار الکترونیکی نیز وجود دارد که تشخیص می‌دهد چه وقت برف پاک کنها پایین می‌آیند. این مدار به برف پاک کنها نیرو می‌رساند تا زمانی که در پایین شیشه متوقف شوند، در این زمان است که جریان نیرو را قطع میکند. یک میله کوچک به شفت خروجی موتور متصل است و همچنان که شفت خروجی موتور می‌چرخد، این میله کوچک، یک میله بزرگتر را به جلو و عقب حرکت می‌دهد. میله بزرگ نیز به یک میله کوتاه دیگر متصل است که تیغههای برف پاک کن را به حرکت در می‌آورد.
عملکرد تیغههای برف پاک کن چگونه است؟
تیغههای برف پاک کن شبیه تی‌های لاستیکی هستند. یک نوار لاستیکی باریک، روی یک دسته قرار گرفته است و آب را از روی شیشه پاک میکند. وقتی تیغه‌ها نو هستند، لاستیک آن صاف است و هیچ ترک یا شکافی ندارد و بدون این که ردی بر جا بگذارد، آب را کاملاٌ پاک میکند. وقتی تیغه‌ها کهنه می‌شوند، روی آن‌ها ترک و شکاف به وجود می‌آید و باعث شکل گرفتن جرم روی تیغه می‌شوند. این جرم موجب می‌شود، تیغه خوب به شیشه نچسبد و روی شیشه رد به جا بگذارد. گاهی اوقات، می‌توان با یک دستمال آغشته به مایع شیشه شو، تیغه‌ها را پاک کرد تا کمی بیشتر عمر بکنند.
راه دیگری که وجود دارد این است که فشار تیغه روی شیشه را افزایش داد. تیغه‌ها طوری طراحی شده‌اند که در قسمت وسط بیشترین چسبندگی را داشته باشند ولی از آن جایی که طول تیغه زیاد است، در واقع بین شش تا هشت نقطه تماس با شیشه وجود دارد. اگر یخ یا برف روی تیغه‌ها انباشته شود، باعث می‌شود فشار یکسانی به همه نقاط تیغه وارد نشود و روی شیشه رد بر جا بماند.
تیغههای برف پاک کن چند نوع دارند؟
- تیغه برف پاک کن ژلهای (سیلیکونی)
- معمولی ( پلاستیک فشرده)
در حال حاضر تیغه برف پاک کنهای موجود در بازار بر دو قسم هستند: فلزی که به طور معمول توسط کارخانه بر روی اتومبیل نصب میگردد و ژلهای یا اسپرتی که معمولا به صورت اختیاری جایگزین تیغه فلزی میگردد.
معمولا تیغه برف پاک کن ژلهای (سیلیکونی) به تیغه برف پاک کن معمولی ( پلاستیک فشرده) ترجیح داده می‌شود. زیرا عملکرد تیغههای سیلیکونی به مراتب بالاتر از تیغههای معمولی است و این موضوع مشتریان را به سمت خرید این محصول ترغیب میکند. تیغه برف پاک کن ژلهای (سیلیکونی) به گونه‌ای طراحی شده است که به طور قابل توجهی از شیشه جلو مراقبت میکند و باعث بهبود دید راننده می‌شود که در نهایت منجر به یک رانندگی امن و لذت بخش حتی در شرایط جوی نامساعد می‌شود.
چرا تیغههای ژلهای نسبت به معمولی برتری دارند؟
اینکه چرا تیغه برف پاک کن ژلهای از کیفیت بالاتری نسبت به تیغه برف پاک کن معمولی برخودار است فقط به ماهیت سیلیکون استفاده شده در این نوع تیغه بر میگردد. تابش مستقیم نور خورشید، اشعه UV و تغییرات آب و هوایی ( سرد و گرم شدن) باعث سفت شدن، ترک و در نتیجه پاره شدن تیغه برف پاک کن معمولی شده که در نهایت منجر به تعویض تیغه برف پاک کن می‌شود اما در طراحی تیغه برف پاک کن ژلهای تکنولوژی به کار رفته که موجب شده که این تیغه عمر طولانی تری نسبت به تیغه برف پاک کن معمولی داشته باشد و نیز به علت وجود لبه‌های با تیغه ی 3 تایی بهتر به سطح شیشه می‌چسبد و باعث تقویت قدرت پاک کنندگی می‌شود. در در نتیجه در هر بار رفت و برگشت تیغه، شیشه حتی بدون تولید کوچک ترین صدا تمیز می‌شود .
همچنین استفاده از تیغه برف پاک کن ژلهای کاملا برای محیط زیست بی خطر است و هیچ آسیبی را متوجه محیط زیست نمی کند. سیلیکون قابل برگشت به طبیعت است و به راحتی بازیافت می‌شود. طول عمر تیغه برف پاک کن ژلهای 3 برابر طول عمر تیغه برف پاک کن معمولی است.
برف پاک کنها چگونه تنظیم می‌شوند؟
بیشتر برف پاک کنها دارای سرعت کم و زیاد و تنظیمات مربوط به قطع و وصل کردن هستند. وقتی برف پاک کن با سرعت کم یا زیاد حرکت میکند، موتور پیوسته در حال کار کردن است البته می‌توان انها را تنظیم کرد که بعد از هر دور تمیز کردن شیشه، چند لحظه از حرکت بایستند.
خودرو شما دارای هر نوع تنظیماتی باشد، باید سرعت برف پاک کنها را درست انتخاب کنید. اگر سرعت حرکت آن‌ها بیش از حد کم باشد، قطرات باران دید شما را کور میکنند. البته باید در نظر گرفت که وقتی سرعت حرکت خودرو کم یا زیاد بشود، میزان آبی که روی شیشه جلو پاشیده می‌شود نیز تغییر میکند، در نتیجه باید به تنظیم کردن سرعت برف پاک کن توجه کرد. اهرم برف پاک كن دارای موقعيت‌های زير می‌باشد:
- خاموش (OFF).
- دور اتوماتیک (AUTO).
- دور کند (I).
- دور تند (II).
در واقع این مشکل را خودروسازان توسط برف پاک کنهای حساس به باران حل کرده اند.
سیستم جفتی برف پاکن کن چگونه می‌باشد؟
طراحی برف پاک کن در بیشتر خودروها یکسان و مشابه هم است، یعنی دو تیغه در کنار هم کار میکنند تا شیشه را پاک کنند. پاشنه یکی از برف پاک کنها در سمت راننده قرار گرفته و پاشنه دیگر در وسط شیشه جلو. به این سیستم، سیستم جفتی (Tandem System) می‌گویند.
این سیستم طوری کار میکند که بیشتر قسمت‌هایی از شیشه که در منطقه دید راننده قرار دارند را تمیز میکند. ممکن است خودروهای دیگر، دارای طراحی‌های دیگری باشند. کمپانی مرسدس بنز از برف پاک کنهای تک بازویی استفاده میکند که روی کل سطح شیشه حرکت میکند. این طرح، سطح شیشه را خوب پوشش می‌دهد ولی از سیستم استاندارد دو بازویی بسیار پیچیده تر است. برخی خودروها از برف پاک کن‌هایی استفاده میکنند که در دو طرف شیشه قرار دارند، برخی دیگر نیز دارای برف پاک کن تک بازویی هستند که در وسط شیشه تعبیه شده‌اند. هیچ کدام از این طرح‌ها به اندازه سیستم استاندارد دو بازویی (جفتی)، میدان دید راننده را پوشش نمی‌دهند.
برف پاک کنهای حساس به باران چگونه کار میکنند؟
در گذشته، خودروسازان تلاش می‌کردند یا برف پاک کن را حذف کنند یا کاری کنند که بتوان سرعت آن‌ها را به صورت اتوماتیک کنترل کرد. در بعضی از طرح‌هایی که به این منظور ارائه شد، لرزش تولید شده به وسیله تک تک قطرات بارانی که به شیشه برخورد می‌کردند می‌بایست محاسبه می‌شد. این کار مستلزم وجود یک روکش خاص روی شیشه بود که از تشکیل قطرات باران جلوگیری کند و یا بتواند ارتعاشاتی اولتراسونیک روی شیشه ایجاد کند تا قطرات باران را در هم بشکند تا دیگر نیازی به پاک کردن آن‌ها نباشد. ولی این سیستم‌ها یا هرگز به خط تولید نرسیدند یا بلافاصله پس از شروع، تولید آن‌ها متوقف شد چون به جای کمک به راننده‌ها، برایشان مزاحمت ایجاد می‌کردد.
پس از مدتی، نوع جدیدی از برف پاک کن به بازار عرضه شد که می‌توانست مقدار آبی که به شیشه برخورد میکند را خیلی خوب تشخیص دهد. یکی از این سیستم‌ها را شرکت TRW Inc ساخته است که در آن حسگرهای اپتیکی برای تشخیص نم و رطوبت استفاده می‌شوند. این حسگر در داخل کابین خودرو و نزدیک به آینه عقب نصب می‌شود و با شیشه جلو در تماس است. اگر قطرات باران روی شیشه بیفتند، نور را در جهات مختلفی منعکس میکنند، در نتیجه هر چه شیشه مرطوب تر باشد، نور کمتری به سمت حسگر منعکس میکند.
هنگامی که میزان نور بازتابی به حسگر به حد معینی برسد، نرم افزار و تجهیزات الکترونیکی که به حسگر متصل هستند، برف پاک کنها را روشن میکنند. نرم افزار مربوطه، متناسب با سرعت شکل گیری قطراتی که روی شیشه شکل می‌گیرند، سرعت برف پاک کنها را کم و زیاد میکند. سیستم TRW روی بیشتر محصولات کمپانی جنرال موتورز، از جمله کادیلاک، تعبیه شده است. هنگام شستشوی خودرو می‌توان این سیستم را غیرفعال کرد تا در روند شستشو اختلالی ایجاد نکند.
نگهداری از تیغههای برف پاک کن
تیغه برف پاک‌کن از قطعات مصرفی می‌باشند که در طی دوره‌های بلند مدت بسته به نوع جنس نیاز به تعویض خواهند داشت. چرا که تیغه‌ها بعد از مدتی کار کرد دچار فرسودگی و ترک خوردگی می‌شوند و این موضوع باعث می‌شود میان ترک‌ها مایع شیشه شوی جرم ببند و باعث ایجاد خط و خش بر روی شیشه می‌شود. برای نگهداری از و عمر بیشتر تیغه‌ها می‌توانید هر از گاهی آن‌ها را با دستمال‌های مرطوب تمیز کنید.
در صورت ترک خوردگی از صرف هزینه برای تعویض تیغه نهراسید. چرا که قیمت تیغه‌ها به طور معمول در رده پایینی نسبت به قطعات دیگر دارند و بهتر است آن‌ها را تعویض کنید.
جایگزینی برف پاکن‌ها با امواج صوتی
نخستین برف پاک کن خودرو در ۱۹۰۳ میلادی توسط بانوی مخترع آمریکایی ، مری اندرسون اختراع شد. در صنعت خودروسازی برف پاک کن اختراعی ساده و در عین حال هوشمندانه به شمار می‌رود که سیستم آن از صد سال پیش تا کنون تغییر چندانی نکرده است.
تیغههای ژلهای که اصطلاحاً به مگانی معروف هستند برخلاف بسیاری از برف پاک کنهای فابریک ماشین‌ها به خوبی آب را از روی شیشه خودرو به طور کامل پاک می‌نمایند و سبب افزایش دید در بارندگی می‌باشد و این به دلیل حالت انعطاف پذیری که دارند می‌باشد که کاملاً بروی سطح شیشه نشسته و کاملاً سطح شیشه را تمیز میکنند.
با این وجود، استفاده از این ابزارها برای کمپانی خلاق و رو به رشدی چون McLaren Automotive کمی قدیمی و نامناسب به نظر می‌رسد.
کمپانی مک لارن در حال طراحی یک سیستم جدید برای پاک کردن شیشه جلو خودرو در شرایط آب و هوایی بد می‌باشد. فرانک استفنسون (Frank Stephenson)، طراح ارشد مک لارن، در گفتگو با Sunday Times اظهار داشت: “طراحی این سیستم به گونه‌ای است که از امواج صوتی با فرکانس بالا برای پاک کردن شیشه استفاده می‌شود”. در حال حاضر از این سیستم فقط در هواپیما‌های جنگی استفاده می‌شود.
وی در ادامه سخنان خود افزود: “اگر به جت‌های جنگنده در هنگام فرود نگاه کنید، متوجه خواهید شد که چیزی به نام برف پاک کن بر روی شیشه جلوی آن‌ها دیده نمی‌شود. با بررسی علت این امر متوجه شدم که در این هواپیماها، امواج صوتی با فرکانس بالا جایگزین برف پاک کن شده‌اند”.
پائول ویلکاکس (Paul Wilcox)، استاد دانشکده مهندسی دانشگاه بریستول، در خصوص چگونگی عملکرد این سیستم اظهار داشت: “با نصب یک مبدل در گوشه شیشه جلو می‌توانید امواج فراصوت را با سرعت 30 کیلوهرتز در سطح شیشه به حرکت درآورده و بدین ترتیب آن را پاک کنید”.
این خودروساز انگلیسی با ذکر این نکته که عدم استفاده از برف پاک کن علاوه بر افزایش حالت آیرودینامیکی خودرو سبب کاهش وزن آن نیز می‌شود از عرضه سوپر خودروی جدید خود، که مجهز به این سیستم می‌باشد، خبر داد.
منابع: windscreen wiper
ممنون از مقاله تون خیلی جالب بود … خودروها کم کم شبیه هواپیما میشن. من به غیر از گاریچی و ترب از شما خرید داشتم که از خریدم واقعا راضیم ولی طول میکشه ماشین هایی مجهز به سیستم صوتی به جای تیغه برف پاک کن تو ایرانم بیاد.