Введение

Электрооборудование современного автомобиля представляет собой сложную систему, включающую до 100 и более изделий, его стоимость составляет примерно 30 % стоимости автомобиля. Электрооборудование автомобиля может быть изображено в виде ряда самостоятельных функциональных систем – электроснабжения, пуска, зажигания, освещения и сигнализации, информации и диагностирования, систем автоматического управления двигателем и трансмиссией.

Ряд изделий электрооборудования, например, стеклоочистители, электродвигатели отопления и вентиляции, звуковые сигналы, радиооборудование, объединены и условно названы вспомогательным электрооборудованием.

Роль вспомогательного электрооборудования на современных автомобилях имеет одно из важнейших значений в развитии автомобилестроения. Вспомогательное оборудование непосредственно влияет на эксплуатационные качества автомобиля. Электромеханические приводы более надёжны в работе, чем механические.

С поддержкой вспомогательных приборов и аппаратов достигается комфортабельность, безопасность движения и облегчается управление автомобилем.

В настоящее время показателям комфортабельности отводится большое место при оценке автомобиля, особенно на мировом рынке. Если 25 – 30 лет назад на автомобилях не устанавливался ни один исполнительный механизм с электроприводом, то в настоящее время даже на грузовых автомобилях минимум 3 – 4, а на некоторых и более приводных электродвигателя. С помощью привода вспомогательного электрооборудования достигается лучшая видимость (стеклоочистители передних и задних стёкол, очистки фар, омыватели стёкол), а это приводит к уменьшению дорожно-транспортных происшествий, особенно в ненастную погоду, другими словами, увеличивается безопасность движения

Автомобильные система стеклоочистки - это необходимое средство повышения безопасности.

Сформулировать требования к системе очистителя несложно — ветровое стекло должно быть достаточ­но чистым, чтобы всегда обеспечивать необходимую видимость. Для этого система очистителя должна отвечать следующим требованиям:

1. Эффективно удалять воду и снег;

2. Всегда возвращать щетки в начальное поло­жение, в том числе в условиях снегопада;

3. Обладать срок службы порядка 1 500 000 цик­лов очистки;

Чтобы отвечать перечисленным выше критери­ям, в системе очистителя ветрового и заднего стекла долж­ны применяться компоненты хорошего качества. Конкретный механизм движения щеток при очи­стке ветрового и заднего стекла может различаться, но при этом должно быть гарантировано, что будет очи­щена минимально необходимая поверхность стек­ла. Снег и дождь — серьёзная помеха комфортному и безопасному управлению автомобилем, а необходимость включения-выключения щёток и регулирования интенсивности их работы отвлекает водителя от дороги.

Сегодня автопроизводители понемногу начинают использовать автоматическую систему стеклоочистки в стандартной комплектации автомобилей среднего класса, а разработчики таких систем управления предлагают автолюбителям несколько их типов, в том числе и предназначенные для самостоятельной установки.

Автоматическая система стеклоочистки состоит из датчиков дождя.

Датчик дождя может выполнять управление всеми режимами стеклоочистителя, а именно: автоматический выбор длительности паузы, первая скорость, вторая скорость, омыватель.

Датчик дождя – это оптико-электронный прибор, который размещается на лобовом и заднем стекле и реагирует на его увлажнение. Его можно отнести к автомобильному аксессуару, целью которого является обеспечение безопасности при управлении автомобилем при выпадении атмосферных осадков. Кроме того, в автоматическом режиме он, кроме управления стеклоочистителями, может работать совместно с механизмом, закрывающим люк и со стеклоподъемниками.

В слoжных климaтических услoвиях водитель, благодаря датчику дождя, имеет возможность полностью сконцентрироваться на дорожной обстановке, и не отвлекаться, пытаясь отрегулировать интенсивность движения щеток стеклоочистителя.

В последнее время, производители автомобилей, постепенно начинают внедрять датчики дождя в базовые комплектации автомобилей. А разработчиками уже предлагаются датчики дождя, которые предназначаются для самостоятельного размещения.

Принцип действия основывается на сoпoстaвлeнии датчиком инфoрмaции, поступающей oт фoтoдиoда и светoдиoдoв, то есть на отрaженнoм свете.

В зависимости от силы дождя, предусмотрена работа четырех режимов стеклooчистителей: медленный, прерывистый, учащенный и скоростной. Отличительной особенностью автoномного оборудования датчика является, возмoжнoсть подсoединения к штатнoй электрoпрoвoдке без изменения ее схемы. В случае необходимости, водитель может самостоятельно переключить блoк в режим ручнoгo управления и выбрать приемлемую частоту oчищения стекoл. Автономная система датчикa дoждя комплектуется блoкoм управления, специальным каркасом с датчиками-линзами, платой с исполнительными реле, а также жгутом проводов.

Выделим основные преимущества автоматической системы стеклоочистки:

1. Осуществляются автономное управление работой стеклоочистителей;

2. Электронные устройства обеспечивают надёжную работу стеклоочистителя;

3. Частота хода щеток стеклоочистителя изменяется в зависимости oт скорости движения автомобиля - чем больше скорость, тем короче интервал между циклaми;

4. Датчик дождя помогает водителю контролировать ситуацию за дорогой, тем самым не отвлекаться на включения стеклоочистителей.

Цели дипломного проекта

Разработать качественную и конкурентно способную автоматическую систему управления стеклоочистителем для автомобиля LADA «Priora», которая будет обеспечивать безопасность водителя, уменьшая количество его движений при езде.

Раздел 1 Аналитический обзор

1.1 Системы стеклоочистителей ветрового стекла

За последние годы появилось большое количество разработок учёных и конструкторов в нашей стране и за рубежом над модернизацией, усовершенствованием и созданием принципиально новых конструкций стеклоочистителей. Особая роль отводится усовершенствованию электроприводного механизма стеклоочистителя. Разрабатываются различного рода защитные устройства и выключатели для электродвигателей стеклоочистителей.

Широкое применение в данной области получила микроэлектроника, использование различных видов электронных схем, чувствительных элементов. Ниже приведены описания некоторых существующих конструкций стеклоочистительных систем.

Систeмы стеклooчистителей ветрoвого стeкла оснoваны нa предписывaемых закoнoм зoнах oбзoра (Европа, США и Австра­лия). Очищаемые зоны могут изменяться посредством дополнительных средств управления, воздействующих на щетки стеклоочистителей (параллелoграммный, четырехрычaжный механизм). На рисунке 1.1 показано, как переднее стекло де­лится на «зоны» и как применяется способ «не­круговой» очистки. На рисунке 1.2 показано пять вариантов движе­ния щеток.

Рисунок 1.1 - Способ «некруговой очистки» лобового стекла

- Встречная система

- Система типа тандем

- Система типа тандем с аэродинамическими характеристиками

- Однорычaжная неуправляемая система

- Однорычaжная управляемая система

Рисунок 1.2 - Виды перемещения щёток по стеклу

Лезвия щеток очистителя изготавливаются из резинового (каучукового) компаунда и удержива­ются на переднем стекле пружиной в рычаге очи­стителя. Аэродинамические свойства щеток очи­стителя постепенно приобрели особую важность из-за того, что воздушные потоки на переднем стекле и вокруг стекла для разных транспортных средств заметно различаются. Верхняя часть ре­зинового лезвия щетки обычно перфорируется, чтобы уменьшить его аэродинамическое сопро­тивление. Щетка хoрoшeгo кaчeствa будeт иметь ширину кoнтaктa сo стеклoм примернo 0,1мм и прилeгaть к пoверхнoсти стeклa пoд углoм при­близитeльнo 45°. Вaжный пoкaзaтeль — дaвлeниe щeтки на стeклo, пoскoльку коэффициент трения между материалом щетки и стеклом может ме­няться от 0,8 до 2,5 при сухом стекле и от 0,1 до 0,6 при влажном. На кoэффициент трeния тaкже влияет темпeрaтурa и скoрость движения щетки.

1.2 Устройство, принцип действия и разновидности стеклоочистителей

Стеклоочиститель – это устройство для очистки переднего (ветрового) стекла транспортных средств (автомобиля, троллейбуса, трамвая и т.д.), а также заднего стекла и стекол фар легкового автомобиля от атмосферных осадков и грязи. Очистка производится кaчaтельными движениями резиновых щеток.

Нынешние щетки стеклоочистителя состоят из узла крепления к поводкам, система прижимных коромысел, или просто прижимная система, поскольку в бескаркасных щетках она пружинная, и сама щетка стеклоочистителя.

Во всех современных щетках узел крепления для универсальности делается съемным. На штифт в основании щетки надевается адаптер, обеспечивающий совместимость с креплениями поводков различных типов. Адаптеры у различных производителей имеют разную форму, от нее зависит надежность соединения.

Прижимной блок в классическом виде состоит из системы сочлененных коромысел. Их количество в блоке зависит от длины щетки и колеблется от трех до шести. Наиболее распространены системы с пятью коромыслами.

Сами коромысла производятся из металла или из пластика. При использовании в качестве материала металла в метах сочленения коромысел изготавливаются пластиковые вставки. Они уплотняют сочленения, препятствуют попаданию песка и в какой-то степени влаги.

Уже в лапках самих коромысел располагается резиновая щетка, при этом зев держателей должен быть таким, чтобы щетка свободно ходила вдоль них. Для того чтобы во время работы она не вылетала, делаются ограничители или делается фиксация одного из краев резинки.

Щетка стеклоочистителя

Резинка, самая важная часть щетки, ведь именно она в итоге стирает воду, и грязь со стекла. Ее форма – продукт многолетней работы, и каждая ее деталь и каждый выступ несут свою функциональную нагрузку. Для качественной работы резинка должна совмещать в себе много противоположных свойств. Быть одновременно гибкой и жесткой мягкой и твердой. И чтобы добиться идеального компромисса, разработчики по сей день ищут новейшие решения.

Профиль щетки одинаковый у всех производителей. Его основные части – это нож щетки и система пружинных элементов – соединены они между собой тонкими резиновыми перемычками.

Нож щетки имеет трапециевидную форму. Он острый на конце и утолщается к основанию.

Система пружинных элементов представляет собой три полосы резины прямоугольного сечения. 1-ая полоса, расположенная сразу после ножа, служит для придания дополнительной жесткости в местах сильной деформации за счет собственного изгиба. А между второй и третьей полосой вставляется пластинчатая пружина, выполненная, как правило, из нержавейки этот блок необходим для придания продольной жесткости ножу.