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.
Схема однощеточного стеклоочистителя
Схема двухщеточного стеклоочистителя
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.
Симметричная трапеция стеклоочистителя
Несимметричная трапеция стеклоочистителя
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.
Трапеция трехщеточного стеклоочистителя
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.
