Спойлер на дворники автомобиля

В настоящее время некоторые модели стеклоочистителей разных типов комплектуются спойлером. Причем существуют как интегрированные в щетку виды спойлеров, так и устанавливаемые дополнительно

, т.е. его можно приобрести отдельно. Щетки со спойлером используют силу встречного потока, который в обычных условиях (без спойлера) приводит к приподниманию щетки. Спойлер находится под углом 90° к потоку воздуха, что прижимает щетку к стеклу и предотвращает реверсивное движение щетки, которое является первичным признаком приподнимания щетки. Так ли необходим спойлер, какие функции он выполняет, насколько он эффективен?

Возможно, некоторым автолюбителям знакома ситуация, когда с ростом скорости автомобиля стеклоочиститель, ранее отлично очищающий стекло, вдруг перестает нормально справляться со своей работой и начинают оставлять полосы, разводы воды или грязи на стекле. Однако стоит сбросить скорость, как качество очистки вновь нормализуется. Для того чтобы разобраться почему так происходит, давайте обратимся к аэродинамике и рассмотрим как поток воздуха обтекает различные типы стеклоочистителей.

Начнем с классических каркасных щеток стеклоочистителя. В поперечном разрезе конструкция такого дворника представляет собой набор «пластин» П-образного профиля. Воздушный поток «натыкаясь» на резиновую ленту щетки и лобовое стекло, уходит вверх, задувает внутрь П-образного профиля, выступающего в роли «паруса» и создает подъемную силу, которая с ростом скорости автомобиля начинает противодействовать прижимной силе пружины поводка стеклоочистителя. Отчасти этот эффект призван нейтрализовать отверстия в каркасе щетки, но самый эффективный путь — это спойлер. Назначение спойлера – нейтрализовать подъемную силу, возникающую на щетке, и обеспечить прижатие её к стеклу при движении на больших скоростях. И надо признать спойлер отлично с этой задачей справляется. Ряд исследований, проведённых российскими журналистами позволяют утверждать, что щетка со спойлером, особенно на скоростях свыше 120 км/ч, очищает стекло существенно лучше, чем точно такой же стеклоочиститель без спойлера, а на скоростях свыше 140 км/ч работа щетки без спойлера была признана неудовлетворительной, существенно снижающей обзор с места водителя и потому не безопасной.
Итак, эффективность спойлеров на щетках стеклоочистителей доказана.

Однако пока мы обсуждали только каркасный тип щеток стеклоочистителей. А как обстоят дела у бескаркасных и гибридных щеток? Благодаря гораздо меньшему профилю и цельной конструкции парусность этих «дворников» по сравнению с каркасными щетками сравнительно невелика. У каркасной щетки в «коромыслах» наблюдается зона повышенного давления, а за щеткой давление пониженное. Благодаря этому и происходит «отрыв» щетки описанный выше. У бескаркасных щеток картинка совершенно другая. Им достаточно интегрированного спойлера, отформованного еще в ходе производства на верхней части корпуса. Стоит только отметить,
что существуют симметричные и асимметричные виды интегрированных спойлеров. Асимметричный спойлер обеспечивает большую прижимную силу и рассчитан на высокие скорости, а щетки с симметричным спойлером имеющие меньшую прижимную силу, обладают большей универсальность — их можно устанавливать на автомобили с «распашной» системой стеклоочистителя и с правым рулем.
Кроме того хочется особо отметить, что аэродинамические качества щеток стеклоочистителей очень важны для безопасности. В Директиве № 78/318 ЕЭС, регламентирующей влияние системы очистки лобового стекла на обзорность с водительского места, есть положение, которое устанавливает скоростной порог снижения качества очистки — 80% от максимальной скорости, но не более 160 км/ч. То есть до этого порога «дворники» обязаны очищать лобовое стекло также эффективно, как и на неподвижном автомобиле.

Читайте также:  Не работает первая скорость вентилятора охлаждения калина

Всё о щетках автомобильных стеклоочистителей, дворниках

В настоящее время некоторые модели стеклоочистителей разных типов комплектуются спойлером. Причем существуют как интегрированные в щетку виды спойлеров, так и устанавливаемые дополнительно, т.е. его можно приобрести отдельно. Так ли необходим спойлер, какие функции он выполняет, насколько он эффективен? На эти и некоторые другие вопросы мы постараемся ответить в рамках этой заметки.

Возможно, некоторым читателям знакома ситуация, когда с ростом скорости автомобиля стеклоочиститель, ранее отлично очищающий стекло, вдруг перестает нормально справляться со своей работой и начинают оставлять полосы, разводы воды или грязи на стекле. Однако стоит сбросить скорость, как качество очистки вновь нормализуется. Для того чтобы разобраться почему так происходит, давайте обратимся к аэродинамике и рассмотрим как поток воздуха обтекает различные типы стеклоочистителей.

Начнем с классических каркасных щеток стеклоочистителя. В поперечном разрезе конструкция такого дворника представляет собой набор «пластин» П-образного профиля. Воздушный поток «натыкаясь» на резиновую ленту щетки и лобовое стекло, уходит вверх, задувает внутрь П-образного профиля, выступающего в роли «паруса» и создает подъемную силу, которая с ростом скорости автомобиля начинает противодействовать прижимной силе пружины поводка стеклоочистителя (см рисунок). Отчасти этот эффект призваны нейтрализовать отверстия в каркасе щетки, но самый эффективный путь — это спойлер.

Назначение спойлера – нейтрализовать подъемную силу, возникающую на щетке, и обеспечить прижатие её к стеклу при движении на больших скоростях. И надо признать спойлер отлично с этой задачей справляется. Ряд исследований, проведённых российскими журналистами (например: «Авторевю», «Главная дорога») позволяют утверждать, что щетка со спойлером, особенно на скоростях свыше 120 км/ч, очищает стекло существенно лучше, чем точно такой же стеклоочиститель без спойлера, а на скоростях свыше 140 км/ч работа щетки без спойлера была признана неудовлетворительной, существенно снижающей обзор с места водителя и потому не безопасной.

Итак, эффективность спойлеров на щетках стеклоочистителей доказана.

Однако пока мы обсуждали только каркасный тип щеток стеклоочистителей. А как обстоят дела у бескаркасных и гибридных щеток? Благодаря гораздо меньшему профилю и цельной конструкции парусность этих «дворников» по сравнению с каркасными щетками сравнительно невелика. Обратите внимание на рисунок. У каркасной щетки в «коромыслах» наблюдается зона повышенного давления (желтый цвет), а за щеткой давнение пониженное. Благодаря этому и происходит «отрыв» щетки описанный выше. У бескаркасных щеток картинка совершенно другая.Им достаточно интегрированного спойлера, отформованного еще в ходе производства на верхней части корпуса. Стоит только отметить, что существуют симметричные и асимметричные виды интегрированных спойлеров. Асимметричный спойлер (как например в Bosch Aerotwin) обеспечивает большую прижимную силу и рассчитан на высокие скорости, а щетки с симметричным спойлером имеющие меньшую прижимную силу, обладают большей универсальность — их можно устанавливать на автомобили с «распашной» системой стеклоочистителя (как некоторые модели Пежо или Хонда) и с правым рулем.

Читайте также:  Как собрать задние тормоза

Кроме того хочется особо отметить, что аэродинамические качества щеток стеклоочистителей очень важны для безопасности. В Директиве № 78/318 ЕЭС, регламентирующей влияние системы очистки лобового стекла на обзорность с водительского места, есть положение, которое устанавливает скоростной порог снижения качества очистки — 80% от максимальной скорости, но не более 160 км/ч. То есть до этого порога «дворники» обязаны очищать лобовое стекло также эффективно, как и на неподвижном автомобиле.

Щетка стеклоочистителя располагается перпендикулярно лобовому стеклу, из-за чего набегающий поток воздуха создаёт подъемную силу и старается оторвать ее от стекла. Как следствие, на высоких скоростях уменьшается сила прижима дворника и ухудшается качество очистки. Это может быть очень опасно на скорости более 100км/ч или при сильном встречном ветре!

Для компенсации этого эффекта, производители дворников оснащают щетки спойлерами, которые создают прижимную силу по принципу антикрыла. Спойлер – это конструктивная часть дворника, его нельзя установить отдельно (есть одно исключение, о ним ниже).

Для каркасных щеток спойлер представляет собой дополнительную металлическую плоскость, закрывающую элементы каркаса от набегающего потока воздуха и служащую антикрылом. Именно каркасные дворники без спойлера хуже всего работают на высоких скоростях, поэтому задумайтесь о приобретении дворников со спойлером или бескаркасных / гибридных стеклоочистителей. Обычно бывает достаточно использовать водительский дворник со спойлером.
Каркасные стеклоочистители со спойлером:
Bosch Twin Spoiler
SWF Das Original (часть позиций)
Denso Standard (часть позиций)

Гибридные дворники – эволюция каркасных. Особенность конструкции – классический каркас закрыт пластиковым кожухом, имеющим аэродинамическую форму. Обычно, сечение кожуха асимметрично, как следствие – щетки для левого руля нельзя устанавливать на правый руль или на автомобиль с распашной системой стеклоочистителей.
Популярные серии гибридных щеток:
Denso Hybrid
Trico Hybrid
Valeo First Hybrid

Бескаркасные дворники имеют меньшую высоту, поэтому подвержены эффекту "отрыва щеток" немного меньше, чем каркасные из-за своей конструкции. Спойлер бескаркасной щетки интегрирован (поэтому иногда называется «Интегрированный») в верхнюю часть дворника и представляет собой "гребень" по всей длине стеклоочистителя. В зависимости от сечения "гребня", спойлер называют "симметричным" (относительно продольной оси дворника) или "асимметричным".

Читайте также:  Стоимость то лада гранта у официального дилера

Асимметричный спойлер , выражен более ярко и имеет бОльшую эффективность за счет большей рабочей площади. Однако, для автомобилей с распашной системой стеклоочистителя и "правым рулем" необходимо обязательно применять специальные щетки с обратным направлением спойлера. При установке щеток с асимметричным спойлером на правый руль или на автомобиль с распашной системой, спойлер будет работать наоборот — отрывать щетку от лобового стекла на скорости, это может быть опасно! Популярные серии бескаркасных дворников с асимметричным спойлером:
Bosch Aerotwin (часть позиций)
SWF VisioFlex
Trico Force (наиболее эффективный спойлер!)

Симметричный спойлер уступает в эффективности асимметричному, но более универсален с точки зрения использования. Его без ограничений можно устанавливать на автомобили с разной конструкцией стеклоочистителей или с правым рулем. За счет меньшего количества артикулов в линейке, щетки с симметричным спойлером, обычно, немного дешевле, чем с асимметричным. На рисунке — сравнение сечения дворников с асимметричным и симметричным спойлером.
Популярные серии бескаркасных дворников с симметричным спойлером:
Bosch Aerotwin Plus
SWF VisioNext
Trico Neoform

Когда спойлер на щетках не важен?

Встречаются автомобили, у которых спойлер расположен на поводке. Примеры – некоторые модели Porsche, Land Rover, BMW. Кроме того, устанавливать дополнительные спойлеры было популярно на ВАЗ. В этом случае, рекомендуем выбирать каркасные дворники без спойлера. Бескаркасные подойдут с любым спойлером. На фотографии — поводок со спойлером для Porsche 928.

Исследования аэродинамики стеклоочистителей

Нельзя недооценивать влияние аэродинамики на качество очистки лобового стекла на высоких скоростях. Различные группы ученых по всему миру проводят исследования для выявления оптимальных параметров спойлера для стеклоочистителя.

Впервые данная проблема была сформулирована в 1960 году (1). По результатам изучения аэродинамики щеток стеклоочистителя на скоростях до 140 км/ч были даны рекомендации по использованию "крыла" для уменьшения подъемной силы, действующей на дворник.

В 2001 году, инженеры компании Valeo провели первое исследование эффективности бескаркасных стеклоочистителей. Результаты впечатляют: на скорости 160 км/ч подъемная сила каркасного дворника без спойлера составляет 9.8N, каркасного дворника со спойлером — 7.4N, бескаркасного — всего 4.9N!

Позже, в 2015-2019 годах различные группы исследователей занимались вопросами наиболее эффективной формы и высоты спойлера. Общие выводы — асимметричный высокий спойлер является наиболее эффективным на высоких скоростях.

(1) Clarke, J. and R. Lumley (1960). Problems Associated with Windscreen Wiping. SAE Technical Paper.
(2) Billot, P., S. Jallet and F. Marmonier (2001). Simulation of Aerodynamic Uplift Consequences on Pressure Repartition — Application on an Innovative Wiper Blade Design. SAE Technical 01-1043.

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock detector