Достижения в области автомобилестроения
Открытый доступ
ISSN: 2167-7670
ISSN: 2167-7670
Амит Немаде1 и Р.З. Дешмукх
Большая поверхность лобового стекла автомобиля требует очистки для хорошей видимости. Механизм рычага стеклоочистителя, приводимый в действие электродвигателем, хорошо подходит для очистки большой площади поверхности лобового стекла. Большинство механизмов стеклоочистителя используют простой четырехзвенный механизм или параллелограммный механизм для работы, который работает путем передачи мощности от электродвигателя к основаниям рычагов стеклоочистителя, преобразуя вращательное движение в возвратно-поступательное движение. В настоящей работе предпринята попытка смоделировать и проанализировать динамическое поведение тандемного механизма стеклоочистителя с использованием программных пакетов CATIA V5R20 для моделирования; ANSYS для анализа, рассматривающего механизм как многотельную систему. В статье также представлено распределение эквивалентного напряжения в соединительных звеньях и соединениях механизма для прогнозирования вероятной области отказа.
Механизм стеклоочистителя был разработан для очистки воды или пыли с лобового стекла автомобиля. Широко распространенные системы механизмов стеклоочистителя включают тандемную систему, оппозитную систему, однорычажную систему и тандемный механизм стеклоочистителя с системой положения водителя, который работает по принципу параллелограмма, состоящий из двух стеклоочистителей; один используется для очистки лобового стекла со стороны водителя, а другой — со стороны пассажира. Возвратно-поступательное движение стеклоочистителя обычно осуществляется электродвигателем. Механизм в основном состоит из приводного узла, который представляет собой электродвигатель с редуктором, рычажного механизма, рычагов стеклоочистителя и резиновых щеток. Электродвигатель снабжен червячным редуктором, который снижает скорость двигателя со значительным увеличением крутящего момента. Редуктор скорости создает достаточный крутящий момент для работы рычагов стеклоочистителя. Выходной вал двигателя соединен с приводным звеном, которое далее приводит в движение соединительные звенья муфты, преобразуя вращательное движение в поступательное. Усилие от двигателя к звену муфты вращает рычаги стеклоочистителя через шарниры. Резиновые щетки удерживаются стеклоочистителем через ряд точек давления, также называемых «когтями», когти обеспечивают равномерное распределение давления на лобовое стекло по всей длине щетки, что обеспечивает трение между резиной и стеклом. Стеклоочиститель может вращаться вокруг оси, а пружинный механизм между осью и приводным звеном обеспечивает фиксацию рычага стеклоочистителя в непосредственной близости от ветрового стекла.
Вся сборка двигателя, кривошипа (приводного звена), соединительного звена и шарниров жестко закреплена под приборной панелью. Некоторые производители выпускают две разные сборки стеклоочистителя и механизма стеклоочистителя, в то время как некоторые производят полную сборку обоих вместе с двигателем. Вся сборка, включающая разные детали, изготовлена из разных материалов. Кривошип (приводного звена) и соединительные звенья изготовлены из стали, покрытой цинком, называемой оцинкованной сталью; покрытие цинком защищает сталь от коррозии. Шарнир, передающий усилие от рычажного механизма к рычагу стеклоочистителя, также изготовлен из оцинкованной стали. Рычаг стеклоочистителя изготовлен из алюминиевого сплава, а резина изготовлена из натурального каучука, который довольно мягкий на очищающей кромке и твердый в состоянии покоя удерживающей части. Другие детали, включая пружины, гайки, болты и опорный кронштейн, изготовлены из стали и напрямую закупаются у специализированных компаний. Копилуси Кристиан и Велиску Виорика в работе «Подход к проектированию механизма стеклоочистителя» представили компьютерно-ориентированный численный подход к проектированию параллелограммного механизма, используемого в системе стеклоочистителя ветрового стекла автомобиля, и оценили силу трения между резиновыми щетками и стеклом ветрового стекла.