RU24667U1 - Система стеклоомывателя для автомобиля - Google Patents

Description

г о о г 1 о а 4 1 л -В60 О 1/48

Система стеклоомывателя для автомобиля.

Полезная модель относится к области транспорта, в частности, к устройствам, предназначенным для чистки ветрового стекла автомобиля при температуре окружающего воздуха ниже 0°С.

Известно устройство /1/ для предотвращения обледенения ветрового стекла транспортного средства, снабжённое стеклоомывателем с соплом для разбрызгивания моющей жидкости на поверхность стекла, которое содержит источник моющей жидкости, перв)то линию, соединяющую источник моющей жидкости с соплом, насос для подачи моющей жидкости через первую линию к соплу, бачок с противообледенительной жидкостью, находящийся под давлением, вторую линию, один конец которой соединён с первой линией через тройник, а другой - с бачком, так, что последний

непосредственно соединяется с первой линией в точке, расположенной между источником моющей жидкости и соплом, установленный во второй линии электромагнитный клапан, который обычно закрывает её, и выключатель, установленный в салоне транспортного средства для приведения в действие электромагнитного клапана, который при этом открывает вторую линию, обеспечивая подачу через неё противообледенительной жидкости под давлением, которая смещивается с моющей жидкостью в точке соединения второй линии с первой и вместе с ней подаётся к соплу, разбрызгивающему смесь на поверхность ветрового стекла.

Известное устройство отличается сложностью и предполагает использование противообледенительной жидкости, что удорожает эксплуатацию автомобиля.

Известно также предотвращающее образование льда устройство для дорожных транспортных средств /2/. Устройство, предотвращающее образование льда в резервуаре, например в бачке для моющей жидкости системы обмыва ветрового или заднего стекла, содержит нагревательное устройство, которое расположено по меньшей мере в нижней части резервуа .

pa. Нагревательное устройство может быть выполнено в виде теплообменника, в который поступает горячая жидкость из системы охлаждения двигателя, или может быть электрическим. Управляет работой нагревательного устройства таймер и/или автоматическое устройство с датчиком температуры.

Известное устройство отличается сложностью и не предотвращает замерзание моющей жидкости в канале трубопровода и в сопле для разбрызгивания её на поверхность стекла.

Также, известен омыватель лобового стекла с быстродействующим подогревом /3/, в котором система омывателя лобового стекла автомобиля имеет резервуар омывающей жидкости с насосом для подачи этой жидкости по гибкому шлангу по меньшей мере к одному обмывочному соплу. Промежуточная часть шланга подключена к подогревателю, в корпусе которого имеется теплоизолированный контейнер для определённого объёма поступающей от насоса жидкости. В контейнере установлен нагревательный элемент. Подогреватель оборудован терморегулятором, который допускает нагрев жидкости до температуры, превышающей температуру окружающей среды на определённую величину. Корпус подогревателя снабжён кронштейном для крепления к кузову автомобиля.

Известное устройство отличается сложностью и недостаточной надёжностью.

Паиболее близким к предлагаемому является стеклоомыватель для автомобиля /4/, принятый нами за прототип, который содержит водяной бачок, водяной насос, шланги с соответствующими форсунками на конце каждого ответвления шланга, обратный клапан для создания обратного потока воды в бачок, а также нагревательный провод, с помощью которого температура воды в бачке, шлангах и форсунках поддерживается выше точки замерзания. Нагревательный провод проходит петлеобразно в шлангах, и для этого на каждом ответвлении, ведущим к форсункам, выполнена петля, которая проходит внутрь форсунки и возвращается в шланг. В форсунке выполнена кольцевая камера, окружающая канал для подачи воды и соединенная с ним через боковое отверстие. Конец канала закрыт уплотнительной заглушкой, которая на её наружной поверхности имеет канавку для поворота нагревательного провода.

Недостатком известного устройства является то, что на элементах системы стеклоомывателя, которые функционируют в разных условиях, выделяется одинаковая тепловая мощность. Это приводит к низкой эффективности работы всей системы стеклоочистителя.

Различные элементы системы стеклоомывателя находятся в зонах, отличающихся по температурным условиям: бачок, насос, клапан и частично шланг находятся в подкапотном пространстве, а следовательно в условиях фонового тепла двигателя, часть системы - в холодной зоне подкапотного пространства, а форсунки - выше капота автомобиля, под воздействием температуры внешнего воздуха в условиях высокой теплоотдачи при движении автомобиля.

Кроме того, в известном устройстве в элементах системы стеклоомывателя находится неодинаковое количество моющей жидкости. Для её нагрева выше температуры замерзания требуется разное количество подводимого тепла для одновременного оттаивания моющей жидкости и начала функционирования всей системы стеклоомывателя.

Однако, известное устройство не позволяет обеспечить неодинаковый нагрев элементов системы и характеризуется большим временем выхода на рабочий режим.

Таким образом, известное устройство не обладает высокой эффективностью работы и характеризуется длительным временем выхода на рабочий режим.

Целью предлагаемого устройства является повышение эффективности и сокращение времени выхода на рабочий режим.

жидкости, насос, клапан, тройник, форсунки, магистраль для подвода моющей жидкости к ветровому стеклу, с нагревательным проводом по всей длине магистрали, в местах расположения элементов системы, исключая магистраль, нагревательный провод имеет спиралевидные участки с неодинаковым отношением длины развёртки спирали к длине спиралевидного участка.

Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что в зависимости от местоположения и функционального назначения элементов системы, которые соединяются магистралью, нагревательный провод частично выполнен в виде спирали большей или меньшей величины, тем самым обеспечивая неодинаковую мощность тепловой энергии, выделяемой на всех элементах системы. Отношение длины развёртки спирали к длине спиралевидного участка зависит от количества тепловой энергии, необходимой для оттаивания замёрзшей жидкости в определённом объёме с учётом сохранения работоспособности обогреваемых элементов системы.

На фигуре представлена схема системы стеклоомывателя, где:

1-бачок для моющей жидкости,

2-насос,

3-магистраль,

4-ю1апан,

5-тройник,

6,7-форсунки,

8-нагревательный провод

Магистраль 3 выполнена из эластичного термостойкого материала с двумя каналами для нагревательного провода 8 и моющей жидкости. Нагревательный провод 8 представляет собой проволоку из материалов с высоким электрическим сопротивлением, таких как нихром, фехраль и т.п. в термостойкой изоляции.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Питание системы стеклоомывателя производится от бортовой системы электропитания автомобиля через кнопку включения, предохранитель и реле, находяпщеся в салоне автомобиля.

После включения системы при протекании электри:ческого тока по нагревательному проводу 8 выделяется тепловая энергия, за счёт которой повышается температура в элементах системы и происходит оттаивание и нагрев моющей жидкости выше 0°С. Пагрев моюшей жидкости происходит одновременно в бачке 1, насосе 2, клапане 4, тройнике 5, форсунках 6 и 7, и в магистрали З.При включении с помошью штатного автомобильного выключателя насоса 2 происходит открытие клапана 4 и перекачивание моюшей жидкости из бачка 1 по магистрали 3 к форсункам 6 и 7. При этом все элементы системы стеклоомывателя прогреты до температуры выше 0°С, что предотвращает в них замерзание моюшей жидкости. Нагретая таким образом моюшая жидкость через сопло форсунки (6, 7) подаётся на ветровое стекло автомобиля.

Из-за наличия на нагревательном проводе 8 спиралевидных участков с неодинаковыми размерами (различным отношением длины развертки спиралевидного участка к его длине) мошность, подаваемая в различные элементы системы различна. Количество воды и тепловые потери различных участков системы также различны. Подводимая энергия рассчитана и подобрана таким образом, что различные участки системы вьтходят на рабочий режим одновременно: через 2-5 минут после включения системы стеклоомывателя, в зависимости от температуры окружаюшего воздуха. При движении автомобиля и интенсивном обдуве форсунок холодным воздухом не происходит замерзание моющей жидкости как внутри форсунок, так и на их соплах. Следует отметить, что заводские детали системы стеклоомывателя, а именно бачок, насос, клапан, тройник и форсунки выполняют из материалов, не выдерживающих высоких температур, что

раничивает интенсивную подачу тепловой мощности к элементам системы стеклоомывателя.

Выделяемая тепловая мощность спиралевидных участков нагревательного провода рассчитана таким образом, что элементы системы стеклоомывателя сохраняют свою работоспособность.

Примеры конкретного выполнения.

На автомобиле марки ВАЗ-2108 и его модификациях, имеющих бачок с моющей жидкостью 1, расположенный под капотом автомобиля в зоне фонового тепла двигателя, нагревательный провод 8 накручен в виде

спирали ) 1 LC 370 мм , (где j р - длина развёртки спиралевидного участка, - длина спиралевидного участка) и помещён

внутри бачка 1,

Второй спиральный участок нагревательного провода 8 с размерами

jr „ 150 мм, /, с 10 мм расположен в заборной части насоса 2.

Третий спиральный участок нагревательного провода 8 с размерами 150 мм, /, с 10 мм обматывает наружную часть клапана 4 в области протекания моющей жидкости.

Четвёртый спиральный участок нагревательного провода размером

- мм, Lc сформирован на тройнике 5 распределения

жидкости по форсункам 6 и 7, и находится в так называемой холодной зоне подкапотного пространства.

Пятый спиральный участок с размерами спирали - 180 мм,

20 мм расположен на концах магистрали 3 в районе установки форсунок 6 и 7.

Пример 1.

Магистраль 3 с линейным з астком нагревательного нровода 8 соединяет насос 2 с клананом 4, клапан 4 с тройником 5, тройник 5 с форсунками 6 и 7.

Параметры нагревательного нровода магистрали и спиральных участков приведены в таблице 1.

Параметры магистрали и спиральных участков для автомобиля марки ВАЗ - 2108

Таблица 1.

j fj -длина развёртки спиралевидного участка, мм; j - длина спиралевидного участка, мм;

LD LC отношение длины развертки спирали к длине спиралевидного участка;

V - объем обогреваемой жидкости в элементе, мм ;

jr /( V) - отношение длины развертки спирали к произведению длины спиралевидного участка на объем обогреваемой жидкости, .

Пример 2.

жённый в него насос 2, расположенные под капотом автомобиля в зоне фонового тепла двигателя, нагревательный провод 8 накручивается в виде

спирали 2370 мм, /,(110 мм, помещённой внутри бачка 1.

Второй спиральный участок нагревательного провода 8 , с размерами спирали г) - 260 мм , /, 10 мм , расположен в районе погружного

насоса 2. В бачке 1 также расположен участок магистрали 3 от погружного насоса 2 до крышки бачка 1.

Третий спиральный участок нагревательного провода 8 j 30 мм,

20 мм ,сформирован на тройнике распределения жидкости 5 к форсункам 6 и 7 и находится в так называемой холодной зоне подкапотного пространства.

Четвёртый спиральный участок нагревательного провода 8 .j 180 мм , /, 7 2 - расположен на концах магистрали 3 в районе

установки форсунок 5 и 6.

Магистраль 3 выполнена в виде гибкого трубопровода с отверстиями для моющей жидкости и нагревательного провода 8.

Магистраль 3 с линейным участком нагревательного провода 8 соединяет бачок 1 с тройником 5, тройник 5 с форсунками 6 и 7,

Отношение длины развёртки спирали к длине спиралевидного участка(р ) характеризует относительное увеличение мощности нагрева

на данном элементе по сравнению с магистралью. „ Lc характеризует во сколько раз по сравнению с магистралью увеличивается мощность нагрева на элементе на единицу объема обогреваемой жидкости.

Параметры нагревательного провода магистрали и спиральных участков приведены в таблице 2.

, luif CIK,

Параметры магистрали и спиральных участков для автомобиля марки ГАЗ-31029 (ВОЛГА).

j « - длина развёртки спиралевидного участка, мм; 1 Q - длина спиралевидного участка, мм;

LD LC отношение длины развертки спирали к длине спиралевидного участка;

V - объем обогреваемой жидкости в элементе,

Z Z Lc ) отношение длины развертки спирали к произведению длины спиралевидного участка на объем обогреваемой жидкости,

Данные таблиц 1 и 2 показывают, что отношение подводимой мощности на единицу объема нагреваемой жидкости различно на разных элементах системы и определяется необходимой интенсивностью нагрева и величиной тепловых потерь.

Так, на форсунках, имеющих самые высокие тепловые потери вследствие нахождения их в зоне обдува при движении автомобиля, отношение подводимой мощности к единице объема жидкости в 10-11 раз больще, чем на магистрали.

Низкое значение этого показателя в бачке объясняется поступлением значительного фонового тепла от прогретого двигателя, что уменьшает потребность в интенсивном дополнительном нагреве.

Таблица 2

Параметры спиральных участков выбраны экспериментальным путем с учетом объема оттаиваемой жидкости, наличия или отсутствия фонового тепла от агрегатов автомобиля, интенсивности теплопотерь и обеспечения работоспособности имеющихся деталей обогреваемых элементов системы стеклоомывателей и одновременности выхода на рабочий режим всей системы без оплавления материалов, используемых при изготовлении элементов.

Таким образом, заявляемое устройство отличается высокой эффективностью и коротким временем выхода на режим за счёт того, что все элементы системы прогреваются одновременно до температуры, необходимой для оттаивания жидкости и сохранения работоспособности самого элемента.

Авторы: / :: Д.В. Захаров

Источники информации

1.Патент США .№5141160, от 92.08.25, В60 S1/46, Устройство для предотвращения обледенения лобового стекла транспортного средства, .бюл. ИСМ, 1994, №18.

2.Заявка Великобритании №2253339 от 92.09.09, В60 S1/50, Предотвращающее образование льда устройство для дорожных транспортных средств, бюл. ИСМ, 1994, №4.

3.Патент США №5509606 от 04.10.93, В60 S1/46, Омыватель лобового стекла с быстродействующим подогревателем, бюл. ИСМ, 1997, №3.

01 Ш iilf,

A.M. Михайлов С.В. Смирнов А.А. Галкин 4.

Авторы:

CiU

11

Д.В. Захаров A.M. Михайлов С.В. Смирнов

ff

А.А. Галкин Заявка ФРГ Xo4404409 от 11.02.94, B60 SI/48 Стеююомыватель для автомобиля, бюл. ИСМ, 1997, .№7 (прототип).

Claims (1)

1. Система стеклоомывателя для автомобиля, содержащая элементы, включающие бачок для моющей жидкости, насос, клапан, тройник, форсунки, магистраль для подвода моющей жидкости с нагревательным проводом по всей длине магистрали, отличающаяся тем, что в местах расположения элементов системы, за исключением магистрали, нагревательный провод имеет спиралевидные участки с неодинаковым отношением длины развертки спирали к длине спиралевидного участка.