Como funcionam os limpadores de pára-brisa

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Galeria de imagens: Gadgets para automóveis O que começou como um sistema acionado manualmente agora é automático, e está ficando cada vez mais: alguns limpadores de pára-brisa podem realmente sentir a chuva. Veja fotos de dispositivos automotivos.

Os primeiros limpadores de para-brisa foram operados manualmente, movendo-se uma alavanca dentro do carro para frente e para trás. Hoje, a maioria de nós não dá valor aos limpadores de pára-brisa elétricos. Os limpadores mantêm fielmente a janela limpa, movendo-se para frente e para trás no para-brisa inúmeras vezes enquanto varrem a água. Em sua velocidade máxima, eles se movem de forma impressionante, às vezes balançando o carro de um lado para o outro. Que tipo de mecanismo pode mover os braços do limpador de forma tão eficaz e confiável?

Limpadores de pára-brisa são encontrados em pára-brisas de carros, alguns faróis de carros, aviões e até mesmo no ônibus espacial. Neste artigo, daremos uma olhada no interior dos limpadores de para-brisa, aprenderemos sobre as lâminas e os controles e, em seguida, exploraremos um novo sistema de controle do limpador com sensor de chuva!

Os limpadores combinam duas tecnologias mecânicas para realizar sua tarefa:

  • Uma combinação de motor elétrico e redução de engrenagem sem fim fornece energia para os limpadores.
  • Uma ligação perfeita converte a saída rotacional do motor no movimento de ida e volta dos limpadores.

Redução de motor e engrenagem

É preciso muita força para acelerar as escovas do limpador para frente e para trás no para-brisa tão rapidamente. Para gerar este tipo de força, uma engrenagem helicoidal é utilizada na saída de um pequeno motor elétrico.

A redução da engrenagem helicoidal pode multiplicar o torque do motor em cerca de 50 vezes, ao mesmo tempo que diminui a velocidade de saída do motor elétrico em 50 vezes. A saída da redução da engrenagem opera uma ligação que move os limpadores para frente e para trás.

Dentro do conjunto motor / engrenagem está um circuito eletronico que detecta quando os limpadores estão na posição para baixo. O circuito mantém a energia dos limpadores até que eles estejam estacionados na parte inferior do para-brisa e, em seguida, corta a energia do motor. Este circuito também estaciona os limpadores entre os limpadores quando eles estão em sua configuração intermitente.

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Ligação

Um came curto é conectado ao eixo de saída da redução da engrenagem. Este came gira conforme o motor do limpador gira. O came é conectado a uma longa haste; conforme o came gira, ele move a haste para frente e para trás. A haste longa é conectada a uma haste curta que aciona a lâmina do limpador no lado do motorista. Outra haste longa transmite a força do lado do motorista para a lâmina do limpador do lado do passageiro.

Agora vamos falar sobre alguns detalhes das lâminas do limpador.

Você sabia?

Os sistemas de limpador de para-brisa são projetados para limpar 1,5 milhão de vezes durante sua vida útil!

Esta lâmina do limpador é apoiada em seis lugares para uma distribuição uniforme da pressão contra o pára-brisa.

As lâminas do limpador são como rodos. Os braços do limpador arrastam um fino tira de borracha através do pára-brisa para limpar a água.

Quando a lâmina é nova, a borracha está limpa e sem cortes ou rachaduras. Enxuga a água sem deixar marcas. Quando as escovas do limpador envelhecem, entalhes ou rachaduras se formam, a sujeira da estrada se acumula na borda e não faz uma vedação tão forte contra a janela, portanto, deixa listras. Às vezes, você pode obter um pouco mais de vida da lâmina do limpador limpando a borda com um pano embebido em limpador de vidros até que não saia mais sujeira da lâmina.

Outra chave para uma operação sem riscos é pressão uniforme ao longo do comprimento das lâminas de borracha. As lâminas do limpador são projetadas para se prenderem em um único ponto no meio, mas uma série de braços se ramifica a partir do meio como uma árvore, de modo que a lâmina está realmente conectada em seis a oito lugares. Se gelo ou neve se formar nesses braços, pode tornar a distribuição de pressão irregular, causando riscos sob parte da lâmina. Alguns fabricantes de limpador fazem uma lâmina especial de inverno com uma capa de borracha cobrindo o conjunto do braço para impedir a entrada de neve e gelo.

Alguns dos diferentes esquemas de lâmina de limpador usados ​​por vários carros

Pontos de pivô

A maioria dos carros tem praticamente o mesmo design do limpador: duas lâminas se movem juntas para limpar o pára-brisa. Uma das lâminas gira de um ponto próximo ao lado do motorista do carro, e a outra lâmina gira perto do meio do pára-brisa. Isto é o Sistema Tandem na figura abaixo. Este projeto limpa a maior parte do pára-brisa que está no campo de visão do motorista.

Existem alguns outros designs em alguns carros. A Mercedes usa um único braço do limpador que se estende e se retrai enquanto varre a janela -- Braço único (controlado) na figura acima. Este projeto também oferece boa cobertura, mas é mais complicado do que os sistemas padrão de limpador duplo. Alguns carros usam escovas de limpador montadas em lados opostos do pára-brisa e movem-se na direção oposta, e alguns veículos têm um único limpador montado no meio. Esses sistemas não oferecem tanta cobertura para o motorista quanto o sistema padrão de duas lâminas.

Uma haste de controle de limpador típica

A maioria dos limpadores tem uma velocidade baixa e alta, bem como uma configuração intermitente. Quando os limpadores estão em baixa e alta velocidade, o motor funciona continuamente. Mas na configuração intermitente, os limpadores param momentaneamente entre cada limpeza. Existem muitos tipos diferentes de comuta para limpadores. Alguns carros têm apenas uma velocidade intermitente, outros têm 10 configurações discretas e ainda outros têm uma escala móvel que pode ser definida para quase qualquer intervalo de tempo.

Qualquer que seja o tipo de controle do seu carro, ajustá-los corretamente pode ser complicado - rápido demais e o para-brisa fica seco e os limpadores rangem; muito lento e sua visibilidade é bloqueada por gotas de chuva. Para agravar isso, a quantidade de água que atinge o para-brisa muda conforme o carro acelera e desacelera. Isso pode exigir atenção quase constante para manter os limpadores funcionando corretamente. As montadoras podem finalmente ter vencido esse problema com o Santo Graal da tecnologia de limpador - o limpador com sensor de chuva.

No passado, os fabricantes de automóveis tentaram eliminar os limpadores ou controlar sua velocidade automaticamente. Alguns dos esquemas envolviam a detecção de vibrações causadas por gotas de chuva individuais batendo no para-brisa, a aplicação de revestimentos especiais que não permitiam a formação de gotas ou mesmo a vibração ultrassônica do pára-brisa para quebrar as gotas, de modo que não precisassem ser limpas. Mas esses sistemas eram afetados por problemas e nunca chegaram à produção ou foram rapidamente eliminados porque irritavam mais os motoristas do que queriam.

No entanto, um novo tipo de sistema de limpador está começando a aparecer em carros que realmente faz um bom trabalho em detectar a quantidade de água no pára-brisa e controlar os limpadores. Um desses sistemas é feito pela TRW Inc., aqui está um PDF que descreve seu sistema de sensor de chuva. TRW Inc. usa sensores ópticos para detectar a umidade. O sensor é montado em contato com a parte interna do pára-brisa, próximo ao espelho retrovisor.

O sensor projeta luz infravermelha no para-brisa em um ângulo de 45 graus. Se o vidro estiver seco, a maior parte dessa luz é refletida de volta para o sensor pela frente do pára-brisa. Se as gotas de água estiverem no vidro, elas refletirão a luz em diferentes direções - quanto mais úmido o vidro, menos luz o faz voltar para o sensor.

A eletrônica e o software no sensor ligam os limpadores quando a quantidade de luz refletida no sensor diminui para um nível predefinido. O software define a velocidade dos limpadores com base na rapidez com que a umidade se acumula entre os lenços. Ele pode operar os limpadores em qualquer velocidade. O sistema ajusta a velocidade sempre que necessário para corresponder à taxa de acúmulo de umidade.

O sistema TRW, que é encontrado em muitos carros da General Motors, incluindo todos os modelos Cadillac, também pode ser substituído ou desligado para que o carro possa ser lavado.

Para obter mais informações sobre limpadores de para-brisa e tópicos relacionados, verifique os links na próxima página!

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