В современных автомобилях установлена специальная система, предназначенная для обеспечения безопасного и комфортного вождения во время дождя или снега — это стеклоочиститель. Эта система функционирует благодаря мотору-редуктору, который отвечает за ее работу. В данной статье мы подробно рассмотрим этот агрегат, его конструктивные особенности, а также дадим рекомендации по его выбору, ремонту и замене.
Назначение и функции мотор-редуктора стеклоочистителя
Мотор-редуктор стеклоочистителя представляет собой маломощный электродвигатель, объединенный с редуктором, который служит приводом для стеклоочистителей в различных транспортных средствах.
Автомобили и другая техника предназначены для работы в любых погодных условиях, включая дожди и снегопады. Важно, чтобы на безопасность и эффективность управления транспортом не оказывали негативного влияния вода и грязь, попадающие на лобовое стекло. Для этого используется вспомогательная система, устанавливаемая у переднего и/или заднего стекол — стеклоочистители. Они обеспечивают эффективную очистку стекол с помощью специальных подвижных щеток, приводимых в движение электромеханическим устройством — мотором-редуктором.
Мотор-редуктор стеклоочистителя выполняет три ключевые задачи:
- Приводит в движение щетки стеклоочистителя.
- Обеспечивает возвратно-поступательное движение этих щеток.
- Позволяет останавливать щетки в крайних положениях, когда стеклоочиститель выключен.
Корректное состояние и работа мотор-редуктора имеют прямое влияние не только на эффективность функционирования стеклоочистителя, но и на безопасность и комфорт водителя и пассажиров. Поэтому, если этот элемент выходит из строя, его обязательно следует либо отремонтировать, либо заменить. Тем не менее, перед тем как отправиться в магазин за новым мотором-редуктором, важно разобраться в его конструкции, принципах работы и особенностях, связанных с этими автомобильными компонентами.
Структура, функционирование и характеристики мотор-редукторов стеклоочистителей
В большинстве современных транспортных средств устанавливаются электрические мотор-редукторы червячного типа. Устройство данного агрегата в целом достаточно простое и состоит из двух основных компонентов:
- Маломощный приводной электродвигатель.
- Редуктор, который заключён в корпус и надежно зафиксирован на корпусе двигателя с стороны вала.
Чаще всего в качестве электродвигателя применяется коллекторный двигатель постоянного тока, рассчитанный на напряжение 12 или 24 В. Для обеспечения защиты внутренних элементов от неблагоприятных условий, таких как влага, пыль и другие загрязнения, используется герметичный корпус или дополнительный защитный экран. Такая конструкция позволяет устанавливать мотор-редукторы стеклоочистителей в зонах кузова автомобиля, которые имеют недостаточную защиту.
Редуктор червячного типа отвечает за изменение частоты вращения выходного вала, одновременно меняя направление крутящего момента на 90 градусов. Конструктивно редукторы можно разделить на два основных типа:
- С прямым приводом ведомой шестерни от червяка.
- С передачей вращения на ведомую шестерню через одну или несколько промежуточных шестерней меньшего диаметра.
В случае прямого привода редуктор состоит всего из двух основных элементов: червяка, который соединён с валом электродвигателя, и ведомой шестерни с вогнутыми зубьями. В случае редуктора с промежуточными шестернями конструкция включает три или четыре компонента: червяк, промежуточную шестерню (или пару маленьких шестерней) и ведомую шестерню. Червяк, как правило, изготавливается из металла и чаще всего имеет однозаходное исполнение; его нарезка иногда выполняется непосредственно на валу электродвигателя.
Передняя часть червяка помещается в втулку (из металла или металлокерамики) или подшипник, а для компенсации осевых усилий, связанных с работой червяка, задняя часть вала двигателя прикреплена к подпятнику, расположенному в задней части корпуса.
Ведомая шестерня редуктора фиксируется на стальном валу, который выступает за пределы редуктора. На этом выступе устанавливается кривошип, соединённый с трапецией стеклоочистителя (шатунной рейкой и тягами). Кривошип и трапеция совместно преобразуют вращательное движение шестерни в возвратно-поступательное движение щёток стеклоочистителя.
Редуктор находится в герметичном корпусе, который устанавливается на двигатель с той стороны, где находится вал. Внутри корпуса редуктора располагаются ключевые элементы автоматического управления стеклоочистителем, включая:
- Концевой выключатель, который отключает мотор-редуктор, когда щётки достигают одного из крайних положений.
- Термобиметаллический предохранитель, предназначенный для отключения двигателя при его перегреве в результате заклинивания или перегрузки.
Концевой выключатель электродвигателя отвечает за остановку щёток в крайних положениях — в верхнем или нижнем, в зависимости от конструкции стеклоочистителя и особенностей интерьера транспортного средства. Контакты выключателя размыкаются специальным кулачком на шестерне, а постоянное замыкание достигается за счёт пружины. Дополнительные детали о работе концевого выключателя представлены ниже.
Термобиметаллический предохранитель действует многократно и устанавливается в разрыв одного из проводов, подающих питание на электродвигатель, соединённого с контактом концевого выключателя. Этот предохранитель обеспечивает размыкание цепи питания электродвигателя в случае его заклинивания или перегрузки, что предотвращает возможные повреждения.
На корпусе редуктора обычно установлены монтажные стойки — как правило, их бывает три, которые позволяют закрепить весь агрегат на кузовной детали или металлической скобе. Эта скоба также может выступать в качестве основания для установки трапеции стеклоочистителя. В ней предусмотрены монтажные отверстия, в которые вставлены резиновые или пластиковые втулки, обеспечивающие плотное крепление агрегата, а также амортизацию ударов и вибраций. Мотор-редуктор для переднего стеклоочистителя размещается под или над ветровым стеклом в подходящих отсеках, например, в воздухозаборнике отопителя, а для заднего стеклоочистителя — за обшивкой задней части кузова или двери. Для подключения к электросети автомобиля предусмотрен стандартный разъем на жгуте проводов или на корпусе устройства.
Работа мотор-редуктора осуществляется следующим образом: при активации стеклоочистителя ток, проходящий через концевой выключатель и термобиметаллический предохранитель, поступает на электродвигатель, что приводит к его вращению. Червячный редуктор в сочетании с кривошипом и трапецией обеспечивает возвратно-поступательное движение щеток. Когда стеклоочиститель выключается, цепь питания двигателя разрывается лишь тогда, когда кулачок на шестерне достигает контактов концевого выключателя. В этом случае щетки останавливаются в крайних положениях и дальнейшее движение прекращается. При переходе стеклоочистителя в режим прерывистой работы после паузы (устанавливаемой реле-прерывателем) доставка тока к двигателю рекомендуется производиться в обход концевого выключателя. В результате щетки выполняют несколько колебаний и вновь останавливаются в крайних положениях, после чего цикл повторяется.
Большинство мотор-редукторов для стеклоочистителей имеют редукторы с передаточным числом около 50:1, что позволяет щеткам выполнять от 5 до 60 циклов (в обе стороны) в минуту в различных режимах работы, как непрерывном, так и прерывистом.
Как правильно подобрать, отремонтировать и заменить мотор-редуктор стеклоочистителя
При выходе из строя мотор-редуктора эффективность стеклоочистителя может значительно снизиться, вплоть до полной потери способности очищать поверхность стекла. Неисправности могут проявлять себя различными шумами и скрипами, исходящими от редуктора. Для определения причины поломки необходимо внимательно обследовать узел, после чего следует выполнить его ремонт или замену.
Чаще всего проблемы возникают именно в редукторе, где возможны такие неисправности, как износ зубьев шестерен или повреждение втулок, подшипников и подпятников. Реже встречаются неисправности в самом электродвигателе. В некоторых случаях редуктор можно восстановить, но если шестерни изношены равномерно, более целесообразно заменить весь агрегат.
При замене важно выбирать мотор-редуктор такого же типа, который был установлен производителем автомобиля. Если по каким-либо причинам это невозможно, можно попробовать установить альтернативный агрегат другой модели, но это часто приводит к проблемам с совместимостью, такими как несовпадение монтажных отверстий и размеров деталей, а также затруднениями с последующей настройкой. Все работы следует выполнять в соответствии с инструкциями по ремонту транспортного средства.
Если был правильно выбран и установлен новый мотор-редуктор, стеклоочиститель должен начать работать без необходимости дополнительных регулировок, что обеспечит комфортное управление автомобилем в любых погодных условиях.