Бескаркасные щетки стеклоочистителя Бесхребетники Глядя на новомодные бескаркасные щетки стеклоочистителя, понимаешь: все гениальное просто. И отчего раньше никто до этого не додумался? А может, и не так все просто: почему многие автопроизводители остаются верны щеткам на обычном металлическом каркасе? Ответы на эти вопросы я попытался найти в тихом городке Битигхайм под Штутгартом, на заводе фирмы SWF, входящей в группу компаний Valeo — крупнейшего поставщика щеток на конвейеры автозаводов. Оказавшись на аккуратных лужайках вокруг главного корпуса завода SWF и вдыхая чистейший воздух без малейшего намека на едкий запах и сажу, и не скажешь, что именно здесь делают по 118 тысяч щеток в день. Переработка резины — одно из самых вредных производств. А тут… Здание из зеленоватого стекла скорее напоминает огромный бизнес-центр, а не производственную площадку. Недаром этот завод, построенный всего пять лет назад, получил в 2004 году премию за промышленный дизайн. Заходишь внутрь — та же офисная эстетика, чистота и свежесть. Но в цехах тебя накрывает запах резины. Производство! Сборку бескаркасных щеток на заводе Valeo ведут роботы... ...а люди лишь контролируют качество Додано через 29 секунд На расположенных здесь 23 линиях делают не только щетки, но и поводки стеклоочистителей (58000 штук в день) и электромоторы (22000 штук в день). Ведь Valeo разрабатывает механизмы стеклоочистителя «под ключ» и поставляет их в сборе на конвейеры ведущих производителей — Toyota, General Motors, Peugeot, Citroen, Volkswagen, BMW… А еще Valeo занимает первое место не только в области конвейерных поставок, но и на рынке запчастей: общий объем выпуска составляет более ста миллионов «дворников» и 30 миллионов электроприводов в год. Но основную производственную программу составляют именно щетки. Причем на Valeo не делают какой-то разницы между «дворниками» первой комплектации и теми, что идут в магазины запчастей, — их лишь по-другому упаковывают. Резиноленту для щеток различной конструкции — и обычных, и бескаркасных — в Битигхайме изготавливают методом экструзии. Гигантская «мясорубка» перемалывает гранулы сырой резины, а из спрофилированных отверстий выдавливается «колбаска» в виде двух бесконечно длинных щеток, сросшихся, подобно сиамским близнецам, передними частями. Затем в специальных закрытых камерах «колбаску» обрабатывают солями для придания упругости, размягчают поверхность бромированием (т.е. вводят в молекулы резины атомы брома) и охлаждают в ванночках с водой. И, наконец, резка: сверхострый нож формирует идеально ровную чистящую кромку. Производство автоматизировано на 100%, люди лишь «кормят» автоматы заготовками. Ручная работа — только при упаковке. Поэтому на заводе трудятся лишь 1450 человек, включая администрацию и уборщиц. Предмет моего пристального внимания — бескаркасные щетки. Сегодня в Битигхайме они составляют лишь треть производственной программы: при том, что их делают на пяти линиях, а обычные щетки — на шести. Почему? Как устроена обычная щетка стеклоочистителя? Резиновая лента закреплена в металлическом каркасе, который призван более-менее равномерно распределить усилие прижима от подпружиненного поводка, а еще придать щетке необходимую поперечную жесткость — иначе бы резинка гнулась, но не чистила. А чтобы она не извивалась волнами, в ее пазы вложены две полоски из пружинной стали. До поры до времени такая конструкция устраивала всех. Но стекла становились все больше, по прихоти дизайнеров и специалистов по аэродинамике увеличивалась их кривизна, сами щетки становились длиннее, а их каркас — более громоздким. Что, в свою очередь, приводило к росту аэродинамического сопротивления, ухудшало обзорность, увеличивало шумность… С этим, конечно, боролись. Например, Volkswagen Golf третьего поколения оснащался стеклоочистителями со скругленным каркасом для уменьшения высоты щетки. Но это были полумеры. Радикальное решение придумали в восьмидесятых годах прошлого века. Уж раз стекло выпуклое, то почему бы соответст­вующим образом не изогнуть «поддерживающие» полоски из пружинной стали внутри резиноленты? Сделать их пошире для придания необходимой поперечной жесткости, фиксатор поводка закрепить прямо на них, а громоздкий каркас выбросить за ненадобностью. Так и появились бескаркасные щетки. Додано через 1 хвилину Обычная щетка с каркасом на высокой скорости создает позади себя зоны высокого разрежения. А бескаркасную щетку воздух обтекает легче: результат — ниже сопротивление, подъемная сила и аэродинамические шумы Первыми за идею ухватились фирмы Bosch и Valeo, а главной проблемой оказалось надежное крепление к поводку. Только к 1991 году Bosch запатентовал первый работоспособный узел, но опытная эксплуа­тация показала его ненадежность — на высокой скорости щетки попросту улетали. На доводку ушло долгих шесть лет. Первые бескаркасные щетки Bosch со специально сконструированными поводками появились на «пятерке» BMW в 1997 году, а нынче около половины всех выпускаемых в Европе автомобилей оснащаются на конвейере бескаркасными щетками, и их доля продолжает расти. Для инженеров фирмы Valeo преимущества «плоских» щеток стали настолько очевидны, что к 2003 году они первыми разработали для них крепление на традиционном поводке, благодаря чему бескаркасные «дворники» теперь можно установить практически на любой автомобиль. Каковы же их достоинства? Главное — более равномерное прижатие чистящей кромки к стеклу, за счет чего улучшается качество очистки (см. график). Это достигается благодаря предварительному изгибу «пружинящих» полос в точном соответствии с кривизной стекла автомобиля. Число отрезков, где изменяется кривизна, может достигать 15, а контроль усилия прижатия на щетках Valeo производится в 32 точках. Но из этого следует и недостаток: бескаркасный «дворник» уже не может быть таким универсальным! Например, щетки для довольно выпуклого стекла вазовской «десятки» будут сильно натирать края, если их заставить чистить более плоское стекло Самары. Второе преимущество — аэродинамическое. Цельная конструкция, даже с «хохолком» спойлера, получается в два-три раза ниже традиционной щетки. Отсюда и уменьшение лобового сопротивления, и снижение подъемной силы, отрывающей «дворник» от стекла. Особенно это актуально для машин с распашной схемой стеклоочистителя (Honda Civic, Peugeot 307, Citroen C4 Picasso): там против потока работает не только водительская, но и пассажирская щетка. Еще один аэродинамический плюс — снижение шума: воздушный поток не запутывается и не завывает в хитросплетениях каркаса. На скорости 120 км/ч эффект может достигать внушительных двух децибелов. Третье достоинство, особенно актуальное в России и странах с холодным климатом, — бескаркасная щетка меньше подвержена обмерзанию. Ведь как только влага в шарнирах обычного «дворника» замерзает, щетка леденеет и перестает справляться со своими функциями. В бескаркасной конструкции этого не происходит. А качество очистки снизится лишь в том случае, если лед образуется непосредственно на резинке. Но очистить «пружинящую» щетку намного проще: стоит лишь резко, как хлыстом, взмахнуть ею в воздухе — и лед моментально отлетит. И, наконец, бескаркасные щетки улучшают обзорность и способствуют безопасности пешеходов. Ведь при наезде голова несчастного встретится не с твердой железкой, а с мягкой резинкой. На графиках распределения усилия прижима хорошо видно, что бескаркасная щетка прилегает к стеклу гораздо ровнее традиционной щетки, у которой есть пики давления в опорных точках каркаса Додано через 1 хвилину А недостатки? Главный из них — высокая цена. Она-то и сдерживает спрос на бескаркасные щетки на вторичном рынке. О том, насколько выше себестоимость бескаркасных щеток, можно судить по производительности завода Valeo: в день на одной линии изготавливается либо 13300 обычных щеток, либо 7700 бескаркасных — почти вдвое меньше! Еще «бесхребетные» щетки, как мы уже отметили, не столь универсальны, причем связано это не только с кривизной стекла конкретного автомобиля: отличаются и системы крепежа «дворников». В настоящее время существует более 12 вариантов — например, на поводок фирмы Valeo уже не поставишь щетку Bosch, и наоборот. Мало того, даже щетки одной и той же фирмы могут отличаться креплением. А это лишняя головная боль для автовладельцев. Кстати, именно поэтому в Valeo сейчас остановились на едином универсальном варианте. Кроме того, крепеж на поводок для обычной каркасной щетки получается громоздким, что снижает преимущества в аэродинамике и обзорности, да и сам выигрыш не столь существен для щеток средней длины, особенно на относительно плоских стеклах. К примеру, Mitsubishi Lancer и Toyota Corolla последнего поколения прекрасно обходятся традиционными щетками. Обычная щетка со спойлером Бескаркасная щетка для обычного поводка стеклоочистителя Оригинальная бескаркасная щетка Бескаркасная щетка гораздо компактнее обычной — даже в месте крепления она как минимум на 20% ниже, а в среднем по длине — в два раза. Фиксация на оригинальном поводке еще больше уменьшает габаритную высоту щетки Тем не менее будущее именно за «беcхребетниками». Только они смогут обеспечить качественную очистку огромных и сильно искривленных стекол современных автомобилей с минимальными потерями в аэродинамике. А к разговору о достоинствах и недостатках различных конструкций «дворников» мы еще вернемся: близится к финалу масштабный тест Авторевю, в котором принимают участие 20 щеток — и обычных, и бескаркасных. Додано через 2 хвилини передерто тут
