برف پاک کن چگونه کار می کند؟

[بهداد]

برف پاک کن چگونه کار می کند؟
برف پاک کن های اولیه به صورت دستی و با حرکت دادن یک اهرم که داخل کابین قرار داشت، کار می‌کردند ولی امروزه استفاده از برف پاک کن های برقی به کار بسیار راحتی تبدیل شده است. برف پاک کن ها، هزاران بار با جدیت روی شیشه به عقب و جلو حرکت می‌کنند تا آب را از روی آب به کنار بزنند. وقتی با دور تند کار می‌کنند، واقعاً سرعت‌شان زیاد است و گاهی اوقات اتاق ماشین را هم تکان می‌دهند. خب، چه ساز و کاری می‌تواند بازوهای برف پاک کن را این قدر خوب و قوی به حرکت در بیاورد؟ برف پاک کن ها را می‌توان روی شیشه جلو و چراغ خودروها، شیشه هواپیماها و حتی روی شیشه شاتل های فضایی مشاهده کرد. در این مقاله، نگاهی به درون ساختار برف پاک کن خواهیم انداخت، درباره تیغه ها و دکمه های کنترلی مطالبی خواهیم آموخت و دست آخر هم با سیستم جدیدی آشنا خواهیم شد که به بارش باران حساس است!

داخل برف پاک کن چه می‌گذرد؟
برف پاک کن برای این که کارش را درست انجام بدهد دو فرایند مکانیکی را به کار می‌گیرد:

• ترکیبی از یک موتور الکتریکی و یک چرخ دنده مارپیچ که نیروی برف پاک کن ها تأمین می‌کنند.

• یک اتصال که نیروی دورانی موتور برقی را به حرکت رفت و برگشتی برف پاک کن تبدیل می‌کند.

برای حرکت دادن تیغه های برف پاک کن روی شیشه، آن هم با این سرعت، به نیروی بسیار زیادی احتیاج داریم. برای تولید چنین نیرویی، یک چرخ دنده مارپیچ به موتور برقی کوچک متصل می‌شود. این چرخ دنده می‌تواند گشتاور موتور را حدود 50 برابر بیشتر کند و این در حالی است که سرعت چرخش موتور را 50 مرتبه کندتر می‌کند. نیروی چرخ دنده مارپیچی به یک اتصال منتقل می‌شود که برف پاک کن ها را به جلو و عقب حرکت می‌دهد. در این میان، یک مدار الکترونیکی نیز وجود دارد که تشخیص می‌دهد چه وقت برف پاک کن ها پایین می‌آیند. این مدار به برف پاک کن ها نیرو می‌رساند تا زمانی که در پایین شیشه متوقف شوند، در این زمان است که جریان نیرو را قطع می‌کند. این مدار همچنین به برف پاک کن ها نیرو می‌رساند تا زمانی که در انتهای شیشه متوقف بشوند، آنگاه نیروی برق موتور را قطع می‌کند یک میله کوچک به شفت خروجی موتور متصل است و همچنان که شفت خروجی موتور می‌چرخد، این میله کوچک، یک میله بزرگتر را به جلو و عقب حرکت می‌دهد. میله بزرگ نیز به یک میله کوتاه دیگر متصل است که تیغه های برف پاک کن را به حرکت در می‌آورد. حال بیایید کمی بیشتر درباره جزییات تیغه های برف پاک کن صحبت کنیم.

تیغه های برف پاک کن
تیغه های برف پاک کن شبیه تی های لاستیکی هستند. یک نوار لاستیکی باریک، روی یک دسته قرار گرفته است و آب را از روی شیشه پاک می‌کند. وقتی تیغه ها نو هستند، لاستیک آن صاف است و هیچ ترک یا شکافی ندارد و بدون این که ردی بر جا بگذارد، آب را کاملاٌ پاک می‌کند. وقتی تیغه ها کهنه می‌شوند، روی آن ها ترک و شکاف به وجود می‌آید و باعث شکل گرفتن جرم روی تیغه می‌شوند. این جرم موجب می‌شود، تیغه خوب به شیشه نچسبد و روی شیشه رد به جا بگذارد. گاهی اوقات، می‌توان با یک دستمال آغشته به مایع شیشه شو، تیغه ها را پاک کرد تا کمی بیشتر عمر بکنند. راه دیگری که وجود دارد این است که فشار تیغه روی شیشه را افزایش داد. تیغه ها طوری طراحی شده‌اند که در قسمت وسط بیشترین چسبندگی را داشته باشند ولی از آن جایی که طول تیغه زیاد است، در واقع بین شش تا هشت نقطه تماس با شیشه وجود دارد. اگر یخ یا برف روی تیغه ها انباشته شود، باعث می‌شود فشار یکسانی به همه نقاط تیغه وارد نشود و روی شیشه رد بر جا بماند. بعضی از شرکت های تولید کننده، تیغه برف پاک کن های مخصوص فصل زمستان تولید می‌کنند که مجهز به یک بازوی لاستیکی اضافی است که برف و یخ را دور می‌کند.

طراحی برف پاک کن در بیشتر خودروها یکسان و مشابه هم است، یعنی دو تیغه در کنار هم کار می‌کنند تا شیشه را پاک کنند. پاشنه یکی از برف پاک کن ها در سمت راننده قرار گرفته و پاشنه دیگر در وسط شیشه جلو. به این سیستم، سیستم جفتی (Tandem System) می‌گویند که نحوه عملکرد آن در شکل بالا نمایش داده شده است. این سیستم طوری کار می‌کند که بیشتر قسمت هایی از شیشه که در منطقه دید راننده قرار دارند را تمیز می‌کند. ممکن است خودروهای دیگر، دارای طراحی های دیگری باشند. کمپانی مرسدس بنز از برف پاک کن های تک بازویی استفاده می‌کند که روی کل سطح شیشه حرکت می‌کند. درست است که این طرح، سطح شیشه را خوب پوشش می‌دهد ولی از سیستم استاندارد دو بازویی بسیار پیچیده تر است. برخی خودروها از برف پاک کن هایی استفاده می‌کنند که در دو طرف شیشه قرار دارند، برخی دیگر نیز دارای برف پاک کن تک بازویی هستند که در وسط شیشه تعبیه شده‌اند. هیچ کدام از این طرح ها به اندازه سیستم استاندارد دو بازویی (جفتی)، میدان دید راننده را پوشش نمی‌دهند.

سرعت های مختلف برف پاک کن
بیشتر برف پاک کن ها دارای سرعت کم و زیاد و تنظیمات مربوط به قطع و وصل کردن هستند. وقتی برف پاک کن با سرعت کم یا زیاد حرکت می‌کند، موتور پیوسته در حال کار کردن است ولی می‌توان آن را به گونه‌ای تنظیم کرد که برف پاک کن ها بعد از هر دور تمیز کردن شیشه، چند لحظه از حرکت بایستند. چند نوع تنظیم برای برف پاک کن ها وجود دارد. بعضی خودروها فقط یک سرعت دارند، برخی دیگر نیز 10 سرعت دارند. برخی خودروها نیز دارای تنظیمات و سرعت های زیادی هستند که می‌توان آن ها را برای هر شرایطی تنظیم کرد. خودرو شما دارای هر نوع تنظیماتی باشد، باید سرعت برف پاک کن ها را درست انتخاب کنید. اگر سرعت حرکت آن ها بیش از حد کم باشد، قطرات باران دید شما را کور می‌کنند. وقتی سرعت حرکت خودرو کم یا زیاد بشود، میزان آبی که روی شیشه جلو پاشیده می‌شود، تغییر می‌کند، این جاست که باید به تنظیم کردن سرعت برف پاک کن توجه کرد. در سال های اخیر، خودروسازان این مشکل را حل کرده اند و برف پاک کن های حساس به باران را ابداع کرده‌اند.

برف پاک کن های حساس به باران
در گذشته، خودروسازان تلاش می‌کردند یا برف پاک کن را حذف کنند یا کاری کنند که بتوان سرعت آن ها را به صورت اتوماتیک کنترل کرد. در بعضی از طرح هایی که به این منظور ارائه شد، لرزش تولید شده به وسیله تک تک قطرات بارانی که به شیشه برخورد می‌کردند بایست محاسبه می‌شد. این کار مستلزم وجود یک روکش خاص روی شیشه بود که از تشکیل قطرات باران جلوگیری کند و یا بتواند ارتعاشاتی اولتراسونیک روی شیشه ایجاد کند تا قطرات باران را در هم بشکند تا دیگر نیازی به پاک کردن آن ها نباشد، ولی این سیستم ها به علت وجود مشکلاتی یا هرگز به خط تولید نرسیدند یا بلافاصله پس از شروع، تولید آن ها متوقف شد چون به جای این که به راننده ها کمکی بکنند، برایشان مزاحمت ایجاد می‌کردد. به هر حال، پس از مدتی، نوع جدیدی از برف پاک کن به بازار عرضه شد که کارش در زمینه تشخیص مقدار آبی که به شیشه برخورد می‌کند را خیلی خوب انجام می‌داد. یکی از این سیستم ها توسط شرکت TRW Incساخته شده است و از حسگرهای اپتیکی برای تشخیص نم و رطوبت استفاده می‌کند. این حسگر در داخل کابین خودرو و نزدیک به آینه عقب نصب می‌شود و با شیشه جلو در تماس است. اگر قطرات باران روی شیشه بیفتند، نور را در جهات مختلفی منعکس می‌کنند، بدان معنا که هر چه شیشه مرطوب تر باشد، نور کمتری به سمت حسگر منعکس می‌کند.

هنگامی که میزان نور بازتابی به حسگر به حد معینی برسد، نرم افزار و تجهیزات الکترونیکی که به حسگر متصل هستند، برف پاک کن ها را روشن می‌کنند. نرم افزار مربوطه، متناسب با سرعت شکل گیری قطراتی که روی شیشه شکل می‌گیرند، سرعت برف پاک کن ها را کم و زیاد می‌کند. سیستم TRW روی بیشتر محصولات کمپانی جنرال موتورز، از جمله کادیلاک، تعبیه شده است. هنگام شستشوی خودرو می‌توان این سیستم را غیرفعال کرد تا در روند شستشو اختلالی ایجاد نکند.