Как устанавливать дворники со спойлером
Поскольку не так давно между мной и моим товарищем разгорелся спор насчет правильной установки щеток стеклоочистителя со спойлером, я составил для него объяснение. Может кому-нибудь тоже будет интересно.
Как же все-таки крепить щетки со спойлером?
Такой вопрос мы уже обсуждали пару раз, но таки к взаимному согласию не пришли
Попробуем разобраться в теории.
Почему щетки стеклоочистителя иногда на большой скорости "взлетают"? Рассмотрим рисунок 1.
На небольшой скорости воздушный поток создает некую небольшую подъемную силу Flift, щетка же прижимается к стеклу с силой Fpress. Результирующая сила Fres, являющаяся векторной суммой вышеуказанных сил, хоть и отклоняется от перпендикуляра к поверхности стекла, но на пренебрежимо малую величину.
Когда же скорость (автомобиля, а следовательно и воздушного потока) сильно увеличивается, то пропорционально этому увеличивается и подъемная сила и в некоторый момент (см. рисунок 2) результирующая сила направлена уже не в сторону поверхности стекла, а от нее, т.е. если разложить ее на 2 составляющие (Fparallel и Fnormal — параллельную и перпендикулярную поверности стекла — см. рисунок 3), станет видно, что часть результирующей силы "оттягивает" щетку в сторону, а другая (небольшая, но все-таки ничем не скомпенсированная, не считая конечно силы притяжения столь любимой нами планеты) — поднимает щетку над стеклом.
Теперь можно легко определить в каком же именно положении спойлеры на щетках действительно "работают".
На рисунке 4 изображено два возможных положения дворника — спойлером вверх (1) и спойлером вниз (2). Во первом случае, спойлер оказывается скрыт от всякого воздушного потока самой щеткой и поэтому никакого эффекта от его наличия Вы испытать и не сможете (в этом случае можно было бы сэкономить и купить те же дворники, но без спойлера). Во втором же случае спойлер перпендикулярен потоку воздуха, который и прижимает щетку к стеклу (конечно, прижимная сила параллельна потоку воздуха и строго говоря она не только прижимает, но и слегка "оттягивает" дворник вверх, но основной эффект от наличия спойлера налицо).
Что собственно и требовалось доказать.
В качестве дополнительного подтверждения приведу цитату из описания различных серий щеток Trico:
". Щетки со спойлером используют силу встречного потока, который в обычных условиях (без спойлера) приводит к приподниманию щетки. Спойлер находится под углом 90° к потоку воздуха, что прижимает щетку к стеклу и предотвращает реверсивное движение щетки, которое является первичным признаком приподнимания щетки."
У особо внимательных может возникнуть вопрос: "А почему тогда дворник на скорости не поднимается бесконечно, ведь результирующая сила, поднимающая дворник ничем не скомпенсирована?"
Все очень просто: дворник прижимается пружиной в поводке, а сила натяжения прямо пропорциональна величине растяжения. Поэтому при поднятии щетки растяжение пружины увеличивается и сила Fpress растет, не давая дворнику улететь.
Кстати, стоит ли это добавлять в FAQ и куда если да — я не думал, так что оставляю это на усмотрение Administrator'а
Щетки со спойлером как правильно установить
Симметричный спойлер уступает в эффективности асимметричному, но более универсален с точки зрения использования. Его без ограничений можно устанавливать на автомобили с разной конструкцией стеклоочистителей или с правым рулем. За счет меньшего количества артикулов в линейке, щетки с симметричным спойлером, обычно, немного дешевле, чем с асимметричным. На рисунке — сравнение сечения дворников с асимметричным и симметричным спойлером.
Популярные серии бескаркасных дворников с симметричным спойлером:
Bosch Aerotwin Plus
SWF VisioNext
Trico Neoform
Нельзя недооценивать влияние аэродинамики на качество очистки лобового стекла на высоких скоростях. Различные группы ученых по всему миру проводят исследования для выявления оптимальных параметров спойлера для стеклоочистителя.
(1) Clarke, J. and R. Lumley (1960). Problems Associated with Windscreen Wiping. SAE Technical Paper.
(2) Billot, P., S. Jallet and F. Marmonier (2001). Simulation of Aerodynamic Uplift Consequences on Pressure Repartition — Application on an Innovative Wiper Blade Design. SAE Technical 01-1043.
Спойлеры стеклоочистителей
Щетка стеклоочистителя располагается перпендикулярно лобовому стеклу, из-за чего набегающий поток воздуха создаёт подъемную силу и старается оторвать ее от стекла. Как следствие, на высоких скоростях уменьшается сила прижима дворника и ухудшается качество очистки. Это может быть очень опасно на скорости более 100км/ч или при сильном встречном ветре!
Для компенсации этого эффекта, производители дворников оснащают щетки спойлерами, которые создают прижимную силу по принципу антикрыла. Спойлер – это конструктивная часть дворника, его нельзя установить отдельно (есть одно исключение, о ним ниже).
Для каркасных щеток спойлер представляет собой дополнительную металлическую плоскость, закрывающую элементы каркаса от набегающего потока воздуха и служащую антикрылом. Именно каркасные дворники без спойлера хуже всего работают на высоких скоростях, поэтому задумайтесь о приобретении дворников со спойлером или бескаркасных / гибридных стеклоочистителей. Обычно бывает достаточно использовать водительский дворник со спойлером.
Каркасные стеклоочистители со спойлером:
Bosch Twin Spoiler
SWF Das Original (часть позиций)
Denso Standard (часть позиций)
Гибридные дворники – эволюция каркасных. Особенность конструкции – классический каркас закрыт пластиковым кожухом, имеющим аэродинамическую форму. Обычно, сечение кожуха асимметрично, как следствие – щетки для левого руля нельзя устанавливать на правый руль или на автомобиль с распашной системой стеклоочистителей.
Популярные серии гибридных щеток:
Denso Hybrid
Trico Hybrid
Valeo First Hybrid
Бескаркасные дворники имеют меньшую высоту, поэтому подвержены эффекту «отрыва щеток» немного меньше, чем каркасные из-за своей конструкции. Спойлер бескаркасной щетки интегрирован (поэтому иногда называется «Интегрированный») в верхнюю часть дворника и представляет собой «гребень» по всей длине стеклоочистителя. В зависимости от сечения «гребня», спойлер называют «симметричным» (относительно продольной оси дворника) или «асимметричным».
Асимметричный спойлер , выражен более ярко и имеет бОльшую эффективность за счет большей рабочей площади. Однако, для автомобилей с распашной системой стеклоочистителя и «правым рулем» необходимо обязательно применять специальные щетки с обратным направлением спойлера. При установке щеток с асимметричным спойлером на правый руль или на автомобиль с распашной системой, спойлер будет работать наоборот — отрывать щетку от лобового стекла на скорости, это может быть опасно! Популярные серии бескаркасных дворников с асимметричным спойлером:
Bosch Aerotwin (часть позиций)
SWF VisioFlex
Trico Force (наиболее эффективный спойлер!)
Симметричный спойлер уступает в эффективности асимметричному, но более универсален с точки зрения использования. Его без ограничений можно устанавливать на автомобили с разной конструкцией стеклоочистителей или с правым рулем. За счет меньшего количества артикулов в линейке, щетки с симметричным спойлером, обычно, немного дешевле, чем с асимметричным. На рисунке — сравнение сечения дворников с асимметричным и симметричным спойлером.
Популярные серии бескаркасных дворников с симметричным спойлером:
Bosch Aerotwin Plus
SWF VisioNext
Trico Neoform
Когда спойлер на щетках не важен?
Встречаются автомобили, у которых спойлер расположен на поводке. Примеры – некоторые модели Porsche, Land Rover, BMW. Кроме того, устанавливать дополнительные спойлеры было популярно на ВАЗ. В этом случае, рекомендуем выбирать каркасные дворники без спойлера. Бескаркасные подойдут с любым спойлером. На фотографии — поводок со спойлером для Porsche 928.
Исследования аэродинамики стеклоочистителей
Нельзя недооценивать влияние аэродинамики на качество очистки лобового стекла на высоких скоростях. Различные группы ученых по всему миру проводят исследования для выявления оптимальных параметров спойлера для стеклоочистителя.
Впервые данная проблема была сформулирована в 1960 году (1). По результатам изучения аэродинамики щеток стеклоочистителя на скоростях до 140 км/ч были даны рекомендации по использованию «крыла» для уменьшения подъемной силы, действующей на дворник.
В 2001 году, инженеры компании Valeo провели первое исследование эффективности бескаркасных стеклоочистителей. Результаты впечатляют: на скорости 160 км/ч подъемная сила каркасного дворника без спойлера составляет 9.8N, каркасного дворника со спойлером — 7.4N, бескаркасного — всего 4.9N!
Позже, в 2015-2019 годах различные группы исследователей занимались вопросами наиболее эффективной формы и высоты спойлера. Общие выводы — асимметричный высокий спойлер является наиболее эффективным на высоких скоростях.
(1) Clarke, J. and R. Lumley (1960). Problems Associated with Windscreen Wiping. SAE Technical Paper.
(2) Billot, P., S. Jallet and F. Marmonier (2001). Simulation of Aerodynamic Uplift Consequences on Pressure Repartition — Application on an Innovative Wiper Blade Design. SAE Technical 01-1043.
Как выбрать и установить накладки на дворники автомобиля, лучшие производители спойлеров
Спойлеры чаще всего уже установлены на щетки. Этот вариант не только удобнее, но и надежнее. В данном случае накладка соответствует определенному дворнику.
При движении на скорости свыше 100 км/час нужны накладки на дворники. Они обеспечивают плотное прилегание щеток к стеклу. При размеренной езде спойлер на дворники автомобиля выполняет декоративную функцию.
По каким параметрам стоит выбирать накладки
Спойлеры чаще всего уже установлены на щетки. Этот вариант не только удобнее, но и надежнее. В данном случае накладка соответствует определенному дворнику.
Накладки на дворники
Каждому типу щеток подходит свой вид спойлеров:
- Каркасные дворники при высокой скорости автомобиля работают хуже, чем представители других классов. Поэтому они особенно нуждаются в дополнительном прижиме. Накладки на дворники автомобиля делают в виде пластины из металла. Они не дают воздуху проникать под каркас и отодвигать его от стекла.
- Бескаркасные модели из-за небольшой длины меньше предыдущих подвержены влиянию аэродинамических сил. Для них спойлер вставлен в верхнюю часть омывателя. Такие накладки смонтированы на некоторых моделях «Газели».
- Гибридные – щетки, каркас которых спрятан в пластиковый короб. Он выполняет функции спойлера.
Если соблюдена соразмерность, то он предназначен для праворульных автомобилей. Ассиметричные накладки на такие машины устанавливать нельзя. Они дают обратный эффект: при разгоне щетка будет подниматься, а не прижиматься.
Если предполагается установка спойлеров на дворники распашной системы, то можно использовать только симметричные. Они более универсальны, но уступают диспропорциональным моделям в эффективности. Научно доказано, что лучше всего со своими задачами справляются высокие асимметричные накладки.
Лучшие производители спойлеров для авто
Перед покупкой накладок нужно убедиться в их совместимости с автомобилем. Полный список марок для которых подходит тот или иной вид есть в любом магазине. Продавец по артикулу может быстро найти эту информацию.
Накладки на дворники автомобиля лучше всего изготавливают:
- Bosch – легендарная компания производит дворники с накладками. Распространены серии: ECO, Aerotwin и Twin Spoiler. В комплексе они охватывают все системы очистки переднего стекла. Дворники предназначены для разных автомобилей, в том числе, «Фольксваген Поло» седан.
- SWF – немецкий бренд, также выпускающий щетки с накладками. Особое признание пользователей заслужила линейка «Висио Некст», где оптимально сочетаются цена и качество.
- TRICO – американская компания, специализирующаяся на разработке и производстве различных дворников. «Трайко» заявляет, что их спойлеры будут работать на скорости свыше 220 км/час. Выпускают линейки каркасных, бескаркасных и гибридных щеток.
- Denso – японский изготовитель, продукцию которого ставят на свои новые автомобили заводы «Хендай», BMW, KIA, Jeep, Suzuki, Honda, Mazda, Range Rover, LEXUS. Также этот производитель входит в группу компаний TOYOTA.
- Valeo – французская компания, которая первая стала исследовать эффективность накладок для дворников на авто. Есть несколько серий для различных типов. Линейка First Hybrid привлекательна тем, что эти модели можно устанавливать на автомобили с правым и левым рулем, даже с распашной системой очистки.
- Pro.Sport – еще один японский бренд. Занимается изготовлением и продажей инструментов и деталей для тюнинга по всему миру. Выпускает универсальные спойлеры без щеток. Такие можно устанавливать на «Ладу Гранта» или любые другие модели отечественных и зарубежных фирм.
В этом списке представлена только одна модель накладок – Pro.Sport. Все остальные производители выпускают дворники со спойлерами. Пользователи часто выбирают готовые щетки, а не детали к ним. Это объясняется тем, что целостная конструкция более надежна.
Отзывы покупателей
Из обобщенных отзывов видно, что накладки на дворники автомобиля – это не всегда нужная вещь. Эффект от их монтажа проявляется при скорости свыше 100 км/час. Непонятно, зачем ездить так быстро в дождь, ведь это опасно для себя и окружающих. Если по каким-то причинам очистители не прижимаются к стеклу даже на меньших скоростях, тогда накладка действительно может помочь.
Отзывы об установке спойлеров различны
От установки отдельного спойлера толку мало. Лучше купить щетки, в которые уже встроен этот элемент. Нужно брать продукцию проверенных фирм. Цена на такие запчасти может достигать 3000 рублей. Хотя, судя по отзывам, качество брендовых моделей тоже может ухудшаться. Так, в последнее время появились негативные отклики на спойлеры Bosch.
Инструкция по установке
Спойлеры монтируются к щеткам при помощи защелки-держателя. Дворники с накладками имеют различные типы крепежей, но в них очень просто разобраться.
Чаще всего используется крючок. Щетка просто надевается на изогнутую часть корпуса. Такой тип крепления используется на большинстве иномарок и автомобилей ВАЗа. Стандартные размеры крючка 9/4, но есть отклонения. Чуть меньших габаритов крепления на некоторых моделях Audi. А для «Хонды» Civic 4D крючок снабжен крышкой и декоративной лентой.
Спойлер на дворники автомобиля необходимо ставить на щетки каркасного типа, которые хуже справляются с аэродинамическим воздействием. Запчасть проста в монтаже и не требует специальных знаний. Но лучше выбирать не сами спойлеры, а щетки с накладками.