Brisači vetrobrana – sve što treba da znate o njima, pa i nešto više od toga

Bez brisača vetrobrana, teško da bismo mogli bezbedno da vozimo, posebno tokom zimskog i jesenjeg perioda, koji su pred nama. Ovaj uređaj uklanja vodu, sneg, led i prljavštinu koju bacaju točkovi vozila ispred, obezbeđujući nam na taj način neophodnu preglednost.

Gotovo sva motorna vozila, uključujući automobile, kamione, autobuse, lokomotive, plovila s kabinama, kao i neke avione, opremljena su brisačima, koji su obično deo obavezne opreme.

Brisač se generalno sastoji od metalne ruke, gde se jedan kraj rotira, dok na drugom počiva metlica s gumenom trakom. Ruku obično pokreće elektromotor, mada se pneumatski sistemi takođe koriste kod nekih vozila. Metlica se kreće s jedne na drugu stranu stakla, gurajući vodu i druge padavine s njega. Na vozilima napravljenim posle 1969., brzina brisanja je obično podesiva, s nekoliko kontinualnih režima, ponekad uz neke međuintervale. Najveći broj putničkih automobila koristi dve sinhronizovane ruke radijalnog tipa, dok mnoga komercijalna vozila eksploatišu jednu ili više pantografskih ruku.

Na nekim vozilima, sistem pranja vetrobrana se takođe koristi da poboljša i proširi funkciju brisača pri suvim i zaleđenim uslovima. To podrazumeva prskanje vode ili tečnosti za pranje na vetrobran, uz pomoć nekoliko odgovarajuće pozicioniranih brizgaljki. Ovaj sistem pomaže uklanjanju prljavštine ili prašine s vetrobrana u sinergiji s metlicama. Kada se koristi tečnost protiv zaleđivanja, to može pomoći pri uklanjanju snega ili leda, uz u staklo ugrađene grejne žice ili dodatne grejače. Ovi sistemi protiv zaleđivavanja pomažu protiv stvaranja naslaga leda i snega na vetrobranu. Nešto ređe su u upotrebi minijaturni brisači za farove.

Rane verzije

Jedan od najranijih registrovanih patenata za brisače vetrobrana je delo Džordža Dž. Kejpvela iz Hartforda u Konektikatu, koji ga je podneo 6. avgusta 1896. Njegov pronalazak je podrazumevao automatizovan, motorizovan brisač za „automobile, lokomotive i slična kopnena vozila“.

Ostala rana rešenja se pripisuju poljskom koncertnom pijanisti, Jožefu Hofmanu i Milsu Mjunišensu iz Birmingema, koji je tvrdio da je imao prvi patent brisača u Engleskoj.

Meri Anderson , Robert Daglas i Džon Apdžon (1903.) kreirali su sopstveni dizajn, dok su zahtev za zaštitu patenta aprila 2011. podneli Sloan & Lloyd Barnes, patentni agenti iz Liverpula, za Gladstouna Adamsa iz Vilti Beja,

(Gore) Rešenje Andersonovove i Daglasa iz 1903.

Meri Anderson iz SAD se najčešće povezuje kao osoba koja je izumela brisače 1903. Svoj patent je nazvala „uređaj za brisanje prozora“ za električne automobile i druga vozila. Pokretana preko poluge unutar kabine, njena verzija u velikoj meri podseća na brisače koje se mogu naći na ranim modelima automobila. Andersonova je imala proizvedeno rešenje na osnovu svog dizajna, da bi podnela zahtev za zaštitu patenta (US 743.801) 18. juna 1903. , koji je priznat od strane Američkog zavoda za patente 10. novembra 1903.

Sličan uređaj je registrovan tri meseca pre patenta Andersonove, a reč je o rešenju Roberta A. Daglasa, koji je podneo zahtev za patent „brisača prozora kabine lokomotive“, 12. marta 1903.

Irski pronalazač, Džejms Henri Apdžon (1845 – 1914.) patentirao je „aparat za brisanje kočija, motornih vozila i drugih prozora“. Ovo rešenje je koristilo četkice ili metlice, a moglo je da se pokreće putem motora ili ručno. Četkice ili metlice su bile predviđene za čišćenje u stilu „gore-dole“ ili samo u jednom smeru na vertikalnom prozoru. Apdžonov izum je datiran u Velikoj Britaniji 9. oktobra 1903.

Džon R. Ojšej (1886 – 1968.) je formirao Tri-Continental Corporation 1917. Ova kompanija je uvela prvi brisač vetrobrana, „Rain Rubber“, za dvodelne „šoferšajbne“ koje su se mogle naći na većini vozila iz tog vremena. Danas je Trico Products jedan od najvećih svetskih proizvođača brisača vetrobrana. Bosch je, kao što je poznato, najveći svetski proizvođač metlica za brisače, koje proizvodi  u Tinenu u Belgiji, i to u količini od 350.000 jedinica dnevno! Prve automatske električne ruke za brisače su patentirane 1917., kao kreacija Šarlote Bridžvud.

Pronalazač Vilijam M. Folbert, i njegov brat Fred, podneli su zahtev za zaštitu patenta za „aparaturu automatskog brisača vetrobrana“ 1919., koji je odobren 1922.  To je bio prvi automatski mehanizam koji je razvio jedan Amerikanac, ali se originalni izum pripisuje Havajcu, Ormandu Volu. Triko je kasnije ušao u spor povodom patenta sa Folbertom, tako da je kupio kompaniju Folberth Auto Specialty Co. Novi, vakuumski pokretan sistem je vrlo brzo postao deo standardne opreme u automobilima, a vakuumski princip je bio u upotrebi do šezdesetih godina. Krajem pedesetih, prvi put se pojavila jedna karakteristika koja je uobičajena kod modernih vozila – automatski rad brisača u dva ili tri ponavljanja, kada se pritisne dugme, što je ukinulo potrebu za manuelnim pokretanjem. Danas se koristi elektronski tajmer  ali se prvobitno upotrebljavao mali vakuumski cilindar, mehanički povezan s prekidačem.

Dakle, prvi brisači su funkcionisali tako što bi osoba unutar kabine ručno pokretala polugu napred-nazad, da bismo danas uživali u modernim, visokotehnološkim rešenjima, efikasnijim i pouzdanijim od prvobitnih.

Unutar brisača

Brisači kombinuju dve mehaničke tehnologije u cilju obavljanja svog zadataka:

• kombinaciju elektromotora i pužnog zupčanika, koja obezbeđuje pokretanje brisača
• zglobnu vezu koja konvertuje rotacionu izlaznu snagu motora u napred-nazad pokret brisača

Motor i reduktor brzina

Potrebna je velika sila da se metlice brisača tako brzo pokrenu preko vetrobrana. Da bi se ona generisala, koristi se pužni zupčanik na izlazu malog elektromotora.

Redukcija pužnog zupčanika može da uvišestruči obrtni moment motora, i to za oko 50 puta, u isto vreme smanjujući izlaznu brzinu elektromotora, takođe za 50 puta. Izlazna snaga redukovane brzine upravlja zglobnom vezom koja pomera brisače napred-nazad.

Unutar sklopa motora i zupčanika se nalazi elektronsko kolo, koje detektuje kada su brisači u donjoj poziciji. Kolo održava snagu za rad brisača sve dok se ne nađu u donjoj poziciji, a zatim prekida dovod struje u elektromotor. Ovo kolo takođe parkira brisače prilikom međupodešavanja.

Zglobna veza

Kratak breg je povezan na izlazno vratilo reduktora. Ovaj breg se obrće kako radi motor brisača, a povezan je sa dugačkom šipkom, tako da kako se breg vrti, on pomera šipku napred-nazad. Ova dugačka šipka je povezana na kraću, koja pokreće brisač s vozačke strane. Druga dugačka šipka dalje šalje snagu s vozačke strane na suvozački brisač.

Metlice brisača su zapravo nalik na ručne brisače stakala. Ruka brisača prevlači tanku gumenu traku preko vetrobrana da bi se na taj način uklanjala voda i nečistoća.

Sistemi brisača na automobilima su predviđeni da 1,5 miliona puta tokom svog životog veka obrišu vetrobran.

Kada je metlica nova, guma je čista i nema pukotine i useke. Voda se uklanja bez ostavljanja tragova. Kako se metlice troše i stare, tako se formiraju useci i pukotine a prljavština se taloži na ivicama, te izostaje kreiranje neophodnog spoja sa staklom, što za posledicu ima ostavljanje tragova. Ponekad možete da izvučete nešto duži vek iz metlica tako što ćete im čistiti ivice tkaninom potopljenom u sredstvo za pranje prozora.

Još jednu važnu stvar predstavlja ravnomeran pritisak duž čitavog raspona gumice. Metlice su dizajnirane tako da se kače u jednu tačku u sredini, ali niz ruku se razgranava iz sredine poput krošnje drveta, tako da su povezane u šest do osam tačaka. Ukoliko se sneg ili led formiraju na dotičnim rukama, to može da ugrozi ravnomernu distribuciju pritiska, što ponovo za posledicu ima tragove ispod brisača. Neki proizvođači nude specijalne zimske metlice sa gumenim slojem koji prekriva sistem ruku, štiteći ih od snega i leda.

Tačke rotiranja

Većina automobila ima isti dizajn brisača. Dve metlice se zajedno pomeraju da bi očistile vetrobran. Jedna od njih se okreće oko tačke blizu vozačeve strane automobila, a druga otprilike ispod sredine vetrobrana. Ovo je „tandem sistem“, i on čisti većinu površine koja je u vidnom polju vozača.

Postoji i nekoliko drugačijih rešenja. Mercedes je poznat po korišćenju jedne ruke brisača, koja se pruža i uvlači kako se kreće preko vetrobrana. Ovaj sistem je poznat kao „Single Arm“ (kontrolisani). Ovaj dizajn obezbeđuje dobro pokrivanje, ali je složeniji od standardnog dualnog sistema. Neki automobili koriste metlice koje su postavljene na suprotnim stranama vetrobrana i kreću se u suprotnom smeru, dok neka vozila eksploatišu jedan brisač, postavljen u sredini. Ova rešenja ne obezbeđuju tako dobro pokrivanje kao standardni sistem s dva brisača.

Kontrola

Većina brisača ima nisku i visoku brzinu, kao i međupodešavanja. Kada su u režimu male ili velike brzine, motor radi u kontinuitetu. Međutim, u slučaju međupostavke, brisači se zaustavljaju nakon svakog poteza. Postoje različite vrste prekidača za brisače. Neki automobili imaju samo jednu „međubrzinu“, drugi poseduju 10 diskretnih postavki, dok treći imaju kliznu skalu u okviru koje može biti postavljen gotovo svaki vremenski interval.

Koji god sistem kontrole brisača vaš automobil ima, odgovarajuće podešavanje može da bude varljivo. Ukoliko rade prebrzo, vetrobran postaje suv a brisači škripe. Ukoliko rade presporo, vidljivost će biti kompromitovana. Činjenica je da će količina vode na vetrobranu biti  veća ukoliko se automobil kreće brže i obrnuto, a brzina kretanja je tipična promenljiva u jednačini zvanoj “vožnja”. Dakle, vozač u principu treba sve vreme da obraća pažnju na to da brisači rade u odgovarajućem režimu i odgovarajućom brzinom. Ipak, proizvođači su (možda) konačno rešili ovaj problem s novom tehnologijom – senzorima kiše.

Brisači sa senzorima kiše

U prošlosti, automobilske kompanije su pokušavale ili da eliminišu brisače ili da automatski kontrolišu njihovu brzinu rada. Neke od šema uključuju detektovanje vibracija prouzrokovanih kapima kiše koja udaraju o vetrobran, zatim korišćenje specijalnih slojeva koji ne dozvoljavaju formiranje kapljica, pa čak ultrasoničnog vibriranja vetrobrana koje bi usitnjavalo kapljice do te mere da ne bi bilo potrebe za brisanjem. Međutim, ove sisteme su pratili brojni problemi, tako da nikada nisu stigli do serijske proizvodnje, ili su bivali brzo ukinuti jer su više iritirali vozače nego što su radili posao.

Međutim, novi tip sistema brisanja je prisutan već izvesno vreme, koji zaista dobro funkcioniše kada je reč o detekciji količine vode koja se nađe na vetrobranu i kontrolisanju brzine rada brisača.

Sistem koji ćemo opisati koristi optičke senzore koji detektuju vlažnost. Senzor je postavljen u kontaktu s unutrašnjom stranom vetrobrana, blizu retrovizora. On projektuje infracrvenu svetlost na staklo pod uglom od 45 stepeni. Ukoliko je površina suva, veći deo svetlosti se sa spoljne površine vetrobrana odbija nazad u senzor. Ukoliko se na staklu nalaze kapi kiše, one će rasipati svetlost u različitim pravcima, a što je više vode na površini, manje svetla se vraća u senzor.

Elektronika i softver senzora pokreću brisače kada se količina reflektovane svetlosti  smanji do unapred podešenog nivoa. Softver postavlja brzinu rada brisača, bazirano na tome koliko se brzo vlaga generiše između dva pokreta brisača. Sistem prilagođava brzinu onoliko često koliko je to neophodno, u skladu sa akumulacijom vode na vetrobranu.

Na kraju, ono što je veoma važno je odabir kvalitetnih metlica brisača. Ne samo što će kvaliteniji proizvodi bolje odrađivati posao i štiti vetrobran od ogrebotina, već će i duže trajati. Danas na tržištu imamo odličan izbor renomiranih proizvođača.

Pavle Barta

Vrele Gume

Foto: Wikipedia i arhiva