Кіріспе

Көліктегі құрылғы Желқаттырғыш (Commonwealth ағылшын тілінде) немесе жел әйнегін тазартқыш (Америкалық ағылшын тілінде) – көліктің алдыңғы терезесінен жаңбырды, қарды, мұзды, жуғыш сұйықтықты, суды немесе қоқысты жоюға арналған құрылғы. Көбінесе автомобильдер, жүк көліктері, автобустар, пойыз локомотивтері, кабинасы бар кемелер және кейбір ұшақтар мұндай құрылғылармен жабдықталған, бұл көбінесе заңмен талап етіледі. Желқаттырғыш әдетте металл қолдан тұрады; бір ұшы айналады, ал екінші ұшына ұзын резеңке жапырақ бекітіледі. Қолды әдетте электрмотор қозғалтады, бірақ кейбір көліктерде пневматикалық қуат та қолданылады. Жапырақ шыны бетінен алға-артқа қозғалып, суды, жауын-шашынды немесе көрінуге кедеріс келтіретін кез келген нәрсені сыпырып тастайды. 1969 жылдан кейін шығарылған көліктерде жылдамдық әдетте бірнеше үздіксіз режимде және жиі үзіліспен реттеледі. Көптеген жеке автомобильдер екі синхронды радиалды қолды пайдаланады, ал көптеген коммерциялық көліктер бір немесе бірнеше пантографты қолды қолданады. Кейбір көліктерде жел әйнегін жуу жүйесі де бар, ол желқаттырғыштың жұмысын құрғақ немесе мұзды жағдайда жақсартады және кеңейтеді. Бұл жүйе бірнеше дұрыс орналастырылған саптамалар арқылы жел әйнегіне су немесе терезе жуғыш сұйықтығын шашыратады. Бұл жүйе желқаттырғыш жапырақтарымен бірге қолданылғанда, жел әйнегінен кірді немесе шаңды кетіруге көмектеседі. Мұзға қарсы жуғыш сұйықтық қолданылса, ол желқаттырғыштарға қарды немесе мұзды кетіруге көмектеседі. Мұндай қысқы жағдайлар үшін кейбір көліктерде терезелерге бағытталған қосымша жылытқыштар, шыныға орнатылған жылыту сымдары немесе желқаттырғыш жапырағына орнатылған жылыту сымдары бар; бұл мұздату жүйелері мұзды ерітуге немесе жел әйнегінде қар мен мұздың қатуын болдырмауға көмектеседі. Аз жиілікте фараларға олардың оптималды жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін кішкентай желқаттырғыштар орнатылады.

Ерте нұсқалары

Жел әйнекті сыпыру құрылғысының ең алғашқы тіркелген патенты 1896 жылғы 6 тамызда Джордж Дж. Кейпвеллге (Хартфорд, Коннектикут штаты) берілген. Оның өнертабысы "бақылаушының немесе жүргізушінің жолды анық көруі қажеттігі туындайтын, жоғары жылдамдықты локомотивтер мен автомобильдер сияқты жылдам қозғалатын көліктердің терезелері үшін" арналған. Оның өнертабысы қазіргі автомобильдердегі сыпыру құрылғыларына ұқсас келіп, "әдетте екі сыпыру құрылғысынан тұрады, оларды көліктің алдыңғы бөлігінің астына немесе терезенің айналасындағы корпус артына көзге көрінбейтіндей етіп орнатуға болады, сонда шыныға жиналған заттардың ең ауыр бөлігі сыпырылады". Оның патенттік суретінде дөңгелек терезе бейнеленген, бірақ патентте "шыны дөңгелек болуы міндетті емес" деп көрсетілген. Шамалды әйнекті сыпыру құрылғысының басқа да ерте дизайндары поляк концерттік пианині Йозеф Хофманнға және Миллс Мунишнс компаниясына жатады, сондай-ақ Англияда алдыңғы әйнекті сыпыру құрылғысын патенттеуге бірінші болып үміткер болғандардың қатарында. Кем дегенде үш өнертапқыш – Мэри Андерсон, Роберт Дуглас және Джон Апжон 1903 жылы шамамен бір уақытта алдыңғы әйнекті тазалау құрылғыларына патент алған. 1911 жылғы сәуірде Ливерпульдегі (Англия) патенттік агенттер Слоан мен Ллойд Барнс Уитли-Бейдегі Гладстон Адамс үшін алдыңғы терезе сыпыру құрылғысына патент тіркеген. Америкалық өнертапқыш Мэри Андерсон 1903 жылы алғашқы жел әйнегін сүрту құрылғысын ойлап тапқандығымен танымал. Андерсон өз патентіндегі өнертабысын электрлік көліктер және басқа да көліктер үшін "терезе тазалау құрылғысы" деп атаған. Көліктің ішіндегі тұтқа арқылы басқарылатын оның нұсқасы көптеген ерте автомобильдерде кездесетін алдыңғы әйнекті сыпыру құрылғысына өте ұқсас. Андерсон өзінің дизайнының прототипін жасап, 1903 жылғы 18 маусымда (АҚШ 743,801) патентке өтініш берген, ол 1903 жылғы 10 қарашада АҚШ патенттік кеңсесімен мақұлданған. Ирландияда туған өнертапқыш Джеймс Генри Апжон (1845–1914) "Кареталардың, автокөліктердің және басқа терезелерді тазалау аппараты" деген патент алған, ол щеткалар немесе сыпыру құрылғыларын пайдаланады және мотормен немесе қолмен жұмыс істей алады. Щеткалар немесе сыпыру құрылғылары тік терезеде жоғары-төмен немесе бір бағытта тазалауға арналған. Апжонның өнертабысы Ұлыбританияда 1903 жылғы 9 қазанда тіркелген. Джон Р. Ойшей (1886–1968) 1917 жылы Tri-Continental Corporation компаниясын құрған. Бұл компания сол кездегі көптеген автомобильдерде кездесетін екі бөліктен тұратын жел әйнектерге арналған Rain Rubber атты алғашқы жел әйнекті тазартқышты ұсынған. Бүгінде Trico Products – әлемдегі алдыңғы терезелерді сүртетін құрылғыларды шығаратын ең ірі компаниялардың бірі. Bosch компаниясының Бельгиядағы Тьенен қаласындағы зауыты әлемдегі ең ірі жел әйнегін сүрту зауыты болып саналады және ол күн сайын 350 000 сүрту жапырағын шығарады. Бірінші автоматты электрлік сыпыру қолдары 1917 жылы Шарлотта Бриджвуд патенттеген. Өнертапқыш Уильям М. Фолберт және оның інісі Фред 1919 жылы автоматты жел әйнегін сүрту аппаратына патент алуға өтініш берген, ол 1921 жылы мақұлданған. Кейін Trico Фолбертпен патенттік дауды шешіп, Фолберттің Кливлендтегі компаниясын – Folberth Auto Specialty Co. сатып алған. Жаңа вакуумдық жүйе автомобильдерде стандартты жабдыққа айналған, ал вакуумдық принцип 1960 жылға дейін қолданылған. 1950 жылдардың соңында заманауи көліктерде кең таралған мүмкіндік пайда болды – алдыңғы әйнекті жуу батырмасын басқанда сыпыртқылар екі немесе үш рет автоматты түрде жұмыс істейтін болды, бұл сыпыртқыларды қолмен қосу қажеттігін жойды. Бүгінде электронды таймер қолданылады, бірақ бастапқыда вакуумның ағып кетуін тежейтін механикалық байланысқан кішкентай вакуумды цилиндр болды.

Қалқымалы сыпырушылар

Аралық сүргіштерді (үздіксіз емес, қазір өзгермелі жылдамдықты сүргіштерді қоса алғанда) Раймонд Андерсон ойлап тапқан болуы мүмкін, ол 1923 жылы электромеханикалық конструкцияны ұсынды. (АҚШ патенті 1,588,399). 1958 жылы Оишей және тағы басқалар электромеханикалық ғана емес, сонымен қатар жылулық және гидравликалық конструкцияларды сипаттайтын патентке өтініш берді. (АҚШ патенті 2,987,747). Содан кейін, 1961 жылы Ұлыбританияның Lucas Industries автокөлік компаниясының инженері Джон Амос тұтас күйдегі электрондық конструкцияға Ұлыбританияда алғашқы патентке өтініш берді. (АҚШ патенті 3,262,042). 1963 жылы Мичиган штатының Детройт қаласындағы Уэйн мемлекеттік университетінің инженерлік профессоры Роберт Кернс аралық сүргіштің тағы бір түрін ойлап тапты, бұл 1993 жылғы New Yorker журналында жарияланған заңдық күрес туралы мақалаға негізделген 2008 жылғы "Жетілдіктің жарқырауы" атты фильмге шабыттандырды. 1970 жылдың наурыз айында француздық Citroën компаниясы SM моделінде жаңбырға сезімтал аралық желдеткіш сүргіштерін енгізді. Аралық функция таңдалғанда, сүргіш бір рет жұмыс істейді. Егер желдеткіш шынысы салыстырмалы түрде құрғақ болса, сүргіш моторы жоғары ток тартады, бұл басқару тізбегі таймерін келесі жұмыс істеуге дейін ұзақ уақытқа орнатады. Егер мотор аз ток тартса, бұл шыны әлі де ылғалды екенін көрсетеді және кідіруді азайту үшін таймерді орнатады.

Қуат

Суару құрылғылары әртүрлі тәсілдермен жұмыс істей алады, бірақ бүгінде қолданылатындардың көпшілігі электр қозғалтқышы арқылы, әдетте екі 4 табанды байланыстың тізбекте немесе параллель түрде орналасуымен жұмыс істейді. Ауалы тежегіштері бар көліктер кейде пневматикалық суару құрылғыларын қолданады, олар тежегіш жүйесінен аз мөлшердегі қысымды ауаны желғарышқа немесе оның үстіне орнатылған кішкентай ауалы моторға жіберіп қуат береді. Бұл суару құрылғылары клапанды ашу арқылы іске қосылады, ол қысымды ауаны моторға кіруге рұқсат етеді. Алғашқы суару құрылғылары көбінесе вакуумды коллектормен қуатталатын вакуумды мотормен басқарылды. Бұл коллектордың вакуумы газ педалінің күйіне байланысты өзгереді және толық газ ашылғанда, вакуум дерлік болмайды, бұл кезде суару құрылғылары баяулап немесе тоқтауы мүмкін. Бұл мәселе отын және вакуумды біріктіретін күшейткіш сорғыны пайдалану арқылы біршама шешілді. Кейбір автомобильдерде, әсіресе 1960 және 1970 жылдарда, өзгермелі жылдамдықты, гидравликалық түрде басқарылатын суару құрылғылары болды, ең танымалдары – '61–'69 Линкольн Континенталь, '69–'71 Линкольн Континенталь Марк III (бірақ барлық '70 модельдері емес) және '63–'71 Форд Тандэрберд. Олар рульді басқару механизмі үшін де қолданылатын гидравликалық сорғымен қуатталды. Алдыңғы Citroën 2CV моделінде желғарыш суару құрылғылары таза механикалық жүйемен, беріліс қорабына қосылған кабель арқылы қуаттандырылды; шығындарды азайту үшін бұл кабель жылдамдық көрсеткішті де қуаттандырды. Сондықтан суару құрылғыларының жылдамдығы автомобильдің жылдамдығына байланысты өзгерді. Автомобиль тоқтағанда суару құрылғылары іске қосылмайды, бірақ жылдамдық көрсеткіштің астындағы тұтқа жүргізушіге оларды қолмен іске қосуға мүмкіндік берді.

Пішіні

Алғашқы сыпырғыштар резеңке жапырақшасынан және жалпақ металл негізден тұратын. Бірақ аэродинамикалық талаптар мен дизайн шешімдері қисық жел әйнектерін енгізген кезде, бұл сыпырғыштар жеткіліксіз болып шықты. 1945 жылы Trico компаниясының бәсекелесі Anco компаниясын құрған Джон У. Андерсон, жапырақшаны қисық және жалпақ әйнекке біркелкі қысыммен басу үшін тармақталған иінтіректері бар сыпырғышқа патент алды, ол кез келген жел әйнегінің қисығына бейімделе алатын. 1947 жылы Studebaker Starlight Coupe үлгісінің таныстырылымынан кейін қисық жел әйнектері кеңінен таралғандықтан, бұл сыпырғыштар стандартты жабдыққа айналды. Иілгіш материалдан жасалған "сәулелі типтегі" сыпырғыштар оларды ығыстырғанмен, бұл тип әлі де ең танымал болып табылады. Сыпырғыш жапырақшалары табиғи каучуктан, EPDM каучуктен (немесе этиленпропилен каучуктен) немесе олардың қоспасынан жасалады, себебі табиғи каучук суық ауа райында жақсы жұмыс істейді, ал EPDM каучугі "қалыптаспайды" және жылулық тозуға, ультракүлгін сәулелерге, озонға және жыртылуға жақсы төзімді. Кейбір өндірушілер оларды графитпен жабады.

Фонарлардың сыпыру құрылғылары

1960 жылдары автокөлік қауіпсіздігіне қызығушылық артып, инженерлер түрлі фараларды тазалау жүйелерін зерттеуді бастады. 1968 жылдың соңында Chevrolet компаниясы 1969 жылғы модельдерінің бірнешесіне жоғары қысымды сұйықтықпен жуатын фараларды орнатты. 1970 жылы Saab Automobile компаниясы өнімдерінің барлық моделіне фара сүргіштерін енгізді. Олар бір мотормен көлденең қозғалыс механизмімен жұмыс істеді. Кейіннен олар радиалды білікпен жұмыс істейтін сүргіш механизмімен алмастырылды, онда әр фарада жеке мотор болды. 1972 жылы Швецияда фараларды тазалау жүйесі міндетті болды. Бүгінде фара сүргіштері көбінесе кездеспейді, көптеген заманауи конструкциялар фараларды тазалау үшін тек қысыммен шашыратылатын сұйықтыққа тәуелді. Бұл өндіріс құнын төмендетіп, аэродинамикалық қарсылықты азайтады және ЕО ережелеріне сәйкес келеді, бұл фара сүргіштерін тек шыны линзалы шамдарда қолдануға рұқсат береді (қазіргі линзалардың көпшілігі пластиктен жасалған).

Қалқымалы шыны жуғыш

Көптеген жел шынысын сүртушілер жел шынысын жуу машинасымен бірге жұмыс істейді; резервуардан жел шынысына су, спирт және жуғыш зат қоспасын (жел шынысын жуу сұйықтығы деп аталатын қоспа) беретін сорғы. Сұйықтық капотқа орнатылған кішкентай саптамалар арқылы таратылады. Көбінесе стандартты саптамалар қолданылады, бірақ кейбір конструкциялар сұйықтықты тиімдірек тарату үшін сұйықтық осцилляторын пайдаланады. Жылы климатта су да қолданылуы мүмкін, бірақ суық климатта қатып, сорғыны зақымдауы мүмкін. Автомобильдік антифриз химиялық құрамы жағынан жел шынысын жуу сұйықтығына ұқсас болғанымен, оны қолдануға болмайды, себебі ол бояуға зиян келтіруі мүмкін. Жел шынысын сүртуші құрылғысын жел шынысын жуу сұйықтығы резервуарымен байланыстыру туралы алғашқы жазба 1931 жылы Richland Auto Parts Co, Mansfield, Ohio компаниясында тіркелген. Уругвайлық автокөлік жарысшысы және механик Гектор Супписи Седес 1930 жылдардың соңында жел шынысын жуғыш машинаны ойлап тапты. 2012 жылдан бері кейбір автомобильдерде (Tesla, Volvo XC60 2018-2021, Citroen C4 Cactus) саптамалар Valeo компаниясы әзірлеген AquaBlade жүйесімен алмастырылды. Бұл жүйе жуу сұйықтығын тікелей сүргіш пышағының спойлер бөлігінен жеткізеді. Бұл жүйе жүргізу кезінде көруге кедерес келтірмейді, соның салдарынан жағдай туған кезде жүргізушінің реакция уақытын қысқартады.

Жасырын сыпырушылар

Кейбір үлкен көліктер жасырын сүртуіштермен (немесе төменгі тұраққа қойылған сүртуіштермен) жабдықталған. Стандартты жасырын емес конструкцияларда сүртуіштер өшірілген кезде, "тұраққа қою" механизмі немесе тізбегі сүртуіштерді алдыңғы әйнектің төменгі жағына, бірақ көзден таймайтын жерге жылжитады. Ал, жасырын конструкцияларда алдыңғы әйнек капоттың артқы жиегінен төмен созылады. Сүртуіштер алдыңғы әйнектің төменгі жағында, бірақ көзден жасырынып, сүрту аймағынан төмен тұрақтайды. Алдыңғы әйнектің астына сүртуіштердің жапырақшаларын жасыратын жаңа үлгідегі көліктерде, сүртуіш жапырақшасын әйнектен көтеру үшін оларды қызметтік режимге қою қажет.

Жаңбырды сезімтал өшіргіштер

Кейбір көліктерде автоматты немесе жүргізуші бағдарламалай алатын алдыңғы әйнекті сүргіштер орнатылған, олар жаңбыр сенсоры арқылы жаңбырдың болуын және мөлшерін анықтайды. Сенсор анықталған жаңбыр мөлшеріне сәйкес жүйелі түрде қозғалыс жылдамдығы мен жиілігін автоматты түрде реттейді. Мұндай басқару элементтерінде әдетте қолмен басқару мүмкіндігі қарастырылған. Жаңбырды сезетін алдыңғы әйнек сүргіштері 20-шы ғасырдың соңында түрлі модельдерде пайда болды, алғашқы үлгілердің бірі – Citroën SM. 2006 жылдың басына қарай жаңбырды сезетін сүргіштер барлық Cadillac және көптеген Volkswagen көліктерінде стандартты немесе қосымша опция ретінде ұсынылды, сондай-ақ көптеген басқа да автомобиль өндірушілерде қолжетімді болды. Бүгінгі таңда көптеген автокөлік өндірушілер қолданып жүрген жаңбырды сезетін сүргіштер жүйесін 1978 жылы австралиялық Реймонд Дж. Ноак ойлап тапты және патенттеді. Алғашқы жүйе сүргіштерді, фараларды және алдыңғы әйнекті жуғыш құрылғыларын автоматты түрде басқарды.

Бұршақсыз баламалар

Кемелерде қолданылатын тағы бір кең таралған конструкция, «ашық көрініс экраны» деп аталады, ол резеңке сүрткіштерді пайдаланудан сақтануға мүмкіндік береді. Алдыңғы әйнектің дөңгелек бөлігі екі қабаттан тұрады, оның сыртқы қабаты суды сыпырып тастау үшін жоғары жылдамдықпен айналады. Жоғары жылдамдықты ұшақтарда салмақты азайту және аэродинамикалық қарсылықты төмендету үшін турбиналық қозғалтқыштан алынған қысылған ауа арқылы суды кетіруге болады, механикалық сүрткіштердің орнына. Бұл әдістің тиімділігі Rain X сияқты су өткізбейтін әйнек жабындарына да байланысты.

Заңнама

Көптеген елдерде көліктерде алдыңғы әйнек сүргіштері болуы міндетті талап ретінде қарастырылады. Алдыңғы әйнек сүргіштері автокөлік қауіпсіздігін тексеру кезінде қажетті қауіпсіздік құралы болуы мүмкін. АҚШ-тың кейбір штаттарында автомобильдер үшін "сүрткіш қосылғанда, фаралар да қосылуы керек" деген ереже бар.

Танымал мәдениетте

1999 жылы "Volkswagen Jetta" автокөлігіне арналған "Synchronicity" телеарнадағы жарнамасында, алдыңғы әйнекті тазартатын щеткалар көліктің терезесінен көрінетін оқиғалармен және "Jung at Heart" әнімен синхронды түрде жұмыс істеді. Бұл ән "Arnold Worldwide" жарнама агенттігі үшін тапсырыс беріліп, Питер дю Шарм "Master Cylinder" деген атпен жазған болатын.