Экспериментальная часть.




Введение

 

Грязные фары представляют большую опасность- в ночное время водителям бывает сложно увидеть приближающийся встречный транспорт и оценить расстояние до него. Снижается безопасность из-за нерадивых водителей, которые вовремя не протирают фары. Это, естественно, связано с тем, что водители не всегда желают выйти на грязную дорогу. По-правде говоря, очень редкие машины оснащены такими устройствами, которые очищают фары автомобилей. Оснащение новых Российских автомобилей устройствами предотвращения загрязнения фар существенно улучшит безопасность на дорогах города, края и России.

Основное содержание.

 

Аналитическая часть

Существующие средства очистки фар представляют не широкий круг предложений.

Самое древнее изобретение, это, конечно, установка дворников на фары, как на лобовое и заднее стекло автомобилей. Много автомобилей 80-х годов прошлого столетия были оснащены такими устройствами. Функцию очистки они выполняли неплохо, особенно в мокрую погоду.

 

Рис. 1. Фара с дворниками. 1- дворник, 2- форсунка, 3- шланг подачи воды.

Такие конструкции не прижились из-за своей миниатюрности, ненадежности, дефицитности элементов, дороговизны и незащищенности от вандализма.

Рис. 2. Фары со стационарными и телескопическими форсунками.

Омывание струей воды с помощью специальных форсунок, помещенных в бампер. Для того, чтобы поверхность очищалась полностью, форсунку вынесли подальше и сделали ее выдвигающейся. Такая конструкция оказалась еще более сложной, миниатюрной и ненадежной ввиду ее частого зависания-заклинивания и неремонтопригодности.

Очистка фар набегающей струей воздуха. Это хороший вариант, реализуется изменением геометрии лобовой части автомобиля. Но он не пригоден для низких скоростей.

Исходя из анализа существующих конструкций очищения фар можно сделать следующие выводы:

1. все механизмы имеют достаточно большое количество подвижных элементов;

2. необходимо использовать омывающую жидкость, которая, к тому же, достаточно дорогая, замерзает;

3. используемые форсунки предъявляют требования к чистоте омывающей жидкости;

4. используется один и тот же подход- удалять налипшую грязь во время движения.

 

Концептуальная часть.

Предлагается не очищать, а предотвращать загрязнение фар.

Способ заключается в отводе набегающего загрязненного воздуха в сторону путем создания воздушного клина у поверхности фары или отклоняющей струи воздуха.

Рис.3. Отклонение набегающего потока от поверхности фары.

Для этого от фары через щели (по периметру) в направлении выхода пучка света или в зону его прохождения через защитные стекла подавать воздух под давлением.

Описание конструкции. В качестве нагнетателя воздуха необходимо использовать турбину высокого давления. Турбина установлена в фаре или в другом месте (например, в бампере), забор воздуха ведется через циклонный фильтр за вентилятором охлаждения из встречного потока воздуха или через прорези в бампере. Подается воздух под углом к поверхности фары вверх или через щель между круглой светодиодной лампой- фарой и корпусом этой лампы. При неработающей турбине, независимо от скорости автомобиля, воздух через щели не будет практически попадать вовнутрь конструкции из-за одинакового давления воздуха перед щелью и забором. Как только включается турбина, очищенный поток воздуха выходит через щели и отклоняет набегающий поток воздуха вместе с грязью и влагой.

Экспериментальная часть.

Задача: подтвердить работоспособность идеи.

Изготовили макет фары с вентилятором. Макет- это коробка 200мм на 100 мм на 30мм, на одной грани - отверстие фары и отверстие под турбину. Отверстие фары размером 40мм на 40мм. Давление, выдаваемое турбиной, было подсчитано из условия противодействия ее набегающему потоку в 80 км/час и составило 0.8 атм. Турбину такого давления не нашли и использовали вентилятор от компьютера на 0,1атм диаметром 70 мм. Так как при 80 км в час давление на всю лицевую поверхность фары составляет 0,8 атм., то на давление при выходе из щели должно составлять 0, 9 атм.

щель
Лампа-фара
вентилятор

Рис. 4. Макет фары.

Испытания проводили под струей пылесоса с подсыпанием песка на расстоянии 100 мм от макета поверхности фары, воздух от трубы пылесоса направлялся одновременно в место забора (на вентилятор) и на отверстия фары, откуда шел воздух, нагнетаемый вентилятором. Перед первым экспериментом пришлось изменить форму места под фару на круг. Это связано с тем, что сначала предполагалось вместо фары использовать кусокпенополистирола квадратной формы, чуть меньшего размера отверстия, что не дало никакого результата. Отверстие сделали круглое, вместо фары поставили зеркальную лампу накаливания.

Эксперимент показал,что рассыпаемый песок попадал внутрь макета через щель. Часть песка,попадающая на выходящую струю,отклонялась и сбрасывалась. Весь песок, попадающий в центр лампы фары, попадал на саму лампу и через щель попадал внутрь корпуса.Аналогичные результаты получились с грязной водой, снегом. Единственный положительный вариант- опилки и пенополистироловая стружка.

Рис.5. Отклонение стружки выходящим из щели воздухом.


 

Таблица 1.

  Элемент устройства Результат: ДА- попадал, НЕТ- отклонялся (+)
Мелкий песок Снег Опилки древесные Стружка пенопластовая
1. Щель (+)НЕТ (+)НЕТ (+)НЕТ (+)НЕТ
2. ЦЕНТР поверхности фары (-)ДА примерно на две трети окружности (-)ДА примерно на две трети окружности (-)ДА частично (+)НЕТ
3. Вентилятор (-)ДА   (-)ДА   (-)ДА   (-)ДА  

 

По результатам представлен видеофрагмент.

Выводы по эксперименту 1.

1. Мощность вентилятора явно недостаточна.

2. Расход воздуха нетостаточен, так как песок, попадающий в щель, не выбрасывался, струя от щели плохо отклоняла его встороны.

3. Струи воздуха из щели шли точно навстречу набегающему воздуху из-за неправильной геометрии щели.

4. Данный макет неэффективен.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-06-21 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: