СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЬ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ ПРИ ДВИЖЕНИИ БОЛЕЕ 40 км/ч

Предлагаемая полезная модель - стеклоочиститель для автомобиля при движении более 40 км/час относится к отрасли автомобилестроения и может быть использована для повышения качества очистки ветрового стекла автомобиля от загрязнения и создания положительного декоративного эффекта для внешнего вида автомобиля.
Известен стеклоочиститель для автомобиля (патент US 6702364 ВВ), который содержит аэродинамическую систему, генерирующую направленную воздушную завесу, защищающую от столкновения насекомых и легких частиц с ветровым стеклом автомобиля, что предотвращает его загрязнение.
Его недостаток в том, что он только частично защищает ветровое стекло от попадания на него насекомых и легких частиц и не способен непосредственно очищать ветровое стекло от загрязнения.
Кроме того, известен стеклоочиститель для автомобиля (патент US 7232175 В2), который является прототипом предлагаемого устройства. Он содержит аэродинамическую систему: крыло со стойками в составе дефлектора, которое крепится к капоту автомобиля. Эта аэродинамическая система формирует воздушный поток, защищающий от столкновения насекомых и легких частиц с ветровым стеклом автомобиля.
Однако указанный стеклоочиститель не очищает непосредственно имеющееся загрязнение ветровое стекло, а только отклоняет сформированным воздушным потоком траектории движения некоторых насекомых и легких камней, так чтобы они не попали на него, что снижает качество очистки.
Задачей предлагаемого стеклоочистителя является повышение качества очистки ветрового стекла автомобиля.
Поставленная задача достигается тем, что предлагаемый стеклоочиститель, содержащий аэродинамическую систему, в которую входит крыло, стойка для крепления крыла на капоте автомобиля, снабжен шарниром, соединяющим крыло со стойкой и устройством изменения угла атаки крыла - α, относительно скорости набегающего на автомобиль воздушного потока, в диапазоне 15°<α<50°, которое установлено на капоте автомобиля, а крыло имеет треугольную форму и малое удлинение .
На фиг.1 показана структурная схема предлагаемого стеклоочистителя, на фиг.2 показаны вихревые жгуты (типа Торнадо), образующиеся при обтекании треугольного крыла, на фиг.3 приведена схема установки предлагаемого стеклоочистителя на автомобиле.
Стеклоочиститель (фиг.1) содержит: треугольное крыло 1 малого удлинения λ<0.8; стойку 2 для крепления крыла к капоту автомобиля; шарнир 3, соединяющий крыло со стойкой и позволяющий крылу иметь степень свободы движения по крену, относительно продольной оси 4 крыла; устройство 5 изменения угла атаки крыла - α, относительно скорости V набегающего на автомобиль воздушного потока, в диапазоне 15°<α<50°, которое установлено на капоте автомобиля.
Стеклоочиститель (фиг.1.) работает следующим образом.
Если автомобиль разгоняется до скорости более V=40 км/час и если крыло 1 выполнено треугольным, малого удлинения , и если с помощью устройства 5 угол атаки крыла - α находится в диапазоне 15°<α<50°, тогда это крыло 1, посредством шарнира 3, начинает колебаться по крену, как это показано стрелками около крыла 1 на фиг.3 (крыло 1 входит в режим автоколебаний - в зарубежной литературе «wing rock» или «Self-induced roll-Oscillations»). Указанные диапазоны углов атаки крыла 1, его удлинение и скорость воздушного потока следуют из эксперимента (Karavaev E.A., Prudnikov Yu. A., Shumsky G.M. Self-induced roll-Oscillations on lifting systems with flow separation on high angles of attack // Inter. Union of theor. and appl. mechanics symp., Novosibirsk, 1990. Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag. p.657-659.), проведенного в аэродинамической трубе, а также и расчетов (Шумский Г.М. Численное исследование автоколебаний по крену треугольного крыла малого удлинения при наличии внешних возмущений. - Прикладная механика и техническая физика, Т.51, №3, 2010) и являются достаточными условиями для возникновения режима автоколебаний крыла 1.
За треугольным крылом в его воздушном следе формируется два вихревых жгута (см. фигура 2, 3), которые, так же как и крыло 1, колеблются, но с большой амплитудой (см. первую из указанных статей). Попадая на ветровое стекло, вихревые жгуты (на фиг.3 обозначены линиями со стрелками), движутся по нему, вызывая на его поверхности вращательное движение воздушных масс и жидкости из стандартного смывателя или дождя, которые и очищают ветровое стекло от грязи.
Таким образом, преимущество предлагаемого стеклоочистителя для автомобиля состоит в том, что он посредством непосредственного контакта, сформированного воздушного потока с поверхностью ветрового стекла, повышает качество очистки поверхности ветрового стекла, и, особенно, при одновременной работе с другими механизмами (дворниками, впрыском жидкости), а не только предохраняет ветровое стекло от попадания на него насекомых и легких частиц.
Кроме того, аэродинамическая система стеклоочистителя автомобиля, содержащая треугольное крыло малого удлинения, установленное на капоте и устремленное в направлении движения, создает положительный декоративный эффект для внешнего вида автомобиля.