ветровое стекло что это такое
Как правильно лобовое или ветровое стекло
Для начала стоит разобраться, что такое лобовое стекло, и с какой целью оно устанавливается во всех автомобилях. Ведь в теории вполне себе можно ездить без данного стекла. Его можно назвать «прозрачным щитком».
Стекло носит защитные цели — благодаря лобовому стеклу создается должный комфорт для водителя и пассажиров. Находящиеся люди в машине не сталкиваются с большим набегающим потоком воздуха, различной пылью, загрязнениями, насекомыми и так далее. Также данный элемент имеет прямое отношение к аэродинамическому обтеканию транспортного средства.
Лобовое или ветровое стекло
Можем точно сказать, что два названия являются абсолютно корректными, прямыми синонимами — это лобовое и ветровое стекло. Причем многие почему-то удивляются, слыша словосочетание «ветровое стекло». Хотя оно вполне объясняет, зачем такой элемент в конструкции автомобиля необходим.
Здесь стоит углубиться в историю автомобилей. У первых транспортных средств не было необходимости в остеклении. Тогда машины развивали совсем скромную скорость, поэтому производитель не имел мотива ставить лобовое стекло. Однако, постепенно машины стали мощнее, начали развивать приличные скорости. И тут водители начали понимать, что набегающий поток воздуха мешает вести транспортное средство правильным образом. Собственно, так и появилось название «ветровое стекло». Первоначальная цель его изобретения — защитить пассажиров и водителя от потока встречного воздуха. Грубо говоря, это необходимый уровень комфорта.
Что такое смотровое стекло
Смотровое стекло — это, конечно, уже несколько другое. Оно больше относится к химической промышленности, нежели автомобильной. Также смотровой прозрачный элемент присутствует и в строительной отрасли. В целом, смотровых стекол огромное множество. Их основная цель — это визуальный контроль.
Если так посудить, лобовое стекло тоже можно назвать смотровым. Потому что визуально контролировать дорогу водителю необходимо. Но все-таки такая логика не будет верна. Потому что смотровое предназначено для контроля технологических процессов в определенных отраслях.
Кстати, поначалу лобовое стекло было не особо надежным — грубо говоря, это был достаточно легкий круглый щиток. Причем его крепили прямо к рулевой колонке. Находился щиток напротив водителя. Естественно, защищал такой щиток очень слабо — скорее, символически. Но это все же его появление сказалось на повышении уровня комфорта за рулем.
Все о лобовых, задних и боковых стеклах для автомобилей
Лобовое стекло давно перестало быть просто частью кузова, которая обеспечивает обзор дороги. Сегодня это и часть общей аэродинамики автомобиля, и необходимый элемент пассивной безопасности. От надежности ветрового зависит качество управления автомобиля, безопасность водителя и пассажиров. Рынок предлагает большой ассортимент — какое выбрать и на чем основаны критерии отбора?
Виды лобовых стекол классифицируются в зависимости от материала изготовления и технологии производства. Наиболее распространенные:
Самая безопасная — технология, которая называется «триплекс». В таких типах лобовые состоят из 2–3 стеклянных листов, которые соединяются полимерной прослойкой. Это обеспечивает максимальную безопасность при фронтальном столкновении. Материал покрывается трещинами, но остается в виде цельного полотна. Дополнительное преимущество триплекса — высокая шумоизоляция.
При производстве многослойного триплекса используется более 3 слоев стекла и полимерных пленок. Таким материалом часто бронируются легкие грузовики армейского назначения.
Закаленное лобовое автостекло — сталинит — практически не используется для установки на ветровое. Процесс закаливания позволяет при ударе поверхности распадаться на мелкие осколки с неострыми краями. Устанавливаются в боковые и задние проемы.
Производство ламинированного стекла основано на отдельном прокате и покрытия его пленкой с одной, реже с обеих сторон. Толщина пленки от 0,35 мм позволяет удерживать острые осколки на поверхности после разрушения основного слоя. Чаще используются для остекления промышленных зданий, на автомобиль клеятся только как задние.
В зависимости от технологии изготовления автослекла классифицируются:
V-образные
Переднее автостекло предназначено в первую очередь для защиты водителя от встречного потока воздуха. Дополнительные функции:
По типу и форме автомобильное лобовое бывает:
Плоские стекла для автомобилей перестали широко использоваться после 50-х годов XX века. Наибольшее распространение плоские составные детали получили при комплектации грузовиков. На УАЗ-469 до 90 года ставили плоские двухсоставные с вертикальной перемычкой. Сегодня элемент можно увидеть на УАЗ «Хантер» 2000 года.
V-образные ветровые пришли на смену плоским, они улучшили аэродинамику автомобиля. Форма позволяет потоку воздуха «стекать» с центра обзора. Сегодня строгие окна с четким V углом практически не используются на новых комплектациях, их заменили гнутые и панорамные конструкции.
Гнутые
Гнутые варианты появились в первой половине XX века. Технология производства позволяет изготовить ветровой щиток, который своими габаритами подходит соответствующей модели авто. Согласно ГОСТ 6799 2005, изделие может классифицироваться:
Первое гнутое лобовое появилось в 1934 году на автомобиле Chrysler Airflow. Своей шириной и формой деталь увеличивает площадь обзора, боковые изгибы позволяют увеличить активную безопасность машины.
Панорамные
Панорамное лобовое стекло может достигать длины до 1500 мм, плавно переходя на переднюю часть крыши. Толщина панорамы на 0,1 мм больше, чем аналогичные показатели стандартного гнутого ветрового элемента. Машины с панорамой не комплектуются передней перемычкой кузова, водитель может смотреть вверх под углом более 80° — это дает ощущение езды в кабриолете.
Панорамные ламинированные вставки чаще идут как дополнение к базовой комплектации автомобиля. В зависимости от концепции могут быть расположены до центральных стоек кузова, иметь в комплекте солнцезащитную шторку (комплектация Opel Astra GTC хэтчбек), или быть оборудованы выдвижным защитным щитом (комплектация Шевроле).
Акустические
Акустическое лобовое стекло позволяет до минимума снизить резонанс, который получает кузов автомобиля, и не пропускать звуковые волны определенной частоты в салон. В автомобиле любой марки присутствует несколько источников шума:
Ветровой элемент принимает на себя до 90 % аэродинамических шумов и до 60 % шума от резонирующего в такт двигателю кузова. Акустический лобовой триплекс, изготовленный из материала толщиной 2,1 мм с установкой 0,76 м полимера, снижает внешний шум на 90 %. Это позволяет практически полностью изолировать салон автомобиля от посторонних звуков.
Акустические материалы имеют способность снижать резонирующие шумы за счет толщины и жесткости. Демпфирующие показатели, т.е. время резонанса, снижаются за счет использования полимерной пленки.
Инкапсуляция: что это такое
Производственное добавление в стекло полимерной рамки, которая увеличивает безопасность детали, — это и есть инкапсуляция лобового стекла. Конструкция создается внутри пресс-формы, полимер соединяется с основой под высоким давлением литьем.
Преимущества инкапсулированного лобового:
Что выбрать
В среднем менять лобовое водителям приходится раз в 3 года. Перед тем как выбрать стекло на автомобиль, необходимо изучить маркировку оригинальной детали. При осмотре обращают внимание на опции:
Стеклянные расходники лучше покупать, ориентируясь на штатную заводскую маркировку. Можно приобрести оригинальную деталь не в дилерском центре, а в свободной продаже: они выпускаются тем же заводом-изготовителем, но для общего рынка, поскольку артикул подходит для установки на разные модификации авто.
Есть хорошая возможнось поставить стекло, сделанное по лицензии изготовителя. Изделия не имеют оригинальной торговой марки, но в паспорте указан тип лицензии и расположение завода. Такие стекла не уступают оригинальной продукции по качеству, но стоят на 10–20 % дешевле.
Проверить производителя можно после расшифровки маркировки, которая в обязательном порядке наносится химическим методом на угол лобового стекла.
Азиатские производители, выпускающие лицензированную продукцию, выполняют все требования к изделию по безопасности и срокам эксплуатации. Что необходимо запомнить при выборе стекла у неизвестного продавца:
Особенности задних стекол
Чаще всего сталинит или двуслойный триплекс используется как заднее стекло авто. Допускается полная тонировка пленкой или защитным покрытием. Задние стекла имеют намного больший срок эксплуатации, чем лобовые. На поверхность не попадает гравий от впереди идущего транспорта, стекло не испытывает аэродинамического напряжения.
Размер заднего стекла определяется изготовителем и соответствует ГОСТу. Фиксация заднего элемента проводится только на вклейку, при установке необходимо использовать герметик соответствующего класса. Особенности установки:
Установка заднего стекла в автомастерской занимает до 50 мин., допускается самостоятельная установка в гараже. Деталь не требует дополнительной проверки и коррекции.
Особенности боковых стекол
Боковые стекла автомобиля чаще изготавливаются из закаленного материала. При ударе поверхность распадается на неострые мелкие осколки, которые минимально травмируют пассажира.
Переднее боковое стекло должно иметь оптимальную толщину, поэтому рекомендуется менять боковые переднего ряда только на оригинальные элементы.
Ветровое стекло
Лобово́е стекло́, или ветрово́е стекло́ — прозрачный щиток, устанавливаемый перед кабиной автомобиля (или иного транспортного средства) для защиты водителя и пассажиров от набегающего потока воздуха, мусора, насекомых и т. п. Кроме того, лобовое стекло — элемент, вносящий значительный вклад в формирование аэродинамического обтекания автомобиля, а конструкция его проема оказывает весомое влияние на жесткость кузова автомобиля в целом.
Содержание
История
Здесь рассматривается эволюция лобовых стёкол на легковых автомобилях общего назначения. Следует учитывать, что на грузовиках она шла медленнее, а многие модели открытых спортивных автомобилей и в 1970-е использовали вместо лобового стекла простой стеклянный щиток, едва закрывающий водителя.
Ранний период
Первые автомобили имели открытый кузов и, как и открытые гужевые экипажи, в остеклении не нуждались. Однако рост скоростей быстро заставил конструкторов задуматься о защите водителя и пассажиров — преимущественно, от набегающего потока воздуха. Кроме того, стали появляться закрытые кузова каретного типа, в которых лобовое стекло было необходимой деталью.
Уже в начале XX века многие модели имели лобовое стекло, сделанное из того же материала, что и обычное оконное. Позднее, стёкла стали делать из закалённого стекла, что делало их намного более безопасными. Однако, закалённое стекло разлетается на осколки даже при не очень сильном ударе, поэтому для лобового стекла такая технология годилась лишь с оговорками.
На открытых кузовах лобовое стекло выполняли складывающимся полностью или из двух половин, а на закрытых оно обычно было подвешено на верхних петлях и могло откидываться наружу для улучшения вентиляции салона (поэтому оси стеклоочистителей располагали сверху от стекла). Таким лобовое стекло было до середины 1930-х годов, изменения коснулись лишь формы стекла, кроме того, его стали делать только цельным, без разделения на две половины и форточек. В 1920-е годы появляются стеклоочистители с электрическим, механическим (ручным или от вала двигателя) или пневматическим (от разрежения во впускном коллекторе двигателя) приводом.
Некоторые модели открытых автомобилей (их обычно называли «dual-cowl phaeton», они имели два отдельных пассажирских отделения) имели два лобовых стекла, отдельно для переднего и заднего пассажирских отделений. Судя по всему, последний автомобиль такого типа был выпущен в США в 1952 году, это был Chrysler Imperial Parade Phaeton для обслуживания Президента.
Ещё в 1920-х появились «безопасные» лобовые стёкла типа «триплекс» — из двух слоёв стекла и проложенного между ними слоя плёнки; например, на Ford A и его лицензионной версии ГАЗ-А лобовое стекло было трёхслойным. Первое подобное стекло было установлено на Ford T модели 1919 года. Такое стекло при ударе не разбивалось на куски, как обычное, и не рассыпалось на мелкие осколки, как закалённое, а трескалось, оставаясь на плёнке. Плёнка первых трёхслойных стёкол быстро желтела, но при аварии (которые в автомобилизированной Америке тех лет уже не были редкостью) такое лобовое стекло было намного безопаснее.
V-образные стёкла
Уже к середине 1930-х годов развитие автомобильного дизайна спровоцировало важное изменение в конструкции лобовых стёкол. В результате популяризации работ ряда исследователей, главным образом, немца Эдмунда Румплера (Edmund Rumpler) [1] и венгра Пауля Ярая (Paul Jaray) [2] в области обтекания автомобиля потоком воздуха, формы кузовов автомобилей стали более округлыми, лучше соответствующими требованиям аэродинамики. В таких условиях цельное плоское лобовое стекло, установленное вертикально или почти вертикально, уже не устраивало дизайнеров.
Однако, технологии массового производства гнутых стёкол ещё не существовало. Выходом стали V-образные лобовые стёкла, хорошо вписавшиеся в закруглённые обводы кузовов автомобилей второй половины 1930-х годов. Разделение стекла на две соединённые перегородкой с уплотнителем части, находящиеся под некоторым углом друг к другу, вынудило установить два стеклоочистителя, так как один не мог очищать обе половины V-образного стекла (хотя стеклоочиститель со стороны пассажира в течении некоторого времени был опцией, доступной за дополнительные деньги).
V-образные стёкла стали располагать под некоторым углом к вертикали (изначально он был невелик и составлял порядка 20-35°), что позволило не только улучшить внешнее восприятие автомобиля, сделать его визуально более динамичным, — но и на практике несколько улучшить обтекаемость кузовов.
Так же, из соображений безопасности в эти годы происходит отказ от складывающихся и откидных стёкол, популярных в предшествующую эпоху. Теперь лобовое стекло на всех типах кузовов устанавливают внутри мощного проёма при помощи резинового уплотнителя. При сильном ударе головы водителя или пассажира о такое стекло, оно целиком вылетало из проёма.
Эти конструктивные нововведения стали общепринятыми на протяжении 1930-х — 1940-х годов. Единственными исключениями были некоторые открытые автомобили, например, военный Willys MB (1941) имел откидное лобовое стекло в лёгкой рамке.
На эти годы приходятся первые попытки улучшить обзор водителя за счёт создания панорамного стекла, одновременно несколько улучшить обтекаемость автомобиля, а в большей степени — придать ему более обтекаемый внешний вид.
Так как технология производства гнутых стёкол такого размера по-прежнему отсутствовала, лобовое стекло собирали из нескольких плоских меньшего размера, разделённых стойками [4] (на илл. слева).
После войны форма кузовов автомобилей стала быстро меняться, однако, стёкла по прежнему оставались V-образными. На рубеже 1940-х и 50-х годов произошёл пересмотр пропорций кузовов легковых автомобилей, высота бортов кузова снизилась, а площадь остекления выросла, благодаря чему выросла и площадь лобового стекла [5] (на илл. справа).
Гнутые лобовые стёкла
В начале 1950-х годов на массовых моделях стали появляться гнутые лобовые стёкла. Они лучше, чем V-образные, вписывались в плавные округлые обводы автомобилей этих лет. Между тем, с практической точки зрения они имели немало недостатков — хуже очищались стеклоочистителем, были сложнее и дороже в производстве, бликовали на солнце.
Площадь лобового стекла непрерывно увеличивалась в течение последующего десятилетия, как за счёт увеличения его высоты и изгиба, так и за счёт бо́льшего наклона.
Панорамные лобовые стёкла
Верхом развития технологий 1950-х годов в области изготовления автомобильных стёкол были панорамные лобовые (а позднее и задние) стёкла. Пионером здесь опять стал «Кадиллак» — на модели Eldorado в 1953 году появилось панорамное лобовое стекло, углы которого загибались на боковины кузова, а стойки были вертикальными. В те годы это казалось очень необычным, а технологии, позволяющие изготовлять подобные стёкла, были только что разработаны. Тем не менее, в 1954 году таким лобовым стеклом располагали уже все модели «Кадиллаков». А в 1955 к ним присоединилось большинство американских производителей. Задние стёкла так же начинают делать панорамными, сначала — из трёх частей.
Пиком развития «панорам» стали 1958-60 модельный годы. В этот период появились лобовые стёкла с «заваленными» назад стойками с обратным наклоном, различным образом изогнутые стойки, и т. д. «Меркьюри» предлагал автомобили с лобовым стеклом, имеющим изгиб в верхней части, заходящий на крышу и якобы позволяющий лучше видеть светофоры в городе. В эти же годы в США широкое распространение получили тонированные стёкла, лобовые стёкла с затемнённой верхней частью; появились даже так называемые атермальные стёкла, то есть не пропускающие тепло в салон автомобиля и не дающие ему нагреваться от солнечных лучей (правда, их распространённость в те годы была невелика).
Самым экстремальным вариантом остекления на серийном автомобиле в те годы стали, пожалуй, «Кадиллаки» и «Бьюики» 1959 модельного года в кузове «четырёхдверный хардтоп»: они имели не только огромное панорамное лобовое стекло с обратным наклоном стоек, но и очень широкое панорамное заднее так называемого типа «Wista», к тому же — совершенно плоскую панель крыши, опирающуюся на очень лёгкие стойки. Внешний вид был превосходным, однако, такая конструкция крыши оказалась опасной при опрокидывании автомобиля, и уже через год снята с производства.
Американские концепт-кары же тех лет имели ещё бо́льшие по площади панорамные лобовые стёкла, например, на проекте атомного автомобиля Ford Nucleon цельное панорамное лобовое стекло должно было заходить далеко на боковину. Другие концепт-кары предусматривали даже замену кабины с остеклением на полностью остеклённый фонарь самолётного типа, или даже два раздельных фонаря (для правой и левой половин салона), но на практике до такого дело не дошло.
В Европе, однако, к новинке отнеслись более сдержанно, тем более что технический уровень Европы отставал от северо-американского, и на многих автомобилях в те годы ещё были плоские V-образные стёкла (например, на отечественных «Победе» ГАЗ-М-20 и «ЗиМе»), а то и плоскими из одного куска («Москвич-400», «Фиат», «Рено», и т. д.). На более современных автомобилях, например, «Волге», BMW 501 или «Мерседесах», устанавливались гнутые лобовые стёкла, но о внедрении «панорам» по американскому образцу ещё не задумывались.
А когда пришло время очередной смены модельного ряда, в США панорамные стёкла уже вышли из моды. В конце 1950-х выяснилось, что вертикальная (и, тем более, наклонная) стойка лобового стекла мешает входу и выходу из автомобиля, ослабляет кузов и вызывает излишнюю деформацию при аварии. [5] Само панорамное стекло тоже не лишено недостатков — сильно бликует, искажает картинку.
Наконец, само развитие американского дизайна уже в самом начале 1960-х годов привело к появлению автомобилей с более квадратными, «рублеными» обводами, в экстерьер которых панорамные стёкла уже вписывались плохо. В результате, последней новинкой 1961-62 модельных годов в США стало простое, почти плоское лобовое стекло. Несколько лет просуществовали полупанорамные стёкла, имевшие небольшие загибы в нижней части и изогнутую стойку проёма, к середине десятилетия полностью исчезли и они. Таким образом, в США история панорамных стёкол фактически свелась к относительно небольшому периоду — с 1953 по 1961 годы. И только фирма «Крайслер» выпускала несколько моделей высшего класса с полупанорамными лобовыми стёклами до середины шестидесятых.
В результате, в Европе автомобили в этом стиле успели выпустить лишь отдельные производители, в основном — ориентировавшиеся на Америку, такие, как Opel, ЗИЛ (ЗИЛ-111, ЗиЛ-130) и ГАЗ (ГАЗ-13). Большинство остальных производителей эпоху панорамных стёкол или просто «проскочили», или ограничились просто сильно изогнутыми лобовыми стёклами, стойки которых, тем не менее, сохраняли «нормальный» наклон — назад (сюда же относилась, в принципе, и «Чайка», но её стекло всё-же было ближе к настоящим панорамным).
Дальнейшая история
Уже к середине 1960-х о панорамных стёклах практически забыли. Редкие устаревшие модели, разработанные ещё в предыдущую эпоху, снабжались ими в течение ещё некоторого времени, но основная масса автомобилей получила практически плоские лобовые стёкла. В последующие десятилетия никаких особых нововведений не происходило. Лобовые стёкла с каждым годом наклоняют всё сильнее, чтобы улучшить аэродинамику; соответственно, растёт площадь и трудоёмкость изготовления.
В 1980-е — 1990-е годы в связи с появлением новых технологий конструкция лобового стекла и его проёма меняется. Исчезают резиновые уплотнители, теперь стёкла вклеивают непосредственно в проём — это позволяет снизить аэродинамическое сопротивление и повысить жёсткость кузова, это требует повышенной точности изготовления стекла и разработки технологии нанесения на его края специального покрытия для прочного удержания в проёме клеем.
Появляются новые покрытия, уменьшающие загрязнение стёкол. Некоторое распространение получает встроенный в лобовое стекло обогрев. Технология получения трёхслойных стёкол продолжает совершенствоваться, они становятся всё безопаснее. Массовое распространение получают атермальные стёкла, не пропускающие в салон тепло солнечного света. Стеклоочистители и стеклоомыватели получают автоматическое включение от датчика дождя.
Любопытная разработка — система отображения на лобовом стекле данных о скорости движения и иной информации. Другая новинка — прибор ночного видения для езды в темноте, проецирующий картинку прямо на лобовое стекло.
В настоящее время лобовое стекло современного автомобиля — изготовленное с прецезионной точностью, технически сложное, наукоёмкое изделие, продукт занявшей десятилетия эволюции.
Аэродинамические аспекты
Как показали опыты американского исследователя В. Э. Лэя [5] на моделях в аэродинамической трубе, геометрия и расположение лобового стекла серьёзно влияют на аэродинамику автомобиля.
Минимальные значения коэффициента обтекаемости Сх (то есть, наименьшее аэродинамическе сопротивление) при прочих равных получаются, когда угол наклона ветрового стекла составляет 45…50 градусов к вертикали, дальнейшее увеличение наклона к серьёзному улучшению обтекаемости не ведёт. Разница между наилучшим и наихудшим (при вертикальном лобовом стекле) значениями составила 8…13 %.
Те же опыты показывают, что разница в коэффициентах обтекаемости автомобиля с плоским лобовым стеклом и с лобовым стеклом наиболее выгодной с точки зрения аэродинамики формой (полукруглого сечения, недостижимого на реальном автомобиле) при прочих равных составляет 7…12 %.
Кроме того, в литературе [5] указано, что немалую роль в формировании аэродинамической картины кузова легкового автомобиля играет оформление переходов от лобового стекла к крыше, боковинам кузова и капоту, которые должны быть максимально плавными. Сегодня широко используется спойлер-отсекатель в виде «вздёрнутой» задней кромки капота, отводящий поток воздуха от границы капота и ветрового стекла, благодаря чему стеклоочистители оказываются в аэродинамической «тени». Водосточные желобки недопустимо располагать в местах перехода от лобового стекла к боковинам кузова и крыше, так как на этих переходах резко возрастает скорость потока воздуха. [5] Отмечается важность использования современных вклееных стёкол, которые не только снижают ощутимо сопротивление воздуха, но и повышают структурную прочность кузова в целом.
Международная терминология
В Британском Английском (Великобритания, Австралия, Новая Зеландия) для обозначения лобового стекла используется термин «Windscreen». Кроме того, лобовое стекло — щиток старинных открытых спортивных автомобилей высотой ниже 20 см (точнее, 8 дюймов) иногда обозначается как «Aeroscreen».
В США предпочитают использовать термин «Windshield», а «Windscreen» означает там обычно означает ворсистую или полиуретановую накладку на микрофон, уменьшающую фоновые шумы. В Британском Английском все строго наоборот.
В Японском Английском, аналогичным термином для обозначения лобового стекла является «Front Window».
На немецком «лобовое стекло» будет «Windschutzscheibe», а на французском — «Pare-brise». В итальянском и испанском используются похожие и лингвистически родственные термины «Parabrezza» и «Parabrisas» соответственно.