Autoissa ne ovat olleet jo toistasataa vuotta, mutta eivät ole vuosien saatossa mainittavasti muuttuneet. Ne ovat edelleen kumiset ja pyyhkivät vettä lasipinnalta. Tiesitkö, että tuulilasinpyyhkimien keksijä on nainen nimeltä Mary Anderson?
Ne ovat itsestäänselvä varuste ja siksi niiden tärkeys usein unohtuu. Miten ne löysivät tiensä autoihin? Onko niissä aina samanlainen moottori? Miksi pesuneste suihkuaa toisista suuttimista sumuna ja toisista pistemäisenä? Testataanko niitä jotenkin?
Pyyhkimien sulkia testataan yli viidensadantuhannen pyyhintäjakson verran, mutta sulat on hyvä vaihtaa jo huomattavasti aiemmin, noin puolen vuoden välein.
Kaksi moottorityyppiä
Tuuli- ja takalasinpyyhkimiä liikuttaa tasavirtasähkömoottorin käyttämä ja piiloon asennettu mekanismi.
"Pienemmissä autoissa kuten FABIA ja SCALA käytämme yksinkertaista pyyhinmoottoria. Kutsumme sitä roottoriksi, koska moottorin kampi pyörii akselinsa ympäri. Tällaisella moottorilla ei ole omaa ohjainlaitetta. Sen toimintalogiikkaa eli toimintaan kytkemistä ja pyyhintänopeutta ohjaa auton ohjainlaite. Tämän moottorirakenteen etuna on yksinkertaisuus ja haittapuolena rajallisemmat toiminnot verrattuna kääntömoottoreihin", tuuli- ja takalasinpyyhkimien osaston asiantuntija Pavel Švejdar kertoo.
”Suuremman ja kalliimman luokan autoissa käytämme kääntömoottoreita. Ne toimivat akselin hallitulla ja synkronoidulla kierrolla, kulloinkin tarvittavalla yhtenäisellä teholla, liikkeellä ja nopeudella. Siten ne ovat hiljaisemmat ja liikkeeltään tasaisemmat. Niillä pystytään myös toteuttamaan erilaisia toimintoja kuten alemmas sijoittuva pyyhkimien lepoasento, jolloin pyyhkimet jäävät konepellin takareunan alle piiloon. Näillä pyyhkimillä on myös käteviä toimintoja, kuten huoltoasento, pyyhintänopeuden hidastaminen autolla pysähdyttäessä sekä sadetunnistimen hallinta.”
ŠKODA-automallit ja lasinpyyhkimet
Koska ensimmäisissä automobiileissa ei ollut tuulilasia, niissä ei ollut mitään pyyhittävää. Vasta vuosina 1925‒1929 tehdyssä viimeisessä LAURIN & KLEMENT -automallissa ja samalla ensimmäisessä ŠKODA-automallissa L&K-Škoda 110 oli lasinpyyhkimet, mutta vain tietyissä versioissa. Sen jälkeen Škodan kaikissa automalleissa on ollut lasinpyyhkimet ja sittemmin myös lasinpesin.
Viimeinen silaus tuulitunnelissa
"Moottori on liitetty liikemekanismiin, jolla moottorin kiertävä liike välittyy pyyhkimille. Suunnittelussa ja testaamisessa kiinnitetään erityistä huomiota kokonaisuuden toimivuuteen ja luotettavuuteen – niin kylmissä kuin kuumissa olosuhteissa sekä suurissa ajonopeuksissa", Švejdar kertoo.
”Panostamme myös lasinpyyhkimien hiljaiseen toimintaääneen. Järjestelmä on suunniteltu toimimaan moitteetta niin -30 asteen pakkasessa kuin +70 asteen paahteessa. Pyyhinsulkia testataan yli viidensadantuhannen pyyhintäjakson verran, mutta pyyhinsulat kannattaa vaihtaa jo huomattavasti aikaisemmin – asiantuntijoiden mukaan puolen vuoden välein.
Tuulilasinpyyhkimet testissä
Kun uuden automallin kehitystyöt alkavat, auton muotoilu, ympäröivät osat ja tarvittava tila on otettava huomioon pyyhinjärjestelmän toteutusta suunniteltaessa. Tämän jälkeen lasinpyyhkimien toimittaja mukauttaa toteutuksensa auton tekniikkaan. Testauksesta vastaavat sekä autonvalmistaja että lasinpyyhkimien toimittaja. Kaikkiaan tähän prosessiin kuluu kolmisen vuotta.
Takalasinpyyhin testissä
Lasinpyyhkimien toiminta viimeistellään tuulitunnelissa pienintä yksityiskohtaa myöten. Käyttömekanismi, pyyhinvarren kaarevuus ja painamisvoima sekä pyyhinsulan muoto on tarkasti sovitettava siten, ettei ilmavirtaus kohota sulkaa irti lasilta.
Erityistä huomiota on kiinnitettävä pyyhkimien ja pesunestesuihkujen yhteistoimintaan erilaissa tilanteissa, alkaen paikallaan olevasta autosta huippunopeudella kiitävään autoon. On siis selvää, että alkuperäiset lasinpyyhkimet poikkeavat ominaisuuksiltaan verrattuna yleismallisiin, jotka on tarkoitettu eri autonvalmistajien moniin erilaisiin automalleihin. Alkuperäiset tuulilasinpyyhkimet on räätälöity tarkasti juuri tietynlaiseen automalliin.
Ponnahtavatko autosi lasinpyyhkimet ylemmäs lasilla?
Kääntömoottoreilla varustetuilla ŠKODA-automallien lasinpyyhkimillä on kaksi lepoasentoa: perusasento ja ylempi asento. Moni kuljettaja on huomannut, että toisinaan kun auton moottorin sammuttaa tai kun lähtee ajamaan, lasinpyyhkimet ponnahtavat lasilla hieman ylemmäs, vaikka ei sataisi eikä lasinpyyhkimiä kytkisi päälle. Tässä on kyseessä suojatoiminto: jos pyyhinsulka olisi pitkään samassa lepoasennossa, pyyhinsulan muoto alkaisi muuttua. Kahden eri lepoasennon vaihtelua ohjaa pyyhinmoottorin ohjainlaitteen ohjelmiston algoritmi.
Suurempi ala vai vakaampi toiminta suurissa ajonopeuksissa?
Suunnitteluvaiheessa erityistä huomiota kiinnitetään myös lasinpesimeen. Sen toiminnassa ratkaisevan tärkeää on suuttimien sijoitus. Suuttimien on suihkutettava pesuneste mahdollisimman suurelle lasin aktiiviselle alalle (siis pyyhkimien pyyhintäalalle) kaikissa olosuhteissa, kaikissa ajonopeuksissa ja erilaisia lasinpesunesteitä käytettäessä.
Toinen tärkeä seikka on varmistaa, ettei lasinpesin häiritse mitenkään: nestesuihkun pitää olla mahdollisimman tasainen eikä pesin saa aiheuttaa häiriöääniä. Lisäksi on oleellista, ettei pesunestettä ole lasilla enää pyyhkimien pysähdyttyä.
Tiesitkö tätä?
- Maailman suurin lasinpyyhinsulkien tehdas sijaitsee Belgian Tienenissä. Tehdas valmistaa jopa 700 eri automallin pyyhinsulkia yhteensä noin 350 000 kappaletta päivittäin.
- Takalasinpyyhin oli autossa ensimmäisen kerran jo 1940-luvulla, mutta varsinaisesti se yleistyi vasta 1960-luvulla.
- Automaattisesti muutaman kerran pyyhkäisevät lasinpyyhkimet ovat 1950-luvun keksintö. Nykyään tätä toimintoa ohjaa elektroninen ajastin, mutta tuolloin ohjaamiseen tarvittiin lasinpesinkatkaisimeen liitetty pieni alipainesylinteri: pyyhkimet eivät kytkeytyneet toimintaan ennen kuin alipainesylinteri paineistui.
ŠKODA käyttää automalleissaan erilaisia pesunestesuuttimia: nesteohjattua ja kuulaohjattua sekä niiden yhdistelmämallia. Perinteisellä kuulaohjatulla suuttimella on yksi kiistaton etu: suutinenergia on suuri, minkä ansiosta suihku voidaan tarkasti suunnata haluttuun kohtaan. Tästä on hyötyä suuremmissa ajonopeuksissa, jolloin suihku on vakaampi ja jolloin ilmavirtaus vaikuttaa siihen vähemmän. Perinteisen mallin haittana on kuitenkin suihkun pieni osumisalue ja kuulan tarkkuutta vaativa kiinnitys suuttimeen.
ŠKODA käyttää automalliensa tuulilasinpesimissä vain nesteohjattuja tai yhdistelmämallin suuttimia. "Nesteohjatut suuttimet toimivat samalla periaatteella kuin esimerkiksi jalkapallokentän kastelulaitteiden sprinklerit. Tällaisen suuttimen suihku ei ole vain tasainen, vaan se on sykkivä. Tähän tarvittavan hydrodynamiikan tuottaa suuttimeen integroitu mikrosiru. Tämän tekniikan etuja ovat suihkun suurempi alue lasin pinnalla ja suuttimen helpompi suuntaus. Haittana taasen on suihkun heikompi tarkkuus suurissa ajonopeuksissa ja tietyssä määrin se, että näkyvyys voi lievästi heikentyä juuri ennen lasinpyyhkimien ensimmäistä pyyhkäisyä. Takalasinpesimissä käytetään joko nesteohjattua tai kuulaohjattua suutinta, riippuen lasin koosta ja viistoudesta sekä mekanismille käytettävissä olevasta tilasta", Švejdar kertoo.
Kuvat yllä: nesteohjattu suutin / kuulaohjattu suutin / yhdistelmämallinen suutin
Kaiken takana on nainen
Lasinpyyhkimien historia alkoi kaikessa hiljaisuudessa. Kuten monen muunkin asian suhteen, useampi henkilö väittää keksineensä ne. Tuulilasin puhdistamisen toimivan mekanismin patentoi kolme henkilöä – jokainen vuonna 1903.
Yhdysvaltain Alabamasta kotoisin ollut kiinteistönvälittäjä, maanviljelijä ja viininviljelijä Mary Anderson matkusti 1900-luvun alussa raitiovaunulla New Yorkissa. Satoi ja oli kylmä. Sade jäätyi raitiovaunun tuulilasille ja esti kuljettajaa näkemästä. Tuon ajan tyyliin kuljettaja avasi sivuikkunan ja kurkotteli pyyhkimään tuulilasia. Samalla hän matkustajien harmiksi päästi vaunuun jääkylmää ulkoilmaa. Mary Anderson alkoi miettiä laitetta, jota voisi käyttää vaunun sisäpuolelta.
Muutamaa kuukautta myöhemmin hänellä oli esitellä prototyyppinä kumituppoinen puinen varsi, jota käytettiin ohjauspyörän viereen asennetulla vivulla. Vipu aktivoi jousimekanismin, joka liikutti vartta lasia pitkin. Hän sai keksinnölleen patentin 10. marraskuuta 1903, mutta ei koskaan saanut ketään sijoittamaan keksintöönsä.
Mary Andersonin ongelmana oli, että hän oli edellä aikaansa: automobiilien kehitys pääsi vauhtiin vasta vuosikymmen myöhemmin. Vuoden 1916 vaiheilla tuulilasinpyyhkimet olivat jo amerikkalaisten autojen vakiovaruste. Andersonin patentti ehti raueta eikä hän keksijänä hyötynyt siitä taloudellisesti.
Robert Douglass oli muutaman kuukauden Mary Andersonia nopeampi: hän sai 12.3.1903 patentin "veturin ohjaamolasin puhdistimelle". Ja jotta kaikki olisi vieläkin sekavampaa, irlantilainen keksijä James Henry Apjohn patentoi 9.10.1903 "vaunujen ja moottorivaunujen lasien ja muiden lasien puhdistuslaitteen".
