Визначення особливостей контактної взаємодії дворядного склоочисника з криволінійною поверхнею скла

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.298204

Ключові слова:

розподілений тиск, пластичні деформації, напружено-деформований стан, демпфування, гідродинаміка, об’ємна витрата, турбулентність

Анотація

Серед критеріїв оцінки визначення ефективності очищення вікон автомобільного транспорту важливим є розподіл тиску гумової щітки склоочисника по поверхні скла. Проблема полягає у відсутності нормування даного показника Правилами United Nations Economic Commission for Europe (UNECE) щодо сертифікації склоочисників. Неоднорідність розподілу тиску звичайного склоочисника, який виступає об’єктом досліджень, додатково обумовлена рухливістю ланок його механізму і пластичністю гумової щітки разом з лезом. Величина тиску не має становити більше 30–50 кПа (33.4 кПа зафіксовано для випадку знерухомленого склоочисника), а зовнішнє нормальне навантаження на каркас повинно зберігатися в межах 20…30 Н. Під дією навантаження 24 Н лезо склоочисника здеформувалося на 1.48 мм (згідно R43 не може перевищувати 1.5 мм). Подальше навантаження каркаса склоочисника викликає пластичні деформації двох типів: локальні й глобальні (втрата форми гумової щітки). Локальні повні переміщення зросли до 1.82 мм, а форма леза набула «посіченого» характеру, що спричиняє появу тонких струменів бруду. Глобальні – призвели до вигину гумової щітки з утворенням зазору між нею та склом (5.7 мм) й спричинили появу сліпої зони. Були досліджені моделі математичного прогнозування поведінки пошарових деформацій звичайного склоочисника. Додатково розроблено модель дворядного леза з окремими щітками, що забезпечують розпаралелення потоків води та пояснюють зростання ефективності його конструкції. Гідродинамічні тести показали у 1.58 рази більшу результативність порівняно з класичним однорядним лезом: швидкість потоку води становила 15.61 проти 9.86 м/с. Розробка є предметом патенту та можливого робочого прототипу

Біографії авторів

Костянтин Едуардович Голенко, Хмельницький національний університет

Кандидат технічних наук, старший викладач

Кафедра трибології, автомобілів та матеріалознавства

Олександр Володимирович Диха, Хмельницький національний університет

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра трибології, автомобілів та матеріалознавства

Юрій Іванович Войчишин, Національний університет «Львівська політехніка»

Аспірант

Кафедра проєктування машин та автомобільного інжинірингу

Орест Зенонович Горбай, Національний університет «Львівська політехніка»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра проєктування машин та автомобільного інжинірингу

Максим Олександрович Диха, Хмельницький національний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра автоматизації, комп’ютерно-інтегрованих технологій та робототехніки

Володимир Олександрович Дитинюк, Хмельницький національний університет

Доктор філософії, викладач

Кафедра трибології, автомобілів та матеріалознавства

Посилання

  1. Kaur, H., Nirmal, U. (2022). A Review on the Development of Wiper System for Automotive Car Windscreen Cleaning Application. Current Journal of Applied Science and Technology, 41 (7), 1–27. https://doi.org/10.9734/cjast/2022/v41i731675
  2. Jhung, J., Kim, S. (2021). Behind-The-Scenes (BTS): Wiper-Occlusion Canceling for Advanced Driver Assistance Systems in Adverse Rain Environments. Sensors, 21 (23), 8081. https://doi.org/10.3390/s21238081
  3. Graham, B., Knowles, J., Mavros, G. (2023). The influence of contact distribution shaping on the dynamic response of a wiper blade. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 095440702311647. https://doi.org/10.1177/09544070231164792
  4. Graham, B., Knowles, J., Mavros, G. (2023). Quantitative Multi-Physics Tools for Automotive Wiper Design. SAE Technical Paper Series. https://doi.org/10.4271/2023-01-0602
  5. Antonescu, O., Valeanu, D., Antonescu, D., Strimbeanu, M. (2023). Contributions to the Geometric Synthesis of the Windshield Wiper Mechanism with Rocker-Slider Blade. Mechanisms and Machine Science, 404–413. https://doi.org/10.1007/978-3-031-45709-8_40
  6. Sharveswaran, A., Nirmal, U. (2020). Research Development on Wiper Mechanism in Automotive Application: A Critical Review. Current Journal of Applied Science and Technology, 39 (35), 133–161. https://doi.org/10.9734/cjast/2020/v39i3531064
  7. Li, Y., Xu, J. (2022). Dynamic characteristics and generation mechanism of windscreen frameless wiper blade oscillations. Nonlinear Dynamics, 111 (4), 3053–3079. https://doi.org/10.1007/s11071-022-08030-0
  8. Yang, X., Wang, Y., Guo, H., Yuan, T., Zheng, L., Sun, P. (2022). A theoretical analysis of friction and vibration characteristics of wiper reversal process. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 237 (6), 1327–1337. https://doi.org/10.1177/09544070221091021
  9. Zhao, Z., Yabuno, H., Kamiyama, K. (2022). Dynamic Analysis of a Wiper Blade in Consideration of Attack Angle and Clarification of the Jumping Phenomenon. Applied Sciences, 12 (9), 4112. https://doi.org/10.3390/app12094112
  10. Salleh, I., Z. Md Zain, M., R. Abu Bakar, A. (2018). Contact Force and Dynamic Behavior of Automobile Wiper Blade System. International Journal of Engineering & Technology, 7 (3.17), 100. https://doi.org/10.14419/ijet.v7i3.17.16630
  11. Roland, A., Wejin, J., Misra, S., Sharma, M. M., Damaševičius, R., Maskeliūnas, R. (2022). A Dynamic Rain Detecting Car Wiper. Lecture Notes in Networks and Systems, 1375–1383. https://doi.org/10.1007/978-3-030-96308-8_127
  12. Akanni, J., Ojo, A. O., Abdulwahab, A., Isa, A. A., Ogunbiyi, O. (2022). Development and Implementation of a Prototype Automatic Rain-Sensor Car Wiper System. Journal of Applied Sciences and Environmental Management, 26 (11), 1821–1826. https://doi.org/10.4314/jasem.v26i11.13
  13. Yadav, S. (2021). Automatic Rain Sensing Wiper using Arduino. International Journal for Research in Applied Science and Engineering Technology, 9 (VI), 5434–5438. https://doi.org/10.22214/ijraset.2021.36065
  14. Chen, T., Hong, Y. (2020). Mathematical Formulae for the Vibration Frequencies of Rubber Wiper on Windshield. arXiv. https://doi.org/10.48550/arXiv.2003.06022
  15. Yunpeng, L., Jingjing, X., Xin, W. (2021). Shape analysis and numerical fitting of boneless wiper reed. Journal of Physics: Conference Series, 1939 (1), 012049. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1939/1/012049
  16. Huang, T. C., Tsai, J. W., Liao, K. C. (2021). Geometry Optimization of a Metallic Flexor for Flat Wipers. International Journal of Automotive Technology, 22 (3), 823–830. https://doi.org/10.1007/s12239-021-0075-6
  17. Holenko, K., Voichyshyn, Y., Svidersky, V., Klypko, O. (2023). Simulation of wiper behavior during contact with a curved surface, factors affecting driving safety. Advances in mechanical engineering and transport, 1 (20), 127–137. https://doi.org/10.36910/automash.v1i20.1041
  18. Shirsikar, A., Khatik, P., Singh, K., Ram, L. (2022). Optimized Wiper Design using Computational Fluid Dynamics. ARAI Journal of Mobility Technology, 2 (4), 401–410. https://doi.org/10.37285/ajmt.2.4.8
  19. Yan, J., Zhu, K., Huang, X., Chen, K. (2022). Design Modification of Vehicle Body Structure for Wiper System Waterproof Performance. Proceedings of China SAE Congress 2021: Selected Papers, 1093–1102. https://doi.org/10.1007/978-981-19-3842-9_85
  20. Dykha, A., Makovkin, O. (2019). Physical basis of contact mechanics of surfaces. Journal of Physics: Conference Series, 1172, 012003. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1172/1/012003
  21. Chen, Z., Gu, Z., Jiang, T. (2019). Research on transient aerodynamic characteristics of windshield wipers of vehicles. International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow, 29 (8), 2870–2884. https://doi.org/10.1108/hff-09-2018-0531
  22. Marchenko, D., Dykha, A., Aulin, V., Matvyeyeva, K., Tishechkina, K., Kurepin, V. (2020). Development of Technology and Research of Method of Electric Hydropulse Hardening of Machine Parts. 2020 IEEE Problems of Automated Electrodrive. Theory and Practice (PAEP). https://doi.org/10.1109/paep49887.2020.9240796
  23. Cadirci, S., Ak, E. S., Selenbas, B., Gunes, H. (2017). Numerical and Experimental Investigation of Wiper System Performance at High Speeds. Journal of Applied Fluid Mechanics, 10 (3), 861–870. https://doi.org/10.18869/acadpub.jafm.73.240.26527
  24. Holenko, K., Koda, E., Kernytskyy, I., Babak, O., Horbay, O., Popovych, V. et al. (2023). Evaluation of Accelerator Pedal Strength under Critical Loads Using the Finite Element Method. Applied Sciences, 13 (11), 6684. https://doi.org/10.3390/app13116684
Визначення особливостей контактної взаємодії дворядного склоочисника з криволінійною поверхнею скла

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-02-28

Як цитувати

Голенко, К. Е., Диха, О. В., Войчишин, Ю. І., Горбай, О. З., Диха, М. О., & Дитинюк, В. О. (2024). Визначення особливостей контактної взаємодії дворядного склоочисника з криволінійною поверхнею скла. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(7 (127), 48–59. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.298204

Номер

Том 1 № 7 (127) (2024): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Kostyantyn Holenko, Aleksandr Dykha, Yurii Voichyshyn, Orest Horbay, Maksym Dykha, Volodymyr Dytyniuk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.