Jak námraza letadel a deštěm nasáklé kabriolety vedly k systémům automatických stěračů
Autor Lewis Kingston / pondělí, 10. září 2018 / Načítání komentářů
Voda, pokud by se dostala někam, kam neměla, může způsobit nejrůznější zármutek. Pokud by se voda dostala do palivové nádrže, může způsobit korozi, špatný chod a poškození součástí. Voda v kobercích může způsobit oddělování vláken od podkladu a v průběhu času vést k tvorbě škodlivých plísní a hub. Pak jsou tu problémy související s vodou, jako je strukturální rez, poškození nátěru, hniloba dřeva a další.
Detekce vody v kritických oblastech však může být problematická; například voda vytékající z prasklé trubky mezi dvěma stěnami může způsobit nejrůznější zmatky a nemusí být zřejmá, dokud neprosákne až na povrch.
V polovině 1800. století přišli vynálezci se způsoby, jak na dálku detekovat hladiny vody a praskliny v potrubí; takové systémy byly rozhodující pro bezpečný provoz vysokotlakých parních kotlů a často se spoléhaly na jednoduché plovákové snímače hladiny. Jak technologie pokročila, inženýři začali vyvíjet senzory, které by reagovaly přímo na vlhkost nebo vodu, když se dotknou samotného senzoru.
Detroitský inženýr John Roby, mimo jiné, přišel v roce 1914 s ‚senzorem‘, který obsahoval chemikálii, která reagovala s vodou; když padající déšť zasáhne chemický „snímací“ prvek, reakce způsobí, že malý provázek začne hořet. Když se provázek přetrhne, sepne spínač a spustí alarm.
Podobný jednorázový systém využívající sůl, která by vedla, když by byla mokrá, a dokončila elektrický obvod, vyvinul vynálezce Benjamin Roodhouse v roce 1926. „Můj přístroj je určen k umístění na spoje nebo jiná místa, kde by mohlo dojít k úniku pomocí vhodného elektrického obvod, nebo obvody, ve kterých je zahrnut alarm,“ napsal Roodhouse v patentu předloženém v roce 1926, „takže přítomnost úniku bude indikována na jeho počátku.“
Brzy dorazila zařízení na snímání vody, která bylo možné používat opakovaně – například ty, které používají jazýčky, které se při navlhčení ohýbají pod tíhou kontaktů a doplňují obvod. Netrvalo dlouho a začaly se objevovat inovativní způsoby použití těchto nových senzorů.
General Motors patřila mezi společnosti zkoumající použití vodních senzorů, ale v roce 1934 bylo jejich použití určeno pro automatické ovládání ovládání oken v budovách. Senzory, které automaticky zavíraly okna, když začalo pršet, byly součástí zastřešujícího systému řízení budovy – který také obsahoval automatické zavírání světelných clon.
John Anderson, který v roce 1918 založil The Anderson Company – a později založil ANCO, renomovaného výrobce lišt stěračů – byl zdánlivě první, kdo navrhl použití takové technologie pro vozidla. Andersonův koncept se vzhledem k tehdejšímu válečnému úsilí soustředil na letadla; chtěl zejména systém, který by automaticky zabránil hromadění ledu na čelním skle.
V letadle vzniká zvláštní problém, protože větší část letu může být prováděna létáním naslepo nebo podle přístrojů a pilot má příležitost podívat se přes čelní sklo pouze tehdy, když je plavidlo v blízkosti cíle,“ napsal Anderson v roce 1942.
Pokud je v době, kdy je téměř dosaženo cíle, čelní sklo zakryto filmem nebo vrstvou cizího materiálu, jako je námraza nebo led, bude zřejmé, že stěračem z čelního skla může trvat značnou dobu, než námrazu nebo led odstraní. poskytnout jasnou vizi.“
Aby se tento problém vyřešil a obrazovka zůstala čistá, aniž by bylo vyžadováno jakékoli pozorování nebo vstup od pilota, Anderson navrhl systém, který na obrazovce obsahoval řadu elektrod. Když se na obrazovce začal hromadit led, změnil se odpor mezi vodivými prvky – spouštěla relé, která by ovládala stěrače a rozprašovala odmrazovací kapalinu.
Anderson také poznamenal, že déšť by mohl způsobit fungování systému, takže by bylo třeba věnovat pozornost jeho kalibraci, aby nedošlo ke zbytečnému provozu a plýtvání rozmrazovací kapalinou. Penny pak zdánlivě upustil od toho, že takové vodivé nastavení senzoru, které by bylo spolehlivé a snadno se udržovalo, by mohlo být ideální pro použití v autech – a následovala vlna patentů.
Překvapivě se však žádný nezaměřoval na proces automatizace provozu stěračů. Místo toho, jak tomu bylo v případě dřívějšího patentu GM týkajícího se budov, vynálezci začali používat vodivé dešťové senzory k automatickému zavírání oken automobilů.
Elektrotechnik Hugh Nutter, který sloužil v americkém námořnictvu a pracoval pro General Electric, byl jedním z těch, kteří si takové systémy patentovali. „Jedna z námitek proti používání takzvaných kabrioletů vyplynula ze skutečnosti, že náhlý déšť nebo sněhová bouře důkladně promáčí interiér automobilu v nepřítomnosti majitele a se sklopenou střechou,“ uvedl Nutter. v patentové přihlášce z roku 1949.
Předložený vynález řeší tento dřívější problém poskytnutím elektrického systému, který automaticky způsobí zvednutí střechy a volitelně také oken automobilu při výskytu deště, aniž by bylo zapotřebí jakéhokoli zásahu ze strany operátora nebo dokonce jeho přítomnost.“
Praktická ukázka této konfigurace následně debutovala v koncepčním voze GM LeSabre z roku 1951. Styl vozu odrážel nejmodernější proudové letadlo té doby a nepřekvapivě do něj neustále smýšlející GM nacpal množství pokročilých technologií; měl přeplňovaný 3.5litrový V8, který mohl jezdit na metanol, vzadu uloženou převodovku, vyhřívaná sedadla, integrované zvedáky a 12voltový elektrický systém.
Futuristický kabriolet byl také vybaven dešťovým senzorem ve středové konzole, který fungoval přesně tak, jak bylo dříve popsáno Nutterem. Pokud bylo auto zaparkováno a kapka deště zasáhla panel senzorů, horní část se automaticky zvedla a okna se zavřela. GM později zpřístupní tento systém jako volitelný doplněk pro Chevrolety z roku 1955 a v roce 1958 se bude vyrábět v kabrioletu Cadillac Eldorado Biarritz.
S tím, jak se zvyšovala poptávka zákazníků po komfortu tvorů, jako je tempomat, a bezpečnost se stávala důležitější, společnosti začaly zkoumat další oblasti, ve kterých by nové technologie nasadily. Do roku 1968 společnosti jako Ford rozšiřovaly tento koncept o systémy aktivace stěračů, které obsahovaly vodivé sestavy na čelním skle – což, alespoň v případě Fordu, odkazovalo na dřívější patent Nutter na snímání a spouštění.
Japonští výrobci také začali zkoumat automatické ovládání stěračů; Nippon Denso koncem roku 1968 také patentoval systém, který dokázal automaticky zastavit a spustit stěrače čelního skla automobilu. Jak společnost nastínila ve svých konstrukčních dokumentech, systém by „automaticky zastavil stírací činnost, jakmile deště skončilo, a proto nebude obtěžovat řidiče a je velmi výhodný z hlediska bezpečné jízdy“.
Citroën pak v březnu 1970 učinil první krok k výrobě automatického systému ve své vlajkové lodi SM tím, že zavedl automaticky seřizující přerušované stěrače – ale odstranil potřebu jakýchkoliv externích senzorů, které by se mohly poškodit nebo zašpinit, pomocí úhledného kusu elektrotechnika.
Když řidič přepne stěrače do přerušovaného režimu, systém bude sledovat aktuální odběr motoru stěrače. Pokud by byl proudový odběr vysoký, znamenalo by to, že obrazovka je suchá a že se čepele táhnou po skle. Systém stěračů Citroenu by na to reagoval tak, že by stěrače na okamžik zaparkoval; to by umožnilo, aby se na obrazovce nahromadilo více deště, což by umožnilo hladký provoz stěračů při obnovení zametání.
Nissan následoval s podobným systémem, který dorazil na trh v červnu 1983 v modelech Cedric, 300ZX a Skyline. Soudě podle patentů z té doby Nissan použil snímací systém založený na piezoelektrických prvcích, který reagoval na vibrace způsobené deštěm dopadajícím na karoserii vozu; pokud by byly stěrače nastaveny na přerušované, interval mezi stíráními by byl upraven tak, aby vyhovoval dešti.
Poslední krok připadl General Motors, který v roce 1996 odhalil první automatický systém. „Rainsense“, když se aktivuje uvedením stěračů do automatického režimu, zapne stěrače, když je detekován déšť, a upraví interval podle potřeby.
Na rozdíl od předchozích systémů se Rainsense spoléhal na LED diody, které svítily do čelního skla a měřily stupeň lomu světla; odchylky ve zpětném světle by mohly být použity k posouzení množství vody na skle a ke změně chování stěračů. Tento systém, založený na principu totální vnitřní reflexe, si brzy osvojili i ostatní a dnes je běžnou součástí moderních automobilů.
Tyto systémy stěračů s dešťovým senzorem spolu s koncepty, jako je asistent pro jízdu ve svahu a automatická tlumená světla, slouží ke snížení potíží a snížení rizika nehod – a dnes se výrobci nadále snaží o další automatizaci procesu samotné jízdy. využívající techniky od adaptivního tempomatu až po systémy poloautonomního řízení.
