Способы борьбы с запотеванием ветрового стекла автомобиля перед началом движения

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. В автомобиле любого типа система вспомогательного оборудования для подогрева и кондиционирования воздуха должна с высокой скоростью, но с минимальными затратами энергии обеспечивать безопасность путем защиты остекления от запотевания, т. к. в условиях недостаточной видимости реакция водителей замедляется, а риск возникновения аварийных ситуаций растет.

Цель. Аналитический обзор современных способов повышения эффективности очистки от конденсата внутренней поверхности ветрового стекла автомобиля для выявления перспективных методов борьбы с запотеванием перед началом движения, экономичных и комфортных для водителя и пассажиров.

Направление исследования: обзор публикаций по проблемам очистки от конденсата и предотвращения запотевания остекления транспортных средств.

Методы. Изучение и анализ материалов по указанному направлению, опубликованных в открытых источниках.

Результаты. Рассмотрены условия образования конденсата на внутренней поверхности остекления транспортных средств. Приведены российские и зарубежные нормативные документы, содержащие требования к процедуре очистки от запотевания с поверхности ветрового стекла. Рассмотрены особенности осушения воздуха в салоне электромобилей и автомобилей с ДВС и различные способы обогрева внутренней поверхности ветрового стекла.

Заключение. Эффективность очистки ветрового стекла от конденсата можно значительно повысить путем сочетания следующих способов: а) придание внутренней поверхности остекления гидрофобных свойств; б) оптимизация конструкции дефростера с целью обеспечения подачи на стекло потока воздуха с минимальной потерей давления, максимальной выходной массой, высокой скоростью и равномерным распределением струй по поверхности критически важных зон обзора; в) применение закаленных ветровых стекол с прозрачным электропроводящим слоем; г) осушение воздуха в салоне автомобиля. В настоящее время продолжается поиск экономичных методов обогрева ветрового стекла и осушения воздуха салона в режиме рециркуляции не только для электромобилей, но и для машин с ДВС, работающих в условиях отрицательных температур наружного воздуха.

Об авторах

Василий Васильевич Игнатьев

Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ»

Автор, ответственный за переписку.
Email: vasiliy.ignatev@nami.ru
ORCID iD: 0000-0002-9037-4422
SPIN-код: 1302-7068

инженер-исследователь ОВиК Управления испытаний транспортных средств

Россия, 125438, Москва, ул. Автомоторная, д. 2

Валентина Николаевна Антошина

Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ»

Email: valentina.antoshina@nami.ru
ORCID iD: 0000-0001-9112-8090

ведущий инженер-конструктор Управления «Системы, узлы и агрегаты»

Россия, 125438, Москва, ул. Автомоторная, д. 2

Список литературы

  1. eea.europa.eu [internet]. Greenhouse gas emissions from transport in Europe. Режим доступа: https://www.eea.europa.eu/ims/greenhouse-gas-emissions-from-transport Дата обращения: 15.08.2022.
  2. A framework strategy for a resilient energy union with a forward-looking climate change policy European Commission // European Commission. Energy union package. Communication from the commission to the European parliament, the council, the European economic and social committee, the committee of the regions and the European investment bank. Brussels, 25.02.2015. Режим доступа: http://eur-lex.europa.eu/resource.html?uri=cellar:1bd46c90-bdd4-11e4-bbe1-01aa75ed71a1.0001.03/DOC_1&format=PDF Дата обращения: 15.08.2022.
  3. EV vs ICE Vehicles: When to Expect Robust Competition? // VYGON Consulting. March 2016. 44 P. Режим доступа: https://vygon.consulting/upload/iblock/c78/vygon_consulting_electricvehicles_2016_en.pdf Дата обращения: 15.08.2022.
  4. Galassi M. C., Stutenberg K., Garcia Otura M., et al. Electric and hybrid vehicle testing: BMWi3 performance assessment in realistic use scenarios // European Commission. Joint Research Centre. Luxembourg: Publications Office of the European Union. 2018. doi: 10.2760/385640
  5. Innovative Air-Conditioning Systems for Conventional and Electric Vehicles. 2011. 9 P. Режим доступа: https://trimis.ec.europa.eu/sites/default/files/project/documents/20140203_093312_80529_Paper_Innovative_airconditioning_systems.pdf Дата обращения: 15.08.2022.
  6. Mueller A.S., Trick L.M. Driving in fog: The effects of driving experience and visibility on speed compensation and hazard avoidance // Accident Analysis & Prevention. 2012. Vol. 48. P. 472–479. doi: 10.1016/j.aap.2012.03.003
  7. ГОСТ 33992-2016. Автомобили легковые. Системы очистки ветрового стекла от обледенения и запотевания. Технические требования и методы испытаний. Режим доступа: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293745/4293745313.pdf Дата обращения 19.08.2022.
  8. Council Directive 78/317/EEC of 21 December 1977 on the approximation of the laws of the Member States relating to the defrosting and demisting systems of glazed surfaces of motor vehicles. Режим доступа: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:31978L0317&from=EN Дата обращения 19.08.2022.
  9. Laboratory Test Procedure For FMVSS 103. U.S. Department Of Transportation National Highway Traffic Safety Administration. Office of Vehicle Safety Compliance. Режим доступа: https://www.nhtsa.gov/document/laboratory-test-procedure-fmvss-103-windshield-defrosting-and-defogging-systems Дата обращения 19.08.2022.
  10. jade.io [internet]. Vehicle Standard (Australian Design Rule 8/01 – Safety Glazing Material). Режим доступа: https://jade.io/j/?a=outline&id=500833 Дата обращения: 15.08.2022.
  11. standards.globalspec.com [internet]. JIS D 4502-94. Passenger Cars – Windshield Demisting System. Japanese Standards Association. Режим доступа: https://jade.io/j/?a=outline&id=500833 Дата обращения: 15.08.2022.
  12. Faghri A., Zhang Y. Condensation. In: Transport Phenomena in Multiphase Systems. Academic Press. 2006. P. 581–677.
  13. Mu C., Pang J., Lu Q., Liu T. Effects of surface topography of material on nucleation site density of dropwise condensation // Chemical Engineering Science. 2008. Vol. 63, N 4. P. 874–880. doi: 10.1016/j.ces.2007.10.016
  14. Durán I.R., Laroche G. Current trends, challenges, and perspectives of anti-fogging technology: Surface and material design, fabrication strategies, and beyond // Progress in Materials Science. 2019. Vol. 99. P. 106–186. doi: 10.1016/j.pmatsci.2018.09.001
  15. Zanganeh P., Goharrizi A.S., Ayatollahi S., et al. Efficiency improvement of solar stills through wettability alteration of the condensation surface: An experimental study // Applied Energy. 2020. Vol. 268. doi: 10.1016/j.apenergy.2020.114923
  16. Adhesion Enhancement of UV-Cure Inks onto Polymers by Gas-Phase Plasma Pretreatments // UV+EB Technology. 02.27.2019. Режим доступа: https://uvebtech.com/articles/2019/adhesion-enhancement-of-uv-cure-inks-onto-polymers-by-gas-phase-plasma-pretreatments/ Дата обращения: 15.08.2022.
  17. Бажант В., Хваловски В., Ратоуски И. Силиконы. Кремнийорганические соединения, их получение, свойства и применение. Москва: Госхимиздат, 1960.
  18. listtopa.ru [internet]. Обзор 10 лучших средств «антидождь» для авто 2022 года.Режим доступа: https://listtopa.ru/auto/10-antidozhd Дата обращения: 15.08.2022.
  19. Zhang Z., Wang J., Feng X., et al. The solutions to electric vehicle air conditioning systems: A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018. Vol. 91. P. 443–463. doi: 10.1016/j.rser.2018.04.005
  20. Han X., Zou H., Wu J., et al. Investigation on the heating performance of the heat pump with waste heat recovery for the electric bus // Renewable Energy. 2020. Vol. 152. P. 835–848. doi: 10.1016/j.renene.2020.01.075
  21. Tang X., Guo Q., Li M., Jiang M. Heating Performance Characteristics of an Electric Vehicle Heat Pump Air Conditioning System Based on Exergy Analysis // Energies. 2020. Vol. 13, N 11. doi: 10.3390/en13112868
  22. Chang T.-B., Sheu J.-J., Huang J.-W. High-Efficiency HVAC System with Defog/Dehumidification Function for Electric Vehicles // Energies. 2020. Vol. 14, N 1. doi: 10.3390/en14010046
  23. Kang S.J., Kader M.F., Jun Y.D., Lee K.B. Automobile defrosting system analysis through a full-scale model // International Journal of Automotive Technology. 2011. Vol. 12, N 1. P. 39–44. doi: 10.1007/s12239-011-0005-0
  24. Aroussi A., Hassan A.A., AbdulNour B.S., Clayton B.R. Comparison of Performance between Several Vehicle Windshield Defrosting and Demisting Mechanisms // SAE World Congress. Март 5–8, 2001; Detroit Michigan. Режим доступа: https://trid.trb.org/view/1789711 Дата обращения: 12.12.2014.
  25. Jahani K., Beigmoradi S. Utilizing CFD approach for Preeminent Assessment of Defroster Air Flow Distribution and Predicting Windscreen Deicing Behavior // SAE World Congress. 2014. SAE Technical Paper 2014-01-0688.
  26. Игнатьев В.В., Семикин С.Н. Автоматический контроль запотевания ветрового стекла автомобиля // Безопасность колёсных транспортных средств в условиях эксплуатации: сб. мат. 110 междунар. н.-т. конф. 2021. Том 1. С. 111–119.
  27. Хомченко А. В. Исследование свойств электрообогреваемых стеклопакетов // Вестник Белорусско-Российского ун-та. 2016. № 3. С. 152–159.
  28. Unverdi S.O., Eren H., Erdem V., et al. Technical note: Optimisation of the defroster ducts and windshield electric resistances of a city bus with CFD analysis // International Journal of Vehicle Design. 2010. Vol. 52, N 1. doi: 10.1504/ijvd.2010.029644
  29. Оценка текущего статуса калибровок системы микроклимата автомобиля AURUS SENAT 412300 в зимних условиях // Технический отчет НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ», поселок Автополигон, 2022.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Расположение нормативных зон А и Б ветрового стекла и поля П полного обзора: 1 – граница прозрачной части левого окна; 2 – левая боковая стойка ветрового стекла; 3 – контур очистки ветрового стекла; 4 – граница нормативной зоны А; 5 – граница нормативной зоны Б; 6 – граница прозрачной части ветрового стекла; 7 – правая боковая стойка ветрового стекла; 8 – граница прозрачной части правого окна; 9 – следы плоскостей, являющихся границами нормативного поля П полного обзора.

Скачать (95KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Конденсация водяного пара на гидрофильной (слева) и гидрофобной (справа) поверхности [16].

Скачать (52KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Температурный портрет обдуваемого ветрового стекла [23].

Скачать (104KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Контуры скорости воздуха у поверхности ветрового стекла [24].

Скачать (95KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Обледеневшее ветровое стекло перед началом обдува теплым воздухом [25].

Скачать (289KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Состояние ветрового стекла через 10 минут после начала обдува [25].

Скачать (277KB)
Метаданные

© Игнатьев В.В., Антошина В.Н., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».