Что находится на лобовом стекле автомобиля

From Wikipedia, the free encyclopedia

This article is about the front glass on vehicles. For the screen on window frames, see window screen. For the wind-protecting accessory for microphones, see Microphone § Microphone windscreens.

The windshield (North American English) or windscreen (Commonwealth English except Canada) of an aircraft, car, bus, motorbike, truck, train, boat or streetcar is the front window, which provides visibility while protecting occupants from the elements. Modern windshields are generally made of laminated safety glass, a type of treated glass, which consists of, typically, two curved sheets of glass with a plastic layer laminated between them for safety, and bonded into the window frame.

Motorcycle windshields are often made of high-impact polycarbonate or acrylic plastic.

Usage[edit]

Windshields protect the vehicle’s occupants from wind and flying debris such as dust, insects, and rocks, and provide an aerodynamically formed window towards the front. UV coating may be applied to screen out harmful ultraviolet radiation. However, this is usually unnecessary since most auto windshields are made from laminated safety glass. The majority of UV-B is absorbed by the glass itself, and any remaining UV-B together with most of the UV-A is absorbed by the PVB bonding layer.^[1]

On motorbikes their main function is to shield the rider from wind, though not as completely as in a car, whereas on sports and racing motorcycles the main function is reducing drag when the rider assumes the optimal aerodynamic configuration with their body in unison with the machine and does not shield the rider from wind when sitting upright.

Safety[edit]

Early windshields were made of ordinary window glass, but that could lead to serious injuries in the event of a crash. A series of crashes led up to the development of stronger windshields. The most notable example of this is the Pane vs. Ford case of 1917 that decided against Pane in that he was only injured through reckless driving.^{[citation needed]} They were replaced with windshields made of toughened glass and were fitted in the frame using a rubber or neoprene seal. The hardened glass shattered into many mostly harmless fragments when the windshield broke. These windshields, however, could shatter from a simple stone chip. «Triplex» glass laminating, however, had been available for windshields in France from 1911 and in Britain from 1912; it was adopted as an accessory by some high-end American auto manufacturers beginning in 1913, and from 1919 to 1929 Henry Ford ordered the use of laminated glass on all of his vehicles.^[2]

Modern, glued-in windshields contribute to the vehicle’s rigidity, but the main force for innovation has historically been the need to prevent injury from sharp glass fragments. Almost all nations now require windshields to stay in one piece even if broken, except if pierced by a strong force.

The urethane sealant is protected from UV in sunlight by a band of dark dots called a frit around the edge of the windshield.^[3] The darkened edge transitions to the clear windshield with smaller dots to minimize thermal stress in manufacturing. The same band of darkened dots is often expanded around the rearview mirror to act as a sunshade.^[4]

On a rainy day, water refraction on aircraft windshields can mislead pilots into believing that they are flying at a higher altitude than they actually are due to the horizon appearing lower than it is. This can result in undershooting the runway and become a safety hazard.^[5]

Other aspects[edit]

In many places, laws restrict the use of heavily tinted glass in vehicle windshields; generally, laws specify the maximum level of tint permitted. Some vehicles have noticeably more tint in the uppermost part of the windshield to block sunglare.

In aircraft windshields, an electric current is applied through a conducting layer of tin(IV) oxide to generate heat to prevent icing. A similar system for automobile windshields, introduced on Ford vehicles as «Quickclear» in Europe («InstaClear» in North America) in the 1980s and through the early 1990s, used this conductive metallic coating applied to the inboard side of the outer layer of glass. Other glass manufacturers utilize a grid of micro-thin wires to conduct the heat especially on the later European Ford Transit vans. These systems are more typically utilized by European auto manufacturers such as Jaguar and Porsche.

The use of thermal glass prevents some navigation systems from functioning correctly, as the embedded metal blocks the satellite signal. The RF signal tends to flow along the metal wires or layer so very little radiation can pass. This can be resolved by using an external antenna. Mobile telephones can also have problems; thermal glass typically allows only 0.001 (1‰, or one per mille) of the signal to pass, whereas a concrete wall with rebars allows up to 0.100 (10%, or 100‰) of the signal to pass.

Terminology[edit]

The term windshield is used generally throughout North America. The term windscreen is the usual term in the British Isles and Australasia for all vehicles. In the US windscreen refers to the mesh or foam placed over a microphone to minimize wind noise, while a windshield refers to the front window of a car.
In the UK, the terms are reversed, although generally, the foam screen is referred to as a microphone shield, and not a windshield.

Sports or racing cars would sometimes have aero screens, which were small semi-circular or rectangular windshields. These were often mounted in pairs behind a foldable flat windshield.^[6] Aero screens are usually less than 20 cm (8 inches) in height. They are known as aero screens because they only deflect the wind.^{[citation needed][dubious – discuss]} The twin aeroscreen setup (often called Brooklands) was popular among older sports and modern cars in vintage style.

A wiperless windshield is a windshield that uses a mechanism other than wipers to remove snow and rain from the windshield. The concept car Acura TL features a wiperless windshield using a series of jet nozzles in the cowl to blow pressurized air onto the windshield. Also several glass manufacturers have experimented with nano type coatings designed to repel external contaminants with varying degrees of success but to date none of these have made it to commercial applications.

Certification[edit]

Certification of a windshield is necessary to ensure safety. Different counties have made different set of rule that all windshield manufacturers need to comply under Motor Vehicle Acts. Some of the most know certifications are US DOT, EU ECE, Chinese CCC, South African SABS and Indian BIS standards. These certification ensures safety, reliability and quality of a product as per respective legal requirements.

Repair of stone-chip and crack damage[edit]

According to the US National Windshield Repair Association, many types of stone damage can be successfully repaired. Whether the windshield can be repaired always depends upon four factors: the size, type, depth and location of the damage.^[7]

Size and depth[edit]

Repair of cracks up to 6.1 cm (2.4 inches) is within permissible limits; automobile glass with more severe damage needs to be replaced. However, this is dependent on local laws. If a crack extends to the edge of the panel then this would compromise the structural integrity of the windshield. Aircraft windshields are designed in such a way that even if a crack were to extend all the way across the panel, the structural integrity is maintained via multiple failsafe methods in both frame and the glass plies. A sacrificial outer layer that cracks rather than devitrifies is the first failsafe.

Type[edit]

Circular bullseyes, linear cracks, crack chips, dings, pits and star-shaped breaks can be repaired without removing the glass, eliminating the risk of leaking or bonding problems sometimes associated with replacement.

Location[edit]

Some damages are very difficult to repair, or cannot be repaired:

• on inside of the windshield
• deep damage on both layers of glass due to solar absorption or oxidation.
• damage over rain sensor or internal radio antenna
• complex multiple cracks
• very long cracks (i.e. over 45–60 cm or 18–24 inches long)
• contaminated cracks
• edge cracks

In cracked windshield repair, air is removed from the damaged area on the windshield with a specified vacuum injection pump. Then using the injection pump, the clear adhesive resin is injected to replace the air in the windshield crack. The resin is then cured with an ultraviolet light. When done properly, the damaged area’s strength is restored, as is 90–95% of the clarity.

Replacement[edit]

Windshields that cannot be repaired have to be replaced. Replacement of a windshield typically takes less than an hour. To ensure the vehicle is safe to drive, time values called the Safe Drive Away Time have been established. Windshields which have been replaced must cure or bond sufficiently until they are able to withstand the forces of a crash. Knowing the minimum time needed to cure the glass bonding adhesives is therefore important. This safe drive away time (SDAT) or minimum drive away time (MDAT) refers to the time required until a windshield installation or glass replacement is considered safe to drive again.^[8] Criteria are specified in U.S. Federal Motor Vehicle Safety Standards 212/208 (see FMVSS) to ensure the reliability of adhesive systems. Typically the SDAT is verified with crash tests as well as with high-speed laboratory test methods.

Consumers may be unaware that the MDAT or SDAT time is focused on safety and not necessarily on the quality, durability, or warranty of the installation. Care must be taken not to drive the vehicle prior to the SDAT/MDAT.

Airbags deploy at speeds up to 320 km/h (200 mph; 89 m/s) and in some cases exert tremendous force on the windshield. Occupants can impact the airbag just 50  ms after initial deployment.^[9] Depending on vehicle design, airbag deployment and/or occupant impact into the airbag may increase forces on the windshield, dramatically in some cases.
Forces of occupants on the airbags — and hence the potential forces on the windshield — are lower for belted occupants.^[10] As consequence, adhesive suppliers usually inform their customers about the level of security achieved:

1) Example: Security exceeding FMVSS 212/208 belted

2) Example: Security exceeding FMVSS 212/208 unbelted^[11]

With the advent of quick-cure adhesives, mobile windshield replacements have become more prevalent. Often the temperature and humidity cannot be controlled for mobile installations. For most common glass adhesives the ideal environment is 21 °C (70 °F) and 50% humidity. Variations from the ideal curing environment can increase the time needed for a sufficiently safe bond to form. Because of the variables and difficulties involved in mobile windshield replacement, many vehicle manufacturers do not recommend this method of installations.

Disposal[edit]

Waste disposal of laminated glass is no longer permitted in a landfill in most European countries as the End of Life Vehicles Directive (ELV) is implemented. A study^[12] by Surrey University and Pilkington Glass proposes that waste laminated glass be placed into a separating device such as a rolling mill where the glass is fragmented and the larger cullet is mechanically detached from the inner film. The application of heat then melts the laminating plastic, usually, polyvinyl butyral «PVB» enabling both the glass and the interior film to be recycled. The PVB recycling process is a simple procedure of melting and reshaping it.
One possible method of recycling of simple automotive laminated windshields could involve heating the windshield to above the melting point of the PVB interlayer and then separating the glass plies. This depends chiefly on the differential melting points of PVB and glass and is not suitable for other interlayer materials such as silicone based materials.

See also[edit]

• Automotive head-up display
• BS 857
• Driver visibility
• Glass run channel
• List of auto parts
• Motorcycle windshield
• Windscreen wiper
• Windshield sun shade

References[edit]

Further reading[edit]

• How it’s made. Series six, Windshields, English saddles, butter, and post clocks
• Manufacturing Processes Reference Guide: Robert H. Todd, Dell K. Allen, and Leo Alting
• Windsor, H. H. Jr., ed. (September 1933). «Shatter Proof Glass Found In Laboratory Accident». Popular Mechanics. Chicago, IL ISA: Popular Mechanics. 60 (3): 337.

External links[edit]

• UNECE Reg. 43 Safety glazing material
• BS 857:1967 Archived 2009-06-22 at the Wayback Machine Specification for safety glass for land transport
• National Glass Association
• Auto Glass Replacement Safety Standards Council

   Лобовое стекло — незаменимая деталь современного автомобиля. Основные функции лобового стекла — защита пассажиров от воздушных потоков и насекомых, создание экономичной аэродинамики кузова автомобиля. Также лобовое стекло играет важную роль в формировании жесткости кузова современного автомобиля.

   Неизменный атрибут современного лобового стекла — шелкография по кромке стекла. Каждое лобовое стекло содержит на себе оттиск с информацией о заводе изготовителе. Обычно он располагается в нижнем углу лобового стекла (маркировка автомобильных  стекол), но на некоторых американских моделях он находится посередине стекла в верхней части лобового стекла. Лобовые стекла на одинаковые модели с правым и левым рулем на большинстве моделей отличаются нижней частью и делают недопустимым установку лобового стекла на такую же модель но с другим расположением руля. На лобовых стеклах предназначенных для европейских моделей должно быть предусмотрено окно под VINcod. На дорогих версиях современных престижных моделей на лобовом стекле можно увидеть проектор, который дублирует показания приборной панели автомобиля. Это позволяет держать под контролем показания приборов, не отрывая внимание от дороги, т.к. проектор находится на лобовом стекле напротив водителя. Но лобовое стекло не всегда было таким: История развития лобового стекла имеет много интересных моментов, которые сейчас кажутся необычными.

   В 1970-ых годах на автомобиль перед лицом водителя устанавливали стеклянную прозрачную планку. (до этого использовались очки, наподобие мотоциклетных) Первые автомобили были открытого типа и не требовали лобовых стекол. Однако с развитием скорости автомобилей стали расти и для защиты водителя и пассажиров ветровые стекла стали необходимы. В начале ХХ века на машины стали устанавливать лобовые стекла из обычного стекла. Такие лобовики защищали от встречного потока воздуха, но были очень опасны, т.к. в аварийных ситуациях стекла бились и образовывали режущие края. Следующий этап развития лобовика заключался в закалении стекла. Такое стекло в опасных ситуациях ссыпалось в крошку и было более безопасное, но имело один большой минус. Закаленное стекло довольно хрупкое и при незначительных ударах камней раскрашивалось и ссыпалось, что требовало срочной установки нового лобового стекла. На популярных в то время (да и сейчас) открытых кузовах устанавливали открывающиеся лобовые стекла из 2-ух частей. На закрытых кузовах автомобилей того времени, можно видеть, что дворники лобового стекла находятся над стеклом, а не снизу как на современных авто. Объясняется это тем, что на этих машинах делали стекла открывающиеся вверх. Обычно это использовалось вместо форточки, для проветривания салона в жаркий день. В таком виде лобовые стекла использовались до 30-ых годов. Изменения происходили только в форме стекла. В это же время лобовые стекла начинают делать цельными, а не из двух половинок.

  В 1920годы водители уже ощутили что такое грязное лобовое стекло в дождливую погоду. Инженеры пришедшие им на помощь разработали несколько систем очистки лобового стекла во время движения. Системы очистки лобового стекла на механическом приводе, кроме ручного привода использовали момент вращения вала двигателя. Пневматический привод системы очистки лобового стекла использовал эффект разрежения во впускном коллекторе двигателя. В то время были разработаны и построены автомобили, которые в наше время кажутся необычными — на них устанавливали два лобовых стекла: первое для водителя и переднего пассажира, второе для пассажиров второго ряда автомобилей. в 1920 году происходит революционный скачок в развитии лобового стекла. Начинается использование для изготовления лобового стекла двух слоев стекла скрепленных прозрачной пленкой. Такое трехслойное лобовое стекло имело огромное преимущество перед предшественниками. Даже при сильно ударе оно не рассыпалось на части, а лопнув оставалось висеть на пленке. Это делало возможным дальнейшее продолжение движения и делало такое стекло очень безопасным для водителя и пассажиров. Но и у таких стекол был минус — пленка склеивающая два слоя стекла — быстро желтела. Развитие автопрома влекло за собой изменение дизайна автомобилей. Теперь отдавалось предпочтение более обтекаемым формам авто. Машины проектировали более округлыми и стремительными.

   Старый вариант цельного лобового стекла не устраивал ни дизайнеров, ни инженеров, ни соответственно потребителей, т.к. такой тип лобового стекла уже морально устарел. В середине 1930-ых г. проектировщики нашли решение этой проблемы. Теперь лобовые стекла имели V-образный вид и состояли из двух половинок. Это позволило снизить сопротивление воздушному потоку, т.к. лобовое стекло такой формы позволяло воздуху более легко обтекать кузов с двух сторон от середины соединительной планки. На таких стеклах пришлось устанавливать два стеклоочистителя, т.к. один не мог работать в двух плоскостях. Кроме того что стекла располагались под углом друг к другу, они еще устанавливались под углом к вертикали. На первых моделях этот угол составлял около 25%. Такое лобовое стекло придавало стремительность автомобилю визуально и как считали в то время позволяло значительно снизить сопротивляемость воздуха. Современными инженерами установлено что большого эффекта таким шагом добиться не удалось, но тем не менее это еще один шаг развития технологии лобового стекла. В это же время инженеры проектировщики отказываются от откидных и складывающихся лобовых стекол в целях безопасности водителя и пассажиров транспортного средства. Лобовое стекло начинают устанавливать в кузов при помощи резинового молдинга. Такие лобовые стекла при ДТП вылетали вперед и обеспечивали этим безопасность. В 1930-1940-ых годах на такую модель лобового стекла перешли практически все автопроизводители. Были конечно исключения, среди них американский армейский джип Willis , который по прежнему комплектовался откидным лобовым стеклом. Проектировщики задумались над улучшением обзора с водительского места. Для этого необходимо было использовать панорамное лобовое стекла. Но технологии производства гнутых стекол такого размера еще не было. Было принято решение делать панорамные лобовые стекла путем состыковки плоских стекол меньшего размера. В послевоенное время наблюдается тенденция увеличения лобового стекла, и вообще площади остекленения, за счет уменьшения борта кузова автомобиля. Это делалось для улучшения обзора из автомобиля в целях безопасности. Но большинство лобовых стекол в это время оставались V-образные.

   Тенденция автомобилестроения в это время намечается к более округлым формам кузова машин. Плоские лобовые стекла в кузовах таких форм смотрелись не совсем удачно. Технологии обработки стекла приобрели уже значительный опыт, что позволило впервые изготовить гнутое лобовое. Такое стекло лучше вписывалось в обновленный дизайн автомобилей, но опять же имело свои недостатки. Гнутое лобовое стекло хуже очищалось дворниками лобового стекла, бликовало на солнце и было значительно дороже в производстве, что приводило к удорожанию автомобиля. Первое время гнутые лобовые стекла состояли также их двух частей как и V-образные лобовые стекла. На Cadillac лобовые стекла такого вида появились в 1948 году. Позднее остальные американские производители также перешли на комплектацию автомобилей такими стеклами. (Бьюик-1949, Шевроле-1950, Додж и Плимут-1951, Форд-1952) На некоторые модели этих марок начинают устанавливать панорамные стекла не только лобовые, но и задние. Это было больше дань моде. С легкой руки американских автопроизводителей гнутые лобовые стекла начинают свое победное шествие по всему миру. Правда в СССР еще в 1946 году на Победу устанавливали гнутое стекло, но это было заднее стекло и к тому же оно было небольшого размера. Несовершенство технологии объясняло большой процент брака при изготовлении гнутых задних стекол. И даже те стекла, которые были допущены к установке на автомобили, имели далеко неидеальную форму стекла, что приводило к сильным искажениям при обзоре через них. Кроме Победы задние стекла гнутой формы в 1949 начинают устанавливать на ЗИМы. Здесь заднее стекло уже далеко немаленького размера имело также гнутую форму, но лобовые стекла сохраняли V-образный тип из двух плоских половинок. В отечественном автопроме первые гнутые лобовые стекла начали устанавливать на Москвич-402 и ГАЗ-21 в 1956году.

  С развитием автомобилестроения стекло непрерывно увеличивалось в размерах за счет снижения капотной линии и увеличении высоты лобового стекла, также благодаря изгибу и увеличении наклона лобового стекла. Развивающиеся технологии уже в 1950-ых годах изготавливать панорамные лобовые стекла и затем задние стекла. Первый был опять Cadillac и к 1954 году уже все модели этой марки имели панорамные лобовые стекла. А к 1955 году остальные производители тоже начинают использовать в своих моделях панорамное лобовое стекло. Со временем начинается использование и задних панорамных стекол. Панорамные лобовые стекла позволили конструировать кузова с вертикальными стойками и даже со стойками имеющими обратный угол наклона. С освоением технологии не было границ новым идеям, одни производители делали стойки не только с обратным наклоном но и фигурными, другие например «Меркьюри» конструировали модели с лобовым стекло заходящим на крышу автомобиля, мотивируя такое решение улучшенной обзорностью светофоров. Пик панорамных лобовых стекол приходится на 1950-1960 годы. В это же время начинают использовать тонированное лобовое стекло, лобовое стекло со светофильтром — полосой по верхней части лобового стекла и новую разработку — атермальное лобовое стекло, не позволяющее поступать теплу в салон автомобиля и нагреваться ему от солнечных лучей. Кузова с самым экстримальным остекленением производили «Кадиллак» и «Бьюик» в 1959году. Модели этих марок имели кузов четырехдверный хардтоп (двери не имели рамок вокруг дверного стекла) , панорамное лобовое стекло и такого же типа огромное заднее стекло. Но скоро такие модели сняли с производства из-за недостаточной жесткости кузова. Это объяснялось ненадежностью сохранять геометрию кузова при опрокидывании из-за плоской крыши на тонких стойках. К тому же панорамные лобовые стекла с обратным углом наклона стойки также не способствовали жесткости кузова. Концепт кары американского автопрома того времени имели даже цельное лобовое стекло которое заходило далеко на боковину кузова. В Европе дизайнеры и проектировщики отнеслись более сдержано к развитию технологии производства панорамного лобового стекла. Здесь в это время начинают устанавливать гнутые лобовые стекла (Волга, BMW, Mercedes-Benz), а в основном используются V-образные лобовые стекла (Победа, ГАЗ-М-20, ЗИМ), на некоторых моделях даже плоские цельные лобовые стекла(Москвич-400, FIAT, RENAULT).

   Американские потребители со временем оценили неудобство при посадке и высадке пассажиров в салон автомобилей с обратным углом наклона стоек. Кроме того инженеры рассчитали что обратный угол наклона стоек автомобиля приводит к снижению его жесткости и было принято решение отказаться применения панорамных лобовых стекол. Само лобовое стекло панорамного типа бликовало. Изменяющаяся автомобильная мода и переход в 1960-ых годах к более «рубленным» формам автомобилей исключили развитие и дальнейшее использование лобовых стекол панорамного типа, т.к. такие лобовые стекла уже не вписывались с обновленный дизайн американских автомобилей. Панорамное лобовое стекло использовалось только в США 1953 по 1961, и только Крайслер продолжал до середины 60-ых устанавливать на свои модели первого класса панорманые лобовые стекла. Панорамное стекло в Европе короткий срок устанавливалось на моделях ориентированных на американский рынок таких как OPEL, Vauxhall, Facel-Vega. А в отечественном автопроме панорамное лобове стекло использовалось на ЗИЛ-111, ЗИЛ-130 и ГАЗ-13. К середине 60-ых панорамное лобовое стекло практически не используется ни одни автопроизводителем. Распространение получили плоские с небольшим геометрическим изгибом лобовые стекла, которые и сейчас используются автопроизводителями всего мира. С развитием автопрома меняется угол наклона лобового стекла в угоду аэродинамическим качествам автомобилей. С середины 1980 годов меняется способ установки лобового стекла на кузов автомобиля. Теперь лобовое стекло вклеивается в кузов машины и служит дополнительным элементом жесткости автомобильного кузова. В настящее время для замены стекол используют продукцию заводов XYG, Pilkington, FYG и др, также всегда находят спрос и оригинальные лобовые стекла.

Виды ветровых стёкол

Устройство ветрового стекла автомобиля