Автомобильные стекла

Автомобильные стекла

 

Автомобильные стекла, это прозрачный элемент, устанавливаемый в кабине транспортного средства для защиты водителя и пассажиров от набегающего потока воздуха, насекомых и т. п. Автомобильные стекла вносят значительный вклад в формирование аэродинамических показателей автомобиля, а стекла, установленные в боковых проемах, оказывают весомое влияние на жесткость кузова автомобиля в целом. Вот о том, кими бывают автомобильные стекла, мы и поговорим в этой статье.

 

 

Свойства автомобильного стекла

 

Ветровые и боковые стекла для автомоби­лей изготавливаются из кварцевого стекла. Основные химические компоненты и их про­порции:

  • Диоксид кремния (SiO2) как основной ком­понент стекла — 70-72%;
  • Оксид натрия (Na2O) в качестве флюса — около 14%;
  • Оксид кальция (СаО) в качестве стабилиза­тора-около 10%.

 

Эти вещества смешиваются в виде кварце­вого песка, кальцинированной соды и извест­няка. Другие оксиды, такие как оксид магния и оксид алюминия, добавляются в смесь в пропорциях до 5%. Эти добавки улучшают физические и химические свойства стекла.

 

 

Механические характеристики и физические свойства стекла и готовых ветровых и боковых стекол

 

 

 

Изготовление плоского автомобильного стекла

 

Автомобильные стекла изготавливаются из базового продукта — плоского стекла, вы­плавляемого по флоат-технологии. При этой технологии смесь плавится при температуре 1560°С. Затем расплавленная масса прохо­дит через зону очистки при 1500—1100°С и разливается в плавильные ванны с жидким оловом. Расплавленная масса нагревается сверху (сглаживание поверхности огневым полированием). Плоская поверхность рас­плавленного олова создает плоское стекло с плоскими параллельными поверхностями очень высокого качества (снизу — оловянная ванна, сверху-огневое полирование). Перед выниманием из ванны стекло охлаждается до температуры 600°С. После последующего медленного, ненапряженного охлаждения стекло разрезается на листы 6,10 х 3,20 м2.

Олово хорошо подходит для флоат-технологии, так как является единственным металлом, не соз­дающим давления пара при 1000 °С и находится в жидком состоянии при 600 °С.

 

 

Остекление автомобилей

 

Стекло, используемое для остекления авто­мобилей, бывает двух типов:

  • Однослойное закаленное безопасное стекло (TSG), используемое в основном для боко­вого, заднего остекления и крышек люков;
  • Многослойное безопасное стекло (LSG), используемое в основном для ветровых и задних стекол, но также и для крышек люков. LSG все чаще устанавливается на боковые и задние стекла.

 

Материалы, из которых изготавливаются стекла TSG и LSG:

  • Прозрачное флоат-стекло — это стекло обе­спечивает наилучшее светопропускание.
  • Тонированное флоат-стекло — это стекло имеет однородную зеленую или серую тонировку. Тонировка препятствует про­никновению солнечного тепла.
  • Флоат-стекло с покрытием — стекло с одной стороны покрыто благородным металлом и оксидами металлов; покрытие уменьшает про­никновение тепла и ультрафиолетового из­лучения в салон, обеспечивая теплоизоляцию.

 

Автомобильные стекла TSG

 

Автомобильные стекла TSG отличаются от стекол LSG более высокой механической и тепловой прочно­стью, а также стойкостью к разрушению и устойчивостью к сотрясению. Боковые стекла TSG проходят процесс упрочнения, с помо­щью которого получается поверхность стекла с предварительным напряжением. При ударе эти стекла разбиваются на множество мелких осколков с тупыми краями (во избежание ри­ска травмирования).

Обработка стекол TSG (шлифование, свер­ление) невозможна. Стандартная толщина составляет 3,4 и 5 мм.

Автомобильные стекла LSG

 

Автомобильные стекла LSG изготавливаются из стойкого к трещинам, гибкого промежуточного слоя — пленки из поливинилбутирала (PVB), вклеи­ваемой между двумя листами стекла. При ударе стекло LSG раскалывается с образо­ванием сетчатого рисунка. Промежуточный слой удерживает куски разбитого стекла (во избежание риска травмирования). У разби­того стекла промежуточный слой сохраняет свою целостность и прозрачность.

Стандартная толщина составляет 4.5— 5,6 мм.

 

 

Оптические свойства автомобильного стекла

 

Требования к оптическому качеству автомо­бильных стекол:

  • Беспрепятственный обзор;
  • Безупречный обзор;
  • Обзор без искажений.

 

Достижение оптимального оптического каче­ства должно соотноситься со структурными требованиями и дизайном кузова, с учетом следующих факторов:

  • Остекление большой площади;
  • Плоское остекление;
  • Цилиндрические или сферические стекла;
  • Стекла с высокой степенью кривизны.

 

Причины возможного ухудшения качества:

  • Оптическое преломление;
  • Оптическое искажение;
  • Двоение.

 

Оптическое преломление увеличивается при:

  • Увеличении конусности, т.е. наклона окон
  • Увеличении толщины стекол;
  • Уменьшении радиуса кривизны (увеличе­нии степени изгиба);
  • Увеличении отклонения от идеальной па­раллельности поверхностей исходного листа стекла.

 

Стекло с зеленой или серой тонировкой ис­пользуется для поглощения тепла, так как оно блокирует пропускание инфракрасных лучей (излучение тепла) сильней, чем лучи с более короткой длиной волны. С другой стороны, оно также уменьшает пропускание лучей в пределах видимого спектра. Пленка PVB в стекле LSG по­глощает свет в ультрафиолетовом диапазоне.

Оптические характеристики стекол на основе TSG и LSG являются приблизительно одинаковыми. Оптические свойства пленки поливинилбутирола приближены к характе­ристикам стекол в видимом спектре.

Функции автомобильного остекления

 

Требования к остеклению непрерывно ра­стут. Использовавшиеся в прошлом плоские стекла служили лишь для защиты пассажи­ров от ветра и непогоды. Ныне остекление автомобилей выполняет широкий спектр функций.

Остекление с тонировкой

 

Это стекло, тонированное в процессе изго­товления и уменьшающее прямое проникно­вение солнечных лучей в салон.

Уменьшение пропускания солнечной энер­гии происходит в основном в длинноволно­вом спектре (инфракрасном, рис. «Коэффициент пропускания света автомобильного ветрового стекла» ), и это уменьшает передачу тепла в салон. Степень влияния на пропускание света в видимом спектре зависит от степени тонировки и тол­щины стекла.

 

Коэффициент пропускания света автомобильного ветрового стекла

 

У ветровых стекол коэффициент пропуска­ния света должен составлять не менее 75%. Сильно тонированное стекло с коэффициен­том пропускания света менее 70% можно ис­пользовать в стеклах задних дверей, если ав­томобиль имеет два наружных зеркала. Для крышек люков используется тонированное стекло со значительно меньшим коэффи­циентом пропускания света и пропусканием ультрафиолетовых лучей < 2 %.

 

 

Автомобильные стекла с покрытием

При остеклении этого типа используется стекло с металлическим или металоксидным покрытием. В зависимости от технологии по­крытие может быть нанесено до или после выгибания и предварительного напряжения стеклянного листа. Покрытие наносится на внутреннюю поверхность стекла LSG.

Коэффициент пропускания света такого стекла с покрытием меньше 70 %. Поэтому его можно устанавливать на задние две­ри, если автомобиль имеет два наружных зеркала.

Стекло с покрытием можно также исполь­зовать для крышек люков. Также использу­ются стекла с пиролитическим покрытием, подвергаемые обработке после нанесения металлического покрытия.

Стекло с покрытием уменьшает проникно­вение прямых солнечных лучей в салон и по­глощает солнечную энергию в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах спектра.

Ветровые стекла с защитным покрытием

 

На внутреннюю поверхность внешнего или внутреннего слоя стекла в триплексном ва­рианте наносится специальное покрытие. Это покрытие — многослойное, в качестве базо­вого слоя используется серебро. Поскольку покрытие наносится на внутреннюю поверх­ность триплекса, то оно на весь срок службы защищено от коррозии и царапин.

Это покрытие предназначено для умень­шения пропускания солнечной энергии более чем на 50 %. Это уменьшает нагрев салона. Светопропускание уменьшается в основном в инфракрасном диапазоне, т.е. пропускание видимой части спектра изменяется очень незначительно. Уменьшение достигается большей частью за счет отражения, вторич­ное отражение в салон небольшое. Коэф­фициент пропускания света этого стекла в ультрафиолетовом диапазоне очень низкое, меньше 1%.

Остекление люков триплексом

 

Гнутое триплексное стекло состоит из двух слоев тонированного стекла, которые ча­стично предварительно напряжены терми­чески для повышения механической прочно­сти. Между ними вклеивается очень стойкая к разрыву, особым образом тонированная пленка. Общая ее толщина зависит от пло­щади стекла и общей конструкции люка.

Поглощение лучей, в основном инфракрас­ной части спектра, гарантирует минимальное проникновение тепла. Покрытие также обе­спечивает низкое пропускание и полную фильтрацию ультрафиолетовых лучей.

Автомобильное изолирующее стекло

 

Автомобильное изолирующее стекло из­готавливается из двух плоских или гнутых листов однослойного закаленного безопас­ного стекла (3 мм), разделенных воздушным зазором (3 мм). Этот тип изолирующего стекла уменьшает нагрев салона, особенно в сочетании с тонированным покрытием. Светопропускание уменьшается в основном в инфракрасном диапазоне, т.е. пропускание видимой части спектра изменяется очень незначительно.

Изолирующее стекло также улучшает те­плоизоляцию зимой и звукоизоляцию. Изолирующее стекло сегодня использу­ется только в автобусах, поездах и самолетах.

Многослойное безопасное стекло с подогревом

 

Многослойное безопасное стекло с подо­гревом можно использовать для ветровых и задних стекол. Они предотвращают обледе­нение и запотевание стекол, даже при очень низких температурах и обеспечивают хоро­шую видимость.

Многослойное безопасное стекло с по­догревом состоит из двух листов стекла с вклеенной между ними пленкой PVB. Внутри пленки PVB имеются нити нагрева, которые могут быть тоньше 20 мкм, в зависимости от необходимой мощности. Нити нагрева могут быть проложены волнами или прямыми ли­ниями, вертикально или горизонтально. На­грев может охватывать всю площадь стекла или быть поделен на отдельные зоны с разной мощностью нагрева. Таким образом, можно предотвратить примерзание дворни­ков к ветровому стеклу при отрицательных температурах.

Стекла с обогревом можно также создать путем наслаивания.

Автомобильные стекла с антенной

 

В стекле этого типа имеется встроенная ан­тенна. В случае, когда стекла и крышка люка изготавливаются из однослойного закален­ного безопасного стекла, антенна печатается на стекле и почти незаметно размещается на внутренней поверхности стекла. У триплекс­ных ветровых стекол антенна встраивается или печатается на внутренней пленке.

 

 

Акустическое остекление автомобиля

 

Акустическое ветровое стекло, как любое ве­тровое стекло, состоит из отдельных листов стекла — внешнего и внутреннего, прочно соединенных между собой пленкой из поливинилбутирала (PVB). Однако в случае с акустическим остеклением вместо обычной пленки PVB устанавливается акустическая пленка PVB, имеющая сердцевину с очень высоким уровнем шумоподавления, распо­ложенную между двумя слоями стандартной пленки PVB. Внешние слои обычной пласти­ковой пленки обеспечивают механические свойства, а звукоизолирующая сердцевина поглощает вибрации.

Акустические ветровые стекла уменьшают проникновение низкочастотных вибраций двигателя в салон. Вибрация двигателя по­глощается ветровом стеклом, уменьшение гула на низких частотах составляет до 5 дБ.

Водоотталкивающее остекление автомобиля

 

Специальное покрытие на стекле заставляет воду собираться в мельчайшие капли во время дождя. Они сдуваются со стекла по­током воздуха.

Такое покрытие можно нанести на любые стеклянные поверхности. Через несколько лет эксплуатации эффективность водооттал­кивающего остекления может быть полно­стью восстановлена.

Электрохромное остекление автомобиля

 

В стандартном исполнении электрохромное стекло состоит из двух слоев стекла толщи­ной по 2,1 мм и тонкого промежуточного слоя, общая толщина составляет 5,8 мм, удельная масса — 16 кг/м2. В зависимости от размера стекла, светопропускание может быть полно­стью изменено за 30-60 секунд. Это время реагирования остается постоянным в диа­пазоне температур: от -25 до +90 °С. Стекло остается прозрачным при любом затемнении, т.е. оно никогда не становится матовым. Для активации стекла требует питание напряже­нием ±1,5 В. Потребляемая мощность крайне мала-менее 0,1 Вт-ч/цикл/м2.

Предпочтительными областями примене­ния электрохромного остекления являются крышки люков, задние стекла и треугольные стекла у задних стоек.

Панорамные крыши автомобилей

 

Имеется широкий выбор панорамных крыш — от закрытых, большой площади, до двойных, многопанельных и пластинчатых.

Для панорамных крыш можно использо­вать следующие стекла:

  • Однослойное безопасное стекло толщиной 5 или 4 мм;
  • Традиционное триплексное безопасное стекло толщиной 6 или 5 мм;
  • Частично напряженное триплексное безо­пасное стекло толщиной 5 мм.

 

В следующей статье  расскажу об очистка стекла автомобиля.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *