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.
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.
РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ: