EL LIMPIAPARABRISAS

Realizado por: Alejandro Morales y Roberto Pérez

INTRODUCCIÓN

El limpia-lavaparabrisas desarrolla en el vehículo una función importante para la seguridad del conductor, proporcionándole visibilidad adecuada en cualquier circunstancia de marcha.

El limpiaparabrisas está constituido por un pequeño motor eléctrico, equipado con un sistema de reducción y un mecanismo de transmisión, que transmite el movimiento del motor a los ejes-brazos raquetas y sus correspondientes escobillas de goma, que se desplazan por delante del parabrisas, retirando el agua que en él se deposita.

El sistema de reducción de velocidad incorporado al motor eléctrico, transforma la velocidad del rotor o inducido (2.500 a 3.000 r.p.m.), en otra adecuada a los ejes-brazos raquetas de 50 a 70 oscilaciones por minuto.

El motor eléctrico es de inducción por imanes permanentes y debe tener la potencia necesaria para vencer el rozamiento que existe entre las escobillas de goma y el parabrisas del vehículo, en cualquiera de las condiciones de funcionamiento.

Según la forma de transmitir el movimiento del motor a los ejes-brazos raquetas, destacamos dos modelos:

Transmisión por biela- manivela: Este sistema consiste en transformar el

movimiento circular del eje motor, en movimiento alternativo de vaivén y transmitirlo a los ejes-brazos raquetas por medio de un conjunto de bielas y manivelas.

Transmisión por cable flexible En este sistema, el movimiento circular del eje

motor es transformado en el interior del soporte motor, en movimiento alternativo de vaivén por la biela de accionamiento y transmitido a los ejes-brazos raquetas por medio del cable flexible.

COMPONENTES PRINCIPALES DEL LIMPIAPARABRISAS

La acción de un limpiaparabrisas es oscilatoria y viene en varios tipos de diseños en diferentes modelos de automóviles. Sin embargo, su funcionamiento básico sigue siendo el mismo para cualquier diseño. Por lo tanto las partes principales son las mismas independientemente del modelo del vehículo.

Parabrisas brazo del limpiaparabrisas: Los brazos de limpiaparabrisas son el nexo de unión entre las escobillas y el motor. Sus

dimensiones están diseñados para cubrir la extensión máxima de la pantalla parabrisas, y proporcionar las hojas con el máximo alcance. Se realizará la función importante de presionar las hojas contra la pantalla parabrisas, garantizando la máxima limpieza.

Las escobillas del limpiaparabrisas: Los limpiaparabrisas son el principal componente de limpieza, limpian la

superficie de el parabrisas, con cada movimiento oscilatorio. En su mayoría se compone de goma, que proporciona la necesaria flexibilidad y durabilidad ya que resiste el efecto continuo de la fricción. Sus contornos del cuerpo están diseñados para adaptarse a la curvatura del parabrisas que los hace más eficaz. 

Motor: En la actualidad todos los motores limpiaparabrisas disponen de dos velocidades, lenta y rápida, esta última, se

obtiene alimentando el colector mediante una tercera escobilla desfasada de las otras dos. El motor está constituido por los siguientes subconjuntos:

Carcasa o inductor: A través de este componente se cierra el campo magnético del motor. Está formado por la carcasa propiamente dicha, en la que se han incorporado las siguientes piezas:

Un conjunto inductor, formado por dos imanes permanentes de tipo cerámico, adheridos al interior de la carcasa.

- Un tope de material termoplástico, que sirve de apoyo axial al eje del inducido. Rotor o inducido: Está constituido por un eje de acero con los elementos siguientes:

- Un paquete de láminas ranuradas, en las que se alojan los arrollamientos inducidos. - Un colector, al que se conectan los arrollamientos inducidos y sobre el que rozan las escobillas. En el extremo del eje se encuentra tallado el husillo sinfín, para el accionamiento de la rueda reductora de

velocidad. Soporte motor:

Es una pieza de aluminio obtenida mediante fundición, se acopla a la carcasa por medio de un rebaje circular exterior y dispone de tres apoyos con taladros roscados, para su fijación al vehículo o a la placa soporte del mecanismo de transmisión. El soporte motor difiere principalmente de un limpiaparabrisas a otro en su forma, según sea el sistema de transmisión de movimiento empleado.

Incorpora los siguientes elementos: • - Un portaescobillas moldeado en material termoestable, sujeto por rebordeados al soporte motor,

en el se alojan tres escobillas y los muelles que las presionan sobre el colector.• - Tres o cuatro casquillos sinterizados; dos de ellos alojan al eje inducido y unidos al eje de la rueda

reductora de velocidad.• - Una guía de material termoplástico, por la que se desliza la cabeza del cable flexible, en el sistema

de transmisión del mismo nombre. Rueda reductora:

Esta moldeada en material termoplástico de bajo coeficiente de fricción y constituye junto con el husillo sinfín del inducido, el sistema reductor de velocidad. Los tipos de ruedas reductoras (ver figuras), varían en la forma de accionar el conmutador de parada automática y por la disposición del acoplamiento para la manivela de accionamiento.

Conmutador de parada automática: Está constituido por una base de material termoplástico, en la que por una de las caras van fijos los cables de

conexión del limpiaparabrisas, y por la otra, los contactos del mecanismo de parada automática. En el conmutador para el sistema de transmisión por cable flexible, los contactos son accionados por medio de

un empujador, que recibe movimiento del realce incorporado en la parte inferior de la rueda dentada reductora. Es una tapa de plástico que cubre las conexiones de los cables y se fija al soporte motor, con los mismos tornillos que sujetan el conmutador de parada automática. En el sistema de cable flexible, es una tapa metálica que cierra el compartimiento de la biela de accionamiento del soporte motor.

Pitón roscado completo: este elemento realiza el ajuste del juego axial del inducido. El contacto con el extremo del eje se efectúa

mediante una bola, siendo así menores las perdidas por rozamiento. En la mayoría de los casos el ajuste es automático, por medio de un muelle de torsión sujeto por un extremo al

pitón roscado, y por el otro, forma una patilla que se aloja en una de las ranuras del soporte motor.

COMPONENTES PRINCIPALES DEL LIMPIAPARABRISAS

LAVAPARABRISAS El sistema está constituido básicamente por un

deposito de líquido y una pequeña bomba eléctrica generalmente adosada al depósito, cuando es accionada por el conductor, envía a través de tuberías flexibles líquido del depósito a los eyectores, situados en el capó frente al cristal, que son los que proyectan finalmente un chorro de líquido sobre el parabrisas.

El sistema de mando de la bomba eléctrica se dispone de manera que funcione simultáneamente con el limpiaparabrisas, de este modo, el agua proyectada queda barrida por las raquetas, efectuándose la limpieza necesaria.

Por lo que respecta al conmutador de mando del limpia-lavaparabrisas, ya ha sido objeto de estudio en el apartado dedicado a los conmutadores de los circuitos eléctricos, en el que fueron detalladas las diferentes posiciones de conmutación, así como, su conexionado eléctrico interior.

LIMPIA-LAVALUNETAS El mecanismo de limpialuneta trasero es semejante al

de los limpiaparabrisas, con la diferencia de que aquí no es precisa más que una sola raqueta, que toma movimiento del motor eléctrico a través de un sistema de transmisión de biela-manivela.

En cuanto al lavaluneta se refiere, es similar en constitución y funcionamiento al lavaparabrisas y suele situarse en la parte trasera del vehículo, generalmente en un lateral, a la altura del paso de rueda. El circuito de mando integrado generalmente en el conmutador del limpia-lavaparabrisas, se dispone de manera que pueda accionarse solamente el limpialuneta o ambos mecanismos a la vez (limpia-lavaluneta).

Algunos vehículos llevan una sola bomba para los servicios de lavaparabrisas y lavaluneta, según su sentido de giro (derecha o izquierda) proyecta líquido sobre el parabrisas o lavaluneta, un ejemplo de ello lo tenemos en el Citroën Xsara yVolkswagen Polo.

LIMPIAPARABRISAS AUTOMÁTICO.

El elemento principal del limpiaparabrisas automático es el sensor de lluvia: un dispositivo basado en un principio físico llamado refracción y reflexión de la luz.

Cuando un rayo de luz cambia el medio que está atravesando, pueden pasar tres cosas: que lo atraviese sin cambiar de dirección, que lo atraviese y cambie de dirección, o que se refleje como si hubiese incidido en un espejo. La primera situación sólo se da cuando el rayo incide perpendicularmente. La segunda, si cambia ligeramente la dirección, se denomina refracción y ocurre cuando el ángulo es inferior a los 90º. La tercera —reflexión— ocurre cuando el ángulo de incidencia tiene determinado valor, que suele depender del medio.

El sensor de lluvia se compone de un diodo que emite luz con un determinado ángulo, de tal forma que incide sobre la superfice exterior del cristal y se reflejan. Si el agua de la lluvia se queda sobre el cristal, las características de la superficie de reflexión varían, debido a que aumenta el grosor aparente del cristal, y por tanto solo una parte del haz de luz es reflejado.

El haz de luz reflejado se recoge en un diodo sensible a la luz. En función de la luz recibida dejará pasar más o menos corriente. De esa manera, gracias a un microchip, estima cuanta agua hay en la zona estudiada. A menor reflexión, mayor cantidad de agua, que por supuesto, es una muestra representativa de todo el parabrisas. En función del agua detectada, hará funcionar el limpiaparabrisas con mayor o menor rapidez, e incluso cerrar las ventanillas y el techo solar (el Citroën C5 por ejemplo lo hace) si está programado para eso. También puede ralentizar e incluso detener el parabrisas si el coche queda parado.

El sistema lleva además sensores para detectar la luz ambiental, y de esa manera adecuar tanto la velocidad de los limpiaparabrisas (por la noche hace falta que vayan más rápido para la misma cantidad de agua), como para poder distinguir zonas puntuales de sombra, de túneles y anocheceres donde se hace necesario encender las luces.

SENSOR DE LLUVIA

FUNCIONAMIENTO BÁSICO

Las conexiones mas comunes en los relés de limpiaparabrisas son:

LIMPIALUNETA CON RELÉ SIMPLE. Utilizaremos el limpialuneta como método

para explicar tres de los estados de un motor de limpia, tanto parabrisas como luneta.

La primera posición es la de reposo, en la que se cortocircuitan las dos escobillas del motor haciendo el efecto freno eléctrico.

Activado, se cierra el interruptor que alimenta el circuito de control del relé, cerrándose el contacto del circuito de potencia.

Desactivado, retorno a la posición de guarda automático, a través del interruptor comandado por la reductora, se alimenta el motor hasta que llega a la situación de reposo.

Lavaluneta, cuando se coloca el interruptor en la segunda posición se alimenta la bomba de agua.

Se trata de un circuito formado por cuatro elementos principales: - Mando doble de cuatro posiciones más pulsador de lavaparabrisas. - Relé de control de limpiaparabrisas, con modo intermitente y

lavaparabrisas. - Motor de limpiaparabrisas con dispositivo de retorno automático. - Bomba lavaparabrisas. En este caso se pueden definir cinco estados representados en la figura.

Reposo En esta posición las dos escobillas del motor están comunicadas, a través del conmutador interno del motor, relé electrónico y mando de limpiaparabrisas, (línea verde).

Velocidad intermitenteEl objeto de esta posición, es conseguir que el sistema efectué un barrido de raquetas de forma intermitente.Cuando conectamos esta velocidad, el conmutador activa el relé electrónico (línea azul), a través de la corriente que le envía al terminal 1, conmutando su contacto móvil del borne 8 al borne 2, uniendo la línea amarilla 15 con la naranja que a través del mando, alimenta el motor. En el momento que el motor inicia su funcionamiento y las raquetas abandonan la posición inferior del parabrisas, el relé electrónico se desactiva, conmutando a la posición de retorno automático, hasta que finaliza su movimiento en la posición de reposo.Transcurridos unos segundos, que en algunos casos son regulables mediante un potenciómetro, el relé electrónico se activa de nuevo provocando un nuevo ciclo de funcionamiento del motor y barrido de raquetas, el proceso se repite hasta que desconectemos la velocidad intermitente.

Funcionamiento continuoEn esta posición se realiza a través del mando de limpiaparabrisas la alimentación de la primera o segunda escobilla, para conseguir las dos velocidades de barrido del motor.

Bomba lavaparabrisasCuando mantenemos accionado el pulsador del lavaparabrisas a la vez que la bomba lavaparabrisas a través de los eyectores proyecta agua sobre el parabrisas y, por otro, a través del terminal 6 alimentamos el relé electrónico que pone en funcionamiento el motor del limpiaparabrisas, con el fin de efectuar ciclos de barrido y realizar la correcta limpieza del cristal parabrisas.Cuando el conductor deja de presionar el interruptor cesa la proyección de agua y se interrumpe la alimentación del relé, no obstante, el relé mantiene la alimentación del motor limpiaparabrisas durante unos segundos más, tiempo necesario para realizar dos barridos finales que eliminen todo resto de agua del parabrisas.

Retorno automáticoSe trata de conseguir que al desconectar el conmutador las raquetas se detengan siempre en la posición de reposo (la más baja de su recorrido) y no interfieran en ningún caso la visibilidad del conductor.Para obtener el efecto señalado, el mecanismo se diseña para que al retornar el conmutador a su posición de reposo y las raquetas no se encuentren en la posición más baja (reposo), el motor reciba corriente a través del conmutador interno, relé electrónico y conmutador en reposo, poniendo en contacto la línea amarilla (15) con la línea azul.Cuando las raquetas están alcanzando su posición de reposo, el contacto móvil del conmutador del motor se desconecta de positivo, dejando sin alimentación al motor, no obstante, el rotor o inducido sigue girando por inercia, al tiempo que el contacto móvil establece conexión con masa, transmitiendo esta polaridad a las dos escobillas.El giro por inercia del motor es necesario frenarlo, con el fin de evitar que el contacto móvil del conmutador interno conexione de nuevo con positivo, alimentando de nuevo al motor y repitiéndose indefinidamente el ciclo de funcionamiento, para ello, durante el giro inercial del motor (sin alimentación), las del rotor cortan el campo magnético permanente del estator, creándose en ellas por variación de flujo, una corriente inducida y un campo magnético antagonista al del estator que se opone al giro del rotor, lo que constituye el freno eléctrico del motor que detiene el inducido, coincidiendo con la posición de reposo de las raquetas.