Przednia szyba – jak ewoluowała przez lata?
Przednia szyba w samochodzie, czyli duży kawał odpowiednio wyprofilowanego szkła, osadzonego w nadwoziu za pomocą uszczelki i kleju. Co tu może się zmienić? Bardzo wiele. Jeśli ktoś zastanawia się, dlaczego przednie szyby do współczesnych aut są tak drogie, znajdzie odpowiedź poniżej.
Spis treści
- Przednia szyba samochodowa – podstawowe funkcje i standardowa budowa
- Szyba i uszczelka przedniej szyby – nierozerwalna całość
- Przednia szyba atermiczna – zmniejsza nagrzewanie wnętrza
- Przednia szyba z wygłuszeniem
- Ogrzewanie przedniej szyby
- Szyby z wbudowanymi antenami
- Szyba z wyświetlaczem – system Head Up
- Przednia szyba - ważna część systemów bezpieczeństwa aktywnego i wsparcia kierowcy ADAS
Współczesna motoryzacja nieustannie ewoluuje. Auta „rosną” pod względem wymiarów, są coraz cięższe, choć produkuje się je z coraz lżejszych materiałów. A co z przednią szybą samochodu? Czy kawałek odpowiednio uformowanego szkła może kosztować kilkanaście tysięcy złotych?
Przednia szyba samochodowa – podstawowe funkcje i standardowa budowa
Przednia szyba samochodowa jest częścią karoserii samochodu. Jej wielkość i stopień nachylenia zależne są od kształtu i wielkości górnej części karoserii auta, a także od kształtu i wielkości maski.
Standardowa budowa szyby jest następująca: są to dwie tafle szkła, pomiędzy którymi znajduje się warstwa folii oraz przezroczystego kleju, spajającego wszystko w jedną całość. Dzięki folii przednia szyba nie rozpadnie się po uderzeniu (choć może zrobić się w niej dziura), a także zostanie przezroczysta po uszkodzeniu mechanicznym. Szyba popęka, ale zdecydowana większość kawałków szkła będzie się trzymać folii. Dzięki temu kierowca i pasażerowie nie są narażeni na poważne zranienia odłamkami szyby.
Przez lata konstrukcja przednich szyb się nie zmieniała. Co najwyżej, w autach wyższych klas stosowano specjalną warstwę przeciwsłoneczną w górnej części szyby. W ostatnich 20 latach rozwój i ewolucja motoryzacji znacząco przyspieszyły. A to sprawiło, że szyba stała się również ważną częścią zaawansowanych systemów bezpieczeństwa aktywnego oraz wsparcia kierowcy.
Szyba i uszczelka przedniej szyby – nierozerwalna całość
W standardowych rozwiązaniach szyba jest montowana na klej. Przed jej zamontowaniem, umieszcza się na niej gumową uszczelkę. Co można tu zmienić? Można stosować lepsze kleje oraz uszczelki. Ale można też nakładać uszczelkę bezpośrednio na krawędzie szyby, za pomocą specjalnych maszyn. Co jest nakładane na krawędzie przedniej szyby? Na przykład płynny polimer.
Uszczelka stanowi jeden element, wraz z szybą. Dzięki temu można szybę łatwiej zamontować. A po montażu można liczyć na dużą szczelność, większą stabilność i lepszą ochronę akustyczną.
Przednia szyba atermiczna – zmniejsza nagrzewanie wnętrza
Promieniowanie słoneczne powoduje nagrzewanie wnętrza samochodu, a także przyspieszone zużycie elementów wyposażenia kabiny. Tworzywa sztuczne i tkaniny bledną, a skórzana tapicerka (także na kierownicy) wysycha i może pękać. Nagrzane wnętrze to także niższy komfort jazdy. I zdecydowanie wyższe zużycie paliwa, bo klimatyzacja musi pracować z większą mocą.
Przednie szyby atermiczne uzyskuje się wtedy, gdy cała szyba jest produkowane z zielonego szkła. Na szyby może też zostać nałożona specjalna powłoka ochronna albo kilka warstw specjalnej folii. W przypadku takich szyb wnętrze auta jest nieco chłodniejsze, a wyposażenie kabiny nie ulega tak szybkiemu zużyciu.
Przednia szyba z wygłuszeniem
Współczesne limuzyny są coraz lepiej wyciszone. Silnika praktycznie nie słychać. W samochodach elektrycznych jego praca jest jeszcze cichsza. Jednak w każdym samochodzie słychać szum opon czy szum powietrza podczas jazdy z większą prędkością. Jednym z rozwiązań może być zastosowanie przedniej szyby z wygłuszeniem.
Jak pamiętamy, podstawowa budowa szyby to dwie warstwy szkła, z folią pomiędzy nimi. Po zastosowaniu trzech warstw transparentnej folii (zamiast jednej) o odpowiednich właściwościach, można obniżyć hałas podczas jazdy z dużymi prędkościami nawet o 30 procent.
Nic nie stoi na przeszkodzie, żeby przednia szyba była równocześnie wyciszona, zabezpieczona przed działaniem promieni słonecznych i ogrzewana.
Ogrzewanie przedniej szyby
W starszych samochodach ogrzewanie przedniej szyby realizowane jest za pomocą nadmuchu ciepłego powietrza. Ale od pewnego czasu sprzedawane są też auta, w których przednia szyba jest ogrzewana tak samo, jak szyba tylna, za pomocą przepływającego przez nią prądu. Jednak, co oczywiste, w przedniej szybie nie stosuje się szerokich drukowanych ścieżek elektrycznych jak w przypadku szyby tylnej. Ograniczałoby to widoczność. Stosuje się za to cieniutkie druciki z wolframu. Umieszcza się je standardowo na transparentnej folii, łączącej dwie tafle szyb.
Elektryczne ogrzewanie szyby działa zdecydowanie szybciej, niż nadmuch, za to ma znacznie większy pobór mocy. Jednak jest bardzo skuteczne. Ogrzewanie można też włączyć w trakcie opadów deszczu, aby uniknąć parowania.
Szyby z wbudowanymi antenami
Problemy z odbiorem ulubionej stacji FM, albo ze znalezieniem sygnału dla nawigacji GPS?
Rozwiązaniem może być szyba z wbudowaną anteną. Nie ma wtedy potrzeby montowania anteny na dachu, albo anteny bocznej. Umiejscowienie anteny dla nawigacji GPS (np. w stacji multimedialnej) także nie sprawia problemu. Antena jest płasko zamontowana na folii pomiędzy warstwami szyby, w formie nadrukowanej. W ten sposób można też zamontować antenę GSM (w samochodach, których system multimedialny ma wbudowaną przeglądarkę albo radio internetowe), a także antenę TV.
Szyba z wyświetlaczem – system Head Up
Rozwiązanie to trafiło do motoryzacji z sił powietrznych. Wyświetlacz Head Up znajduje się w polu widzenia kierowcy i wyświetla na szybie najważniejsze informacje – dane o prędkości, kontrolki ostrzegawcze a także proste wskazania nawigacji GPS (kierunku skrętu, odległości do wykonania manewru), może być kolorowy, albo monochromatyczny (w jednym kolorze, na przykład zielonym, albo czerwonym). Head Up działa dzięki temu, że przed standardową szybą umieszczana jest dodatkowa, przezroczysta szybka. Na niej wyświetlany jest obraz z projektowa, zamontowanego na desce rozdzielczej.
Ale jest nowsze rozwiązanie. Ekran może zostać umieszczony pomiędzy taflami szkła przedniej szyby. Na nim wyświetlany będzie obraz z projektora, zamontowanego na desce rozdzielczej.
W standardowym, obecnie stosowanym rozwiązaniu, wyświetlacz systemu Head Up umieszczony jest centralnie w polu widzenia kierowcy, które jest ustalone przez producenta auta. A zatem, nie jest idealne, chociażby dlatego, że kierowcy mają różny wzrost i różne preferencje dotyczące ustawienia foteli.
Dlatego już opracowywane jest rozwiązanie z bardzo dużą powierzchnią wyświetlacza Head Up, montowanego na folii, łączącej dwie tafle szkła przedniej szyby. W rozwiązaniu tym dodatkowa kamera będzie śledzić ruchy głowy kierowcy. Projektor będzie się poruszać, aby wyświetlany obraz zawsze znajdował się w polu widzenia kierowcy auta.
Przednia szyba - ważna część systemów bezpieczeństwa aktywnego i wsparcia kierowcy ADAS
Przednia szyba jest integralną częścią pakietu systemów bezpieczeństwa aktywnego i wsparcia kierowcy, znanych pod nazwą ADAS. Można powiedzieć, że jest ich oknem na świat. W górnej części szyby, od wewnątrz, montowane są kamery i czujniki, przekazujące informacje do sterowników systemów ADAS.
Jakie to kamery i czujniki?
• Czujnik deszczu, który automatycznie uruchamia wycieraczki, kiedy na szybie pojawia się krople, czujnik ten także dostosowuje prędkość pracy wycieraczek do warunków na drodze. Jak działa? Generuje światło za pomocą własnej diony LED. Kiedy na szybie pojawią się krople wody, światło to się załamuje.
• Czujnik świateł, który automatycznie włącza światła mijania albo drogowe. Czujnik jest w stanie wykryć inne auta na drodze i zapobiegać oślepianiu ich kierowców.
• Kamera systemu utrzymania pasa ruchu. Kamera monitoruje pasy na drodze wyznaczające pas ruchu, a także chodniki i krawędzie jezdni. W razie wykrycia, że auto zjeżdża z pasa (bez włączenia kierunkowskazu przez kierowcę), system ostrzega kierowcę sygnałem dźwiękowym, albo szarpnięciem kierownicy.
• Kamera systemu przeciwzderzeniowego i aktywnego tempomatu. Razem z głowicami radarowymi, zamontowanymi za atrapą chłodnicy, monitoruje to, co znajduje się przed samochodem. W razie wykrycia zagrożenia (innego auta, pieszego, rowerzysty) ostrzega kierowcę, przygotowując się do hamowania. Przy braku reakcji, albo zbyt wolnej reakcji, system samodzielnie zatrzymuje auto.
• Kamera wideorejestratora samochodowego, jeśli jest na liście fabrycznego wyposażenia auta.
• Kamera termowizyjna systemu wspomagania jazdy nocą. Dzięki niej kierowca widzi obraz na wyświetlaczu deski rozdzielczej, np. zwierzę, które wyszło na drogę. Taka kamera ma zazwyczaj zasięg do 300 metrów.
• Inne kamery i urządzenia.
Nowoczesna przednia szyba może mieć też specjalne miejsca do zamontowania własnego wideorejestratora albo anteny GPS dla samodzielnie zamontowanej nawigacji GPS.
Michał Lisiak