برفپاککن شیشه جلو: تاریخچه، انواع و نوآوریها
برفپاککن شیشه جلو، که در انگلیسی با نامهای windscreen wiper (انگلیسی بریتانیایی) یا windshield wiper (انگلیسی آمریکایی) شناخته میشود، وسیلهای ضروری برای حذف باران، برف، یخ، مایع شیشهشوی، آب یا هرگونه آلودگی از روی شیشه جلوی خودرو است. تقریباً تمام وسایل نقلیه موتوری، از جمله خودروها، کامیونها، اتوبوسها، لوکوموتیوهای قطار، و شناورهای کابیندار—و حتی برخی هواپیماها—به یک یا چند برفپاککن مجهز هستند و در بسیاری از موارد، نصب آنها یک الزام قانونی است.
عملکرد و اجزای برفپاککن
یک برفپاککن معمولاً شامل یک بازوی فلزی است که یک سر آن لولا شده و سر دیگر آن به یک تیغه لاستیکی بلند متصل است. بازو توسط یک موتور، اغلب موتور الکتریکی، به حرکت درمیآید، هرچند در برخی وسایل نقلیه از نیروی پنوماتیک نیز استفاده میشود. تیغه با حرکت رفت و برگشتی روی شیشه، آب، بارشهای دیگر یا هر مانعی که دید را مختل میکند، از سطح شیشه پاک میکند. از سال ۱۹۶۹ به بعد، سرعت برفپاککنها معمولاً قابل تنظیم شده و دارای چندین درجه سرعت پیوسته و اغلب یک یا چند حالت متناوب (intermittent) است. اکثر خودروهای شخصی از دو بازوی شعاعی همگام استفاده میکنند، در حالی که بسیاری از وسایل نقلیه تجاری از بازوهای پانتوگراف (pantograph arms) بهره میبرند.
سیستم شیشهشوی و برفزدایی
در برخی خودروها، سیستم شیشهشوی نیز برای بهبود و افزایش کارایی برفپاککنها در شرایط خشک یا یخبندان تعبیه شده است. این سیستم با استفاده از چند نازل، آب یا مایع شیشهشوی ضد یخ را روی شیشه جلو اسپری میکند. این سیستم به پاک شدن گرد و خاک از روی شیشه در کنار تیغههای برفپاککن کمک میکند. در صورت استفاده از مایع شیشهشوی ضد یخ، این مایع به برفپاککنها در حذف برف یا یخ یاری میرساند. برای اینگونه شرایط زمستانی، برخی خودروها دارای سیستمهای گرمکن اضافی برای شیشهها، المنتهای حرارتی تعبیه شده در شیشه، یا المنتهای حرارتی در تیغه برفپاککن هستند؛ این سیستمهای یخزدا میتوانند یخ را ذوب کنند یا از تجمع برف و یخ روی شیشه جلوگیری نمایند. در موارد کمتر، برفپاککنهای کوچک روی چراغهای جلو نصب میشوند تا از عملکرد بهینه آنها اطمینان حاصل شود.
تاریخچه
نسخههای اولیه
یکی از اولین اختراعات ثبت شده برای برفپاککن شیشه جلو، متعلق به جورج جی. کیپول (George J. Capewell) از هارتفورد، کنتیکت است که در ۶ اوت ۱۸۹۶ ثبت شد. اختراع او برای «پنجرههای شناورهای کندرو» بود، اما «بهطور خاص برای پنجرههای وسایل نقلیه سریعالسیر، مانند لوکوموتیوها و قطارهای پرسرعت، که لازم است راننده دید واضحی از مسیر داشته باشد، تطبیق داده شده و در نظر گرفته شده بود.» مشابه طرحهای امروزی برفپاککن خودرو، اختراع او «معمولاً شامل دو برفپاککن بود و آنها را میتوانست به چارچوب زیر صفحه جلوی خودرو یا پشت محفظه اطراف پنجره نصب کرد تا از دید پنهان باشند و به گونهای قرار گیرند که سنگینترین بخش مواد جمع شده روی شیشه را پاک کنند.» تصویر ثبت اختراع او یک پنجره دایرهای را نشان میداد، اگرچه در متن اختراع ذکر شده بود که «ضروری نیست که شیشه شکل دایرهای داشته باشد.»
طرحهای اولیه دیگر برای برفپاککن شیشه جلو به یوزف هافمن (Józef Hofmann)، پیانیست کنسرت لهستانی، و شرکت میلز منییشن (Mills Munitions) در بیرمنگام نسبت داده میشود که ادعا کردند اولین بار در انگلستان حق امتیاز برفپاککن را به دست آوردهاند.
حداقل سه مخترع در حدود سال ۱۹۰۳ دستگاههای تمیزکننده شیشه جلو را به ثبت رساندند: ماری اندرسون (Mary Anderson)، رابرت داگلاس (Robert Douglass) و جان آپجان (John Apjohn). در آوریل ۱۹۱۱، حق امتیازی برای برفپاککن شیشه جلو توسط اسلون و لوید بارنز (Sloan & Lloyd Barnes)، نمایندگان ثبت اختراع لیورپول، انگلستان، برای گلادستون آدامز (Gladstone Adams) از ویتلی بی ثبت شد.
ماری اندرسون، مخترع آمریکایی، به طور گستردهای به عنوان مخترع اولین برفپاککن عملی شیشه جلو در سال ۱۹۰۳ شناخته میشود. در اختراع اندرسون، او اختراع خود را «دستگاه تمیزکننده پنجره» برای خودروهای برقی و سایر وسایل نقلیه نامید. نسخه برفپاککن او که از طریق یک اهرم از داخل خودرو عمل میکرد، شباهت زیادی به برفپاککن شیشه جلوی بسیاری از مدلهای اولیه خودرو داشت. اندرسون یک مدل از طرح خود را ساخت، سپس در ۱۸ ژوئن ۱۹۰۳ اختراعی (US 743,801) را ثبت کرد که در ۱۰ نوامبر ۱۹۰۳ توسط اداره ثبت اختراع آمریکا به او اعطا شد.
جیمز هنری آپجان (James Henry Apjohn) (۱۸۴۵–۱۹۱۴)، مخترع ایرلندیتبار، اختراعی به نام «دستگاه تمیزکننده پنجرههای کالسکه، خودرو و غیره» را ثبت کرد که گفته میشد از برس یا تیغه استفاده میکند و میتواند با موتور یا دست کار کند. برسها یا تیغهها برای تمیز کردن پنجره عمودی، چه در جهت بالا و پایین و چه فقط در یک جهت، طراحی شده بودند. اختراع آپجان تاریخ اولویت در انگلستان را از ۹ اکتبر ۱۹۰۳ داشت.
جان آر. اویشی (John R. Oishei) (۱۸۸۶-۱۹۶۸) شرکت ترا-کانتیننتال کورپوریشن (Tri-Continental Corporation) را در سال ۱۹۱۷ تأسیس کرد. این شرکت اولین برفپاککن شیشه جلو، رِین رابر (Rain Rubber)، را برای شیشههای جلوی شکافدار دو تکه که در بسیاری از خودروهای آن زمان یافت میشد، معرفی کرد. امروزه تِریکو پروداکتس (Trico Products) یکی از بزرگترین تولیدکنندگان برفپاککن شیشه جلو در جهان است. بوش (Bosch) بزرگترین کارخانه برفپاککن شیشه جلو در جهان را در تیین، بلژیک دارد که روزانه ۳۵۰,۰۰۰ تیغه برفپاککن تولید میکند. اولین بازوهای برفپاککن برقی خودکار در سال ۱۹۱۷ توسط شارلوت بریجوود (Charlotte Bridgwood) به ثبت رسیدند.
مخترع ویلیام ام. فولبرت (William M. Folberth) و برادرش، فرد، در سال ۱۹۱۹ درخواست ثبت اختراعی برای دستگاه برفپاککن خودکار شیشه جلو را ارائه کردند که در سال ۱۹۲۱ اعطا شد. این اولین مکانیزم خودکار بود که توسط یک آمریکایی توسعه داده شد، اما اختراع اصلی توسط دیگران به هواین اورماند وال (Ormand Wall) نسبت داده میشود. تراکو بعدها اختلاف ثبت اختراع با فولبرت را حل و فصل کرد و شرکت کلیولند فولبرت، فولبرت اوتو اسپشالتی کو (Folberth Auto Specialty Co.) را خریداری کرد. سیستم جدید با نیروی خلاء به سرعت به تجهیزات استاندارد خودروها تبدیل شد و اصل خلاء تا حدود سال ۱۹۶۰ مورد استفاده قرار گرفت. در اواخر دهه ۱۹۵۰، ویژگیای که امروزه در خودروهای مدرن رایج است، ظاهر شد: فعال شدن خودکار برفپاککنها برای دو یا سه بار عبور هنگام فشردن دکمه شیشهشوی، که دیگر نیازی به روشن کردن دستی برفپاککنها نبود. امروزه از یک تایمر الکترونیکی استفاده میشود، اما در ابتدا یک سیلندر خلاء کوچک که از نظر مکانیکی به یک سوئیچ متصل بود، تأخیر را با نشت خلاء فراهم میکرد.
برفپاککنهای متناوب (Intermittent wipers)
مخترع برفپاککنهای متناوب (غیر پیوسته، که امروزه شامل برفپاککنهای با نرخ متغیر نیز میشود) ممکن است ریموند اندرسون (Raymond Anderson) باشد که در سال ۱۹۲۳ طرحی الکترومکانیکی را پیشنهاد داد (US Patent 1,588,399). در سال ۱۹۵۸، اویشی و همکارانش درخواست ثبت اختراعی را ارائه کردند که نه تنها طرحهای الکترومکانیکی، بلکه طرحهای حرارتی و هیدرولیکی را نیز شرح میداد (US Patent 2,987,747). سپس، در سال ۱۹۶۱، جان آموس (John Amos)، مهندس شرکت مهندسی خودرو بریتانیایی لوکاس اینداستریز (Lucas Industries)، اولین درخواست ثبت اختراع در انگلستان را برای یک طرح الکترونیکی حالت جامد ارائه داد (US patent 3,262,042).
در سال ۱۹۶۳، نوع دیگری از برفپاککن متناوب توسط رابرت کرنز (Robert Kearns)، استاد مهندسی در دانشگاه ایالتی وین در دیترویت، میشیگان، اختراع شد (United States Patent 3,351,836 – تاریخ ثبت ۱964). طرح کرنز برای تقلید از عملکرد چشم انسان طراحی شده بود که هر چند ثانیه یک بار پلک میزند. در سال ۱۹۶۳، کرنز اولین سیستم برفپاککن متناوب خود را با استفاده از قطعات الکترونیکی آماده ساخت. فاصله زمانی بین پاک کردنها با نرخ جریان ورودی به یک خازن تعیین میشد؛ هنگامی که شارژ خازن به ولتاژ معینی میرسید، خازن تخلیه شده و یک چرخه موتور برفپاککن را فعال میکرد و سپس فرآیند تکرار میشد. کرنز طرح برفپاککن خود را به شرکت فورد موتور (Ford Motor Company) نشان داد و پیشنهاد تولید آن را داد. مدیران فورد در آن زمان پیشنهاد کرنز را رد کردند، اما بعدها طرح مشابهی را به عنوان یک آپشن در خط تولید مرکوری این شرکت، از مدل ۱۹۶۹ به بعد، ارائه کردند. کرنز از فورد در یک دعوی حقوقی ثبت اختراع چند ساله شکایت کرد که در نهایت کرنز در دادگاه پیروز شد و این موضوع الهامبخش فیلم سال ۲۰۰۹ Flash of Genius شد که بر اساس مقالهای در سال ۱۹۹۳ در نیویورکر که به این نبرد حقوقی پرداخته بود، ساخته شد.
در مارس ۱۹۷۰، شرکت خودروسازی فرانسوی سیتروئن (Citroën) برفپاککنهای متناوب پیشرفتهتر حساس به باران را در مدل SM خود معرفی کرد. هنگامی که عملکرد متناوب انتخاب میشد، برفپاککن یک بار حرکت میکرد. اگر شیشه جلو نسبتاً خشک بود، موتور برفپاککن جریان بالایی مصرف میکرد که باعث میشد مدار کنترل تایمر را برای تأخیر طولانی در پاک کردن بعدی تنظیم کند. اگر موتور جریان کمی مصرف میکرد، نشاندهنده این بود که شیشه هنوز خیس است و تایمر برای به حداقل رساندن تأخیر تنظیم میشد.
نیروی محرکه
برفپاککنها ممکن است با روشهای مختلفی نیرو بگیرند، اگرچه بیشتر آنها امروزه توسط یک موتور الکتریکی از طریق مجموعهای از اجزای مکانیکی، معمولاً دو اتصال ۴-باره سری یا موازی، نیرو دریافت میکنند.
وسایل نقلیهای که از ترمزهای هوایی استفاده میکنند، گاهی اوقات از برفپاککنهای پنوماتیک بهره میبرند که با برداشتن مقدار کمی هوای فشرده از سیستم ترمز به یک موتور کوچک هوایی که روی یا درست بالای شیشه جلو نصب شده، نیرو میگیرند. این برفپاککنها با باز کردن یک شیر که اجازه ورود هوای فشرده به موتور را میدهد، فعال میشوند.
برفپاککنهای اولیه اغلب توسط یک موتور خلاء که از خلاء منیفولد نیرو میگرفت، کار میکردند. این مشکل، که خلاء منیفولد بسته به موقعیت دریچه گاز متغیر بود و تقریباً تحت دریچه کاملاً باز (wide-open throttle) وجود نداشت (زمانی که برفپاککنها کند یا حتی متوقف میشدند)، تا حدودی با استفاده از یک پمپ ترکیبی سوخت/خلاء برطرف شد.
برخی خودروها، عمدتاً از دهههای ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰، دارای برفپاککنهای با سرعت متغیر و نیروی هیدرولیکی بودند، به ویژه لینکولن کانتیننتال مدلهای ۶۱-۶۹، لینکولن کانتیننتال مارک III مدلهای ۶۹-۷۱ (اما نه همه مدلهای ۷۰)، و فورد تاندربرد مدلهای ۶۳-۷۱. اینها توسط همان پمپ هیدرولیکی که برای سیستم فرمان هیدرولیک نیز استفاده میشد، نیرو میگرفتند.
در مدلهای قدیمیتر سیتروئن ۲CV، برفپاککنهای شیشه جلو توسط یک سیستم کاملاً مکانیکی، کابلی متصل به گیربکس، نیرو میگرفتند؛ برای کاهش هزینه، این کابل سرعتسنج را نیز تغذیه میکرد. بنابراین سرعت برفپاککنها با سرعت خودرو متغیر بود. هنگامی که خودرو ثابت بود، برفپاککنها نیرو نمیگرفتند، اما یک دستگیره زیر سرعتسنج به راننده اجازه میداد تا آنها را با دست به حرکت درآورد.
شکل
بیشتر برفپاککنهای اولیه از یک تیغه لاستیکی متصل به یک پایه فلزی صاف استفاده میکردند. اما با معرفی شیشههای جلوی منحنی به دلیل نگرانیهای آیرودینامیکی و طراحی، اینها ناکافی بودند. در سال ۱۹۴۵، جان دبلیو. اندرسون (John W. Anderson)، بنیانگذار رقیب تِریکو، اَنکو (Anco)، حق اختراعی را برای برفپاککنی با بازوهای منشعب ثبت کرد تا تیغه را به طور یکنواخت روی شیشههای منحنی و صاف نگه دارد و با تقریباً هر انحنای شیشه جلویی سازگار باشد. با محبوبتر شدن و گسترش شیشههای جلوی منحنی، پس از معرفی استودبیکر استارلایت کوپه (Studebaker Starlight Coupe) مدل ۱۹۴۷، اینها به سرعت به تجهیزات استاندارد تبدیل شدند. اگرچه آنها با برفپاککنهای «پرتویی» (beam-type) با بدنههایی از مواد انعطافپذیر جایگزین شدهاند، اما این نوع هنوز هم محبوبترین است.
تیغههای برفپاککن از لاستیک طبیعی، لاستیک EPDM (یا لاستیک اتیلن پروپیلن) یا ترکیبی از هر دو ساخته میشوند، زیرا لاستیک طبیعی در هوای سرد عملکرد بهتری دارد اما لاستیک EPDM «تخت نمیشود» و در برابر پیری حرارتی، اشعه ماوراء بنفش، ازن و پارگی مقاومت بیشتری دارد. برخی تولیدکنندگان آنها را با گرافیت روکش میکنند.
هندسه
بیشتر برفپاککنها از نوع محوری (pivot) یا شعاعی (radial) هستند: آنها به یک بازوی واحد متصل هستند که به نوبه خود به موتور متصل است. اینها معمولاً در بسیاری از خودروها، کامیونها، قطارها، قایقها، هواپیماها و غیره یافت میشوند.
برفپاککنهای مدرن شیشه جلو معمولاً به صورت موازی حرکت میکنند (شکل ۱). با این حال، مدلهای مختلف مرسدس-بنز و سایر خودروها مانند فولکسواگن شاران از برفپاککنهایی استفاده میکنند که در جهتهای مخالف حرکت میکنند (شکل ۲). این پیکربندی از نظر مکانیکی پیچیدهتر است اما میتواند از باقی ماندن یک گوشه بزرگ پاک نشده از شیشه جلو در مقابل سرنشین جلو جلوگیری کند. یک مزیت هزینه برای خودروساز زمانی رخ میدهد که برفپاککنهای پیکربندی شده برای حرکت در جهتهای مخالف نیازی به جابجایی برای خودروهای صادر شده به کشورهای با فرمان سمت راست مانند انگلستان و ژاپن ندارند.
طرح برفپاککن دیگر (شکل ۶) مبتنی بر پانتوگراف است و در بسیاری از وسایل نقلیه تجاری، به ویژه اتوبوسهای با شیشههای جلوی بزرگ استفاده میشود. برفپاککنهای پانتوگراف دارای دو بازو برای هر تیغه هستند، که مجموعه تیغه خود بر روی یک میله افقی که دو بازو را به هم متصل میکند، قرار دارد. یکی از بازوها به موتور متصل است، در حالی که دیگری روی یک محور بیکار قرار دارد. مکانیزم پانتوگراف، اگرچه پیچیدهتر است، به تیغه اجازه میدهد تا در هر بار پاک کردن، بخش بیشتری از شیشه جلو را پوشش دهد. با این حال، معمولاً نیاز دارد که برفپاککن در وسط شیشه جلو «پارک» شود، جایی که ممکن است هنگام استفاده نشدن، دید راننده را تا حدی مسدود کند. تعداد کمی از مدلهای خودرو گاهی اوقات از یک بازوی پانتوگراف در سمت راننده و یک بازوی معمولی برای سرنشین استفاده میکنند. تریومف اِستَگ (Triumph Stag)، لکسوس (Lexus) و چندین مدل آمریکایی از این روش برای پوشش دادن مساحت بیشتری از شیشه استفاده میکنند، جایی که شیشه جلو بسیار عریض اما همچنین بسیار کمارتفاع است. کاهش ارتفاع شیشه جلو نیاز به استفاده از بازوهای برفپاککن کوتاه دارد که به لبه شیشه جلو نمیرسند.
یک طرح ساده تکتیغه با محور مرکزی (شکل ۴) معمولاً برای شیشههای عقب، و همچنین برای جلوی برخی خودروها استفاده میشود. مرسدس-بنز سیستمی به نام «مونو بلید» (Monoblade) را بر پایه اهرمهای کنسولی پیشگام کرد، که در آن یک بازوی واحد برای رسیدن به گوشههای بالایی شیشه جلو امتداد مییابد و در انتهای ضربه و در وسط آن جمع میشود و مسیری تا حدی «M» شکل را جارو میکند. به این ترتیب، یک تیغه واحد قادر است بخش بیشتری از شیشه جلو را پوشش دهد و هرگونه خط باقیمانده را از مرکز شیشه جلو دور کند.
برخی خودروهای بزرگتر در اواخر دهه ۷۰ و اوایل دهه ۸۰، به ویژه خودروهای آمریکایی با فرمان LH، یک برفپاککن پانتوگراف در سمت راننده، همراه با یک محور معمولی در سمت سرنشین داشتند. آرایشهای نامتقارن برفپاککن معمولاً برای پاک کردن مساحت بیشتری از شیشه در سمت راننده پیکربندی میشوند و بنابراین عمدتاً برای وسایل نقلیه با فرمان چپ و راست آینهکاری میشوند (به عنوان مثال، شکل ۱ در مقابل شکل ۱۰). یک استثنا در نسل دوم رنو کلیو (Renault Clio)، توینگو (Twingo) و سنیک (Scénic) و همچنین سری ۵ BMW E60 و سری ۶ E63، پژو ۲۰۶ (Peugeot 206) و نیسان آلِمراتینو (Nissan Almera Tino) یافت میشود، جایی که برفپاککنها همیشه به سمت چپ حرکت میکنند. در مدلهای فرمان راست، یک مکانیزم اتصال، برفپاککن سمت راست را قادر میسازد تا به سمت بیرون به سمت گوشه شیشه جلو حرکت کرده و مساحت بیشتری را پاک کند.
هندسههای دیگر برفپاککن
- مشابه شکل ۸ عمل میکند اما شیشه جلوی دو تکه ندارد و حالت استراحت آن در پایین شیشه جلو و رو به بیرون است. (آلپاین A310 و رنو آلپاین GTA)
- (پانارد داینا Z، پانارد PL 17 و پانارد ۲۴)
- مشابه شکل ۲ عمل میکند اما یک برفپاککن موقعیت استراحت خود را بالا و دیگری را پایین دارد. (سیمکا آروند - Simca Aronde)
- مشابه شکل ۹ عمل میکند، اما از یک برفپاککن تکی استفاده میکند. (AEC Routemaster)
- مشابه شکل ۶ عمل میکند، اما فقط از یک برفپاککن استفاده میکند. (V2A/V2B/V3A/V3B)
هندسههای غیرمعمول برفپاککن
- مانند شکل ۱ عمل میکند، اما از یک برفپاککن پانتوگراف بزرگ و تکی استفاده میکند. (آئودی A2، هوندا تودی، رنو توینگو I، رنو کوید/سیتی K-ZE، داچیا اسپرینگ، سیتروئن C1، پژو ۱۰۷، پژو ۱۰۸، تویوتا آیگو، لامبورگینی مورسیهلاگو، لکسوس LFA، مکلارن MP4-12C، مرسدس W140، میتسوبیشی i، داتسون گو، تویوتا اتوس/یاریس/ویتز (XP130))
- مانند شکل ۶ عمل میکند، اما برفپاککنها وارونه قرار گرفتهاند. (رنو PR100 و نسخه مفصلی آن رنو PR180.2، British Rail Class 92)
- مانند شکل ۱ یا ۱۰ عمل میکند، اما برفپاککنها وارونه قرار گرفتهاند. (New Routemaster، Alexander Dennis Enviro400، Alexander Dennis Enviro500)
سایر کاربردهای خودرویی
برفپاککنهای عقب
برخی خودروها به برفپاککن (با یا بدون شیشهشوی) در پنجره عقب نیز مجهز هستند. برفپاککنهای پنجره عقب معمولاً در هاچبکها، استیشن واگنها، شاسیبلندها، مینیونها و سایر خودروهایی با پنجرههای عقب عمودیتر که مستعد تجمع گرد و غبار هستند، یافت میشوند. این سیستمها که اولین بار در دهه ۱۹۴۰ ارائه شدند، در دهه ۱۹۷۰ پس از معرفی در پورشه ۹۱۱ (Porsche 911) در سال ۱۹۶۶ و ولوو ۱۴۵ (Volvo 145) در سال ۱۹۶۹، محبوبیت گستردهای پیدا کردند.
برفپاککن چراغهای جلو
در دهه ۱۹۶۰، با افزایش علاقه به ایمنی خودرو، مهندسان شروع به تحقیق در مورد سیستمهای مختلف تمیز کردن چراغهای جلو کردند. در اواخر سال ۱۹۶۸، شورلت (Chevrolet) شیشهشویهای چراغ جلوی پرفشار را در مدلهای مختلف خود در سال ۱۹۶۹ معرفی کرد. در سال ۱۹۷۰، سایپا اتومبیل (Saab Automobile) برفپاککنهای چراغ جلو را در کل محدوده محصولات خود معرفی کرد. اینها با یک مکانیزم رفت و برگشتی افقی و یک موتور واحد کار میکردند. بعدها این سیستمها با مکانیزم برفپاککن شعاعی و موتورهای مجزا برای هر چراغ جلو جایگزین شدند. در سال ۱۹۷۲، سیستمهای تمیزکننده چراغ جلو در سوئد اجباری شد.
برفپاککنهای چراغ جلو امروزه تقریباً ناپدید شدهاند و بیشتر طرحهای مدرن تنها به اسپری مایع پرفشار برای تمیز کردن چراغها متکی هستند. این امر هزینه تولید را کاهش میدهد، کشش آیرودینامیکی را به حداقل میرساند و مقررات اتحادیه اروپا را که استفاده از برفپاککن چراغ جلو را به واحدهای با لنز شیشهای محدود میکند (امروزه بیشتر لنزها از پلاستیک ساخته میشوند) رعایت میکند.
سایر ویژگیها
شیشهشوی شیشه جلو
بیشتر برفپاککنهای شیشه جلو همراه با یک شیشهشوی کار میکنند؛ پمپی که مخلوطی از آب، الکل و شوینده (مخلوطی به نام مایع شیشهشوی) را از یک مخزن به شیشه جلو میرساند. مایع از طریق نازلهای کوچکی که روی کاپوت نصب شدهاند، توزیع میشود. معمولاً از نازلهای معمولی استفاده میشود، اما برخی طرحها از نوسانساز سیال (fluidic oscillator) برای توزیع مؤثرتر مایع استفاده میکنند.
در مناطق گرمسیری، آب نیز ممکن است کار کند، اما در مناطق سردسیر میتواند یخ بزند و به پمپ آسیب برساند. اگرچه ضدیخ خودرو از نظر شیمیایی شبیه مایع شیشهشوی است، اما نباید از آن استفاده کرد زیرا میتواند به رنگ آسیب برساند. اولین ایده مستند برای داشتن واحد برفپاککن متصل به مخزن مایع شیشهشوی در سال ۱۹۳۱، توسط شرکت ریچلند اوتو پارتس (Richland Auto Parts Co.) در منسفیلد، اوهایو بود. هکتور سوپیسی سدس (Héctor Suppici Sedes)، راننده و مکانیک مسابقهای اهل اروگوئه، در اواخر دهه ۱۹۳۰ یک شیشهشوی توسعه داد.
از سال ۲۰۱۲، نازلها در برخی خودروها (تسلا، ولوو XC60 مدلهای ۲۰۱۸-۲۰۲۱، سیتروئن C4 کاکتوس) با سیستمی به نام آکوا بلید (AquaBlade)، توسعه یافته توسط شرکت والئو (Valeo)، جایگزین شدهاند. این سیستم مایع شستشو را مستقیماً از عنصر اسپویلر تیغه برفپاککن تأمین میکند. این سیستم اختلالات بصری را در حین رانندگی از بین میبرد و بنابراین زمان واکنش راننده را در صورت بروز حادثه کاهش میدهد.
برفپاککنهای مخفی
برخی خودروهای بزرگتر به برفپاککنهای مخفی (یا برفپاککنهای پارک شده در پایین) مجهز هستند. هنگامی که برفپاککنها در طرحهای استاندارد غیر مخفی خاموش میشوند، یک مکانیزم یا مدار «پارک» برفپاککنها را به انتهای پایینی ناحیه پاک شده در نزدیکی پایین شیشه جلو، اما همچنان در دید، منتقل میکند. برای طرحهایی که برفپاککنها را پنهان میکنند، شیشه جلو از لبه پشتی کاپوت فراتر میرود. برفپاککنها خود را در پایین محدوده پاک کردن در پایین شیشه جلو، اما دور از دید، پارک میکنند. خودروهای مدل جدید که تیغههای برفپاککن را زیر شیشه جلو پنهان میکنند، برای بیرون آوردن تیغه برفپاککن از شیشه جلو با استفاده از موقعیت سرویس برفپاککن، نیاز به قرار دادن در حالت سرویس دارند.
برفپاککنهای حساس به باران
برخی خودروها اکنون با برفپاککنهای خودکار یا قابل برنامهریزی توسط راننده عرضه میشوند که حضور و میزان باران را با استفاده از یک سنسور باران تشخیص میدهند. سنسور به طور خودکار سرعت و فرکانس تیغهها را بر اساس میزان باران تشخیص داده شده تنظیم میکند. این کنترلها معمولاً دارای قابلیت تنظیم دستی هستند.
برفپاککنهای حساس به باران در اواخر قرن بیستم در مدلهای مختلفی ظاهر شدند، یکی از اولین آنها سیتروئن SM بود. امروزه، برفپاککنهای حساس به باران به صورت آپشنال یا استاندارد در تمام کادیلاکها و بیشتر فولکسواگنها موجود هستند و در بسیاری از تولیدکنندگان جریان اصلی دیگر نیز در دسترس میباشند.
سیستم برفپاککن حساس به باران که امروزه توسط اکثر خودروسازان مورد استفاده قرار میگیرد، در ابتدا در سال ۱۹۷۸ توسط استرالیایی، ریموند جی. نوآک (Raymond J. Noack) اختراع و ثبت شد (به حق اختراعات آمریکا 4,355,271 و 5,796,106 مراجعه کنید). سیستم اصلی به طور خودکار برفپاککنها، چراغها و شیشهشویها را فعال میکرد.
جایگزینهای بدون تیغه
یک طرح جایگزین رایج که در کشتیها استفاده میشود، به نام صفحه دید شفاف (clear view screen)، از تیغههای لاستیکی برفپاککن استفاده نمیکند. بخش دایرهای از شیشه جلو دارای دو لایه است که لایه بیرونی آن با سرعت بالا میچرخد تا آب را منحرف کند.
هواپیماهای با سرعت بالا ممکن است از هوای داغ (bleed air) استفاده کنند که از هوای فشرده موتور توربین برای حذف آب استفاده میکند، به جای برفپاککنهای مکانیکی، برای صرفهجویی در وزن و کاهش پسا. اثربخشی این روش همچنین به پوششهای شیشه ضد آب مشابه Rain-X بستگی دارد.
قانونگذاری
بسیاری از حوزههای قضایی الزامات قانونی مبنی بر مجهز بودن وسایل نقلیه به برفپاککن شیشه جلو دارند. برفپاککن شیشه جلو ممکن است یک وسیله ایمنی الزامی در بازرسیهای ایمنی خودرو باشد. برخی ایالتهای آمریکا قانون «برفپاککن روشن، چراغ روشن» را برای خودروها دارند.
در فرهنگ عامه
در تبلیغ تلویزیونی سال ۱۹۹۹ Synchronicity برای خودروی فولکسواگن جتا (Volkswagen Jetta)، برفپاککنهای شیشه جلو با رویدادهایی که از پنجرههای خودرو دیده میشدند و با آهنگ «Jung at Heart» که برای آژانس تبلیغاتی Arnold Worldwide سفارش داده شده بود و توسط پیتر دو شارم (Peter du Charme) با نام «Master Cylinder» ساخته شده بود، همگامسازی شدند.
نکته جالب
آیا میدانستید؟ اولین اختراع ثبت شده برای برفپاککن شیشه جلو در سال ۱۸۹۶ توسط جورج جی. کیپول به ثبت رسید، اما این اختراع برای وسایل نقلیه کندرو طراحی شده بود و شباهت زیادی به طرحهای امروزی نداشت.