Классификация и устройство стиральных машин

Технические показатели стиральных машин (СМ) регламентируются отечественными ГОСТами 8051-83 «Машины стиральные бытовые», 275704-87 «Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов», а также ТУ 120 120850-89, ТУ 37-461-038-93 и другими нормативными документами

В отечественном ГОСТ 8051-83 существует даже специальный раздел по классификации стиральных машин. Сейчас многие позиции подобной классификации устарели хотя бы потому, что большинство типов стиральных машин, перечисленных в этом документе, в настоящее время уже не выпускаются. Кроме того, появились новые типы СМ (например, воздушно-пузырьковые), которые просто не отражены в этом ГОСТе.

 Что же касается габаритных, электрических, функциональных и иных параметров, зафиксированных в этом ГОСТе, то они также требуют корректировки — в том числе и в редакциях 1984,1987, 1988 1991 г.г. (ИУС 11—84, 3—85, 6—87, 12—88, 10—91). Приведем несколько примеров несоответствия позиций ГОСТ 8051-83 некоторым параметрам современных стиральных машин.

 —   Габаритные показатели. Например, сейчас существуют автоматические стиральные машины зарубежного производства,прошедшие сертификацию в России, которые имеют габаритную глубину 600 мм (например, «Electrolux EWF-16981W»), тогда как в ГОСТе упоминается максимальное значение этого параметра 555 мм (для автоматических стиральных машин типоразмеров СМА-4,5Б, СМА-5Б, СМА-5ФБ и др.).

 Номинальная нагрузка. В ГОСТе максимальное значение номинальной нагрузки загружаемого

 —  (сухого) белья составляет 5 кг (СМА-5Б, СМА-5ФБ), тогда как в большом количество современных СМА зарубежного производства этот показатель доходит до 7 кг и более. 

—    Срок службы. В ГОСТе указан средний срок службы СМ 15 лет. На самом деле в большинстве современных стиральных машинах срок службы значительно меньше — т 7 до 10 лет (бывает и больше, но редко).

 Приведем еще такую, на первый взгляд, несущественную позицию, связанную с подключением к электрической сети. Во многих стиральных машинах, поставляемых на российский рынок, длина соединительного электрического шнура составляет от 2 до 2,5 м, тогда как в ГОСТе длина шнура должна составлять не менее 3 м.

 Подобных примеров можно привести очень много.

 Перечислим позиции ГОСТ 8051-83, требующие коррекции: раздел 1 (классификация), раздел 2 (основные параметры и размеры), раздел 3 (технические требования), раздел 4 (комплектность), раздел 5 (правила приемки), раздел 6 (методы испытаний), раздел 7 (маркировка, упаковка, транспортировка и хранение).

 Исходя из сказанного, можно отметить, что в данном ГОСТе требуется редакция всех основных разделов документа. Кроме того, необходимо создать или выполнить редакцию нормативно-технических документов, так или иначе связанных с ГОСТ 8051-83. В любом случае подобную работу нужно проводить безотлагательно и комплексно.

 В странах Европейского Сообщества также существует классификация бытовой техники — она выполнена на основе единого Европейского теста EN 95/12 (EU commission Directive 95/12/ЕС of 23 May 1995). Более подробно классификация стиральных на основе положений этого документа приведена в Приложении 3 этой книги.

 Исходя из того, что большинство отечественных нормативных документов, связанных с классификацией стиральных машин, устарело и они не отвечают современным требованиям, сделаем попытку упрощенной классификации, основываясь на том парке стиральных машин, который в настоящее время представлен на российском рынке бытовой техники.

 Современные СМ делятся по способу активации моющего раствора:

 —   с вращающимися рабочими органами,

 —   вибрационные

 —   с направленным потоком жидкости или воздуха).

 СМ первого типа самые распространенные. Из используемых в нашей повседневной деятельности мы знаем СМ активаторного (вспомните известную нам МАЛЮТКУ и другие машинки, получившие широкое распространение в середине прошлого века) и барабанного типов (почти все современные стиральные машины).

 Отметим, что СМ активаторного типа имеют бак, в котором имеется вращающийся активатор (лопасти, диск с лопастями). Хотя возможен другой вариант — активатор стоит на месте, а вращается бак, но, повторимся — этот вариант в быту уже давно не встречается. Ничего мудреного в этих машинках нет — они просты и дешевы. Правда, о качественной стирке в подобных СМ для бытового применения можно забыть.

 Есть еще один класс стиральных машин — так называемые воздушно-пузырьковые. В них перемешивание моющего раствора (и вымывание грязи из белья) происходит за счет того, что в раствор с помощью специального нагнетателя формируются воздушные пузырьки. Эти пузырьки имеют значительное проникающее действие — они как бы вталкивают белье в объемный водяной поток, тем самым, увеличивая эффективность стирки. Однако в последнее время по разным причинам подобные СМ производятся в малых объемах.

 Другое дело — СМ барабанного типа, они получили наиболее широкое распространение. В основном, эти машины конструктивно различаются только по способу загрузки белья — с вертикальной и фронтальной загрузкой. За счет различных дополнительных технических нововведений качество стирки на машинах этого типа может быть не хуже, чем в СМ, предназначенных для стирки в промышленных масштабах. Основа такой машины — бак с моющим раствором, в котором вращается барабан с загруженным в него бельем.

 Приведем основные параметры, по которым классифицируются СМ:

 —   по степени механизации и автоматизации процессов обработки белья (малогабаритные активаторного типа, полуавтоматические (например, ЭВРИКА), автоматические и автоматические стирально-сушильные);

 —   по возможности нагрева раствора с моющими средствами;

 —   по скорости отжима (по классу отжима — степени остаточной влажности белья — существует международная буквенная классификация — см. Приложение 3);

 —   по размерам и типу корпуса (классические полноразмерные, вертикальные, встраиваемые, узкие и др.);

 —   по максимальному весу загружаемого (сухого) белья;

 —   по набору основных программ стирки и дополнительных функций;

 —   по возможности сушки белья;

 —   по системе управления (механическая, электронно-механическая, электронная);

 —   по энергопотреблению (существует международная буквенная классификация — см. Приложение 3);

 —   по классу (качеству) стирки (существует международная буквенная классификация — см. Приложение 3) и др.

 Можно перечислять подобное деление достаточно долго, на самом деле для пользователей важны следующие параметры:

 —   набор программ стирки и дополнительных функций, а также удобство пользования;

 —   классы стирки, отжима и энергопотребления;

 —   габаритные размеры и тип корпуса;

 —   срок службы, долговечность;

 —   сервисная поддержка.

 Необходимо отметить, что некоторые одинаковые режимы и функции СМ у разных производителей имеют различные названия. В качестве примера можно остановиться на функции, называемой одним производителем Direct Spray, другим — Aqua Spray, а третьим — ДУШ. А суть этой функции в том, что во время стирки моющий раствор подается вверх барабана и разбрызгивается над бельем.

 На самом деле, удивить чем-то действительно стоящим сейчас уже достаточно сложно: основные элементы конструкции СМ и набор их

 основных минимальных возможностей, как правило, остаются без изменений.

 Появляются параметры и технические изыски что-то вроде: 2000 об/мин при отжиме, «тихие» пластиковые баки, системы определения загрязнения воды.

 Посмотрим на этот аспект с точки зрения оправданности введения данных функций и долговечности работы СМ.

 По скорости — можно подумать о следующем — а что станет с бельем при такой высокой скорости отжима? Сухим точно будет, а вот его целостность вызывают сомнения. К тому же механические нагрузки на подшипники барабана при таких оборотах будут таковы, что долго эти элементы не прослужат (вероятно, подшипники будут работать при подобных нагрузках при отжиме в течение всего гарантийного срока СМ, но не более).

 По использованию пластика — действительно, СМ с пластиковым баком имеют малый уровень шума (и меньший вес). А теперь минусы — баки из пластика недолговечны, часто в них образуются трещины, которые невозможно заделать. К тому же замена подшипников в них представляет определенные трудности (например, замена подшипников на неразборных баках просто невозможна). Главный фактор для производителей при использовании в СМ пластиковых баков — это минимальные затраты при их производстве. Однако, нужно отдать должное — во всех СМ, в которых высокая скорость отжима (1600 об/мин и выше), устанавливаются баки только из нержавеющей стали.

 По контролю за чистотой воды — датчик загрязненности воды представляет собой прозрачную трубку, через стенки которой пропускают инфракрасный луч. Не учтен лишь один аспект — с течением времени на внутренних стенках трубки могут оседать различные загрязнения, луч будет поступать на фотоприемник ослабленным, и вскоре электроника СМ ошибочно определит, что вода постоянно загрязнена. Альтернатива одна — периодическая чистка указанной трубки. Подобные датчики стоят во многих посудомоечных машинах — эту «болезнь» хорошо знают специалисты сервисных служб.

 Хочется остановиться на таком параметре, как срок службы СМ. Он зависит от многих показателей — особенностей производства и конструкции, качестве комплектующих, производителей, соблюдения правил эксплуатации, интенсивности эксплуатации конкретной СМ и др. Многие производители (не все) стремятся улучшить этот параметр. Приведем один характерный пример: один из европейских производителей бытовой техники (в том числе и СМ) с целью увеличения срока службы своей продукции ввел такую систему проверки качества, при которой количество сотрудников, занятых непосредственно на производстве соизмеримо с работниками, рабо­тающими в сфере контроля качества.

 Что же касается конкретной модели СМ, на часть показателей потребитель повлиять не может (если уже сделан выбор). Он может максимально продлить время бесперебойной работы СМ только за счет соблюдения правил ее эксплуатации, выбора сервисной поддержки (и не стоит «выжимать» из нее предельные режимы работы).

 Подводя итог сказанному, хочется отметить следующее. В любом случае основные параметры, достаточные для классификации той или иной модели СМ описаны в ее инструкции по эксплуатации — важно лишь отличать, какие из них основные, а какие — нет.

 Принципиально новых параметров для классификации СМ в ближайшее время стоит ожидать только за счет расширения сервисных возможностей (например, увеличения набора программ стирки, улучшенного дизайна, функциональности и др.). Эти параметры, естественно, будут вначале реализованы на моделях высокого класса, а затем — постепенно на бюджетных моделях. Есть еще одна тенденция при производстве СМ различных брендов — это максимальная унификация моделей в пределах конкретной продуктовой линейки (дизайн, конструктивные особенности, комплектующие, набор основных функций и др.

 

В передней части СМ расположен люк для загрузки белья.

А теперь остановимся подробнее на этих ком­понентах.

Бак

Баки могут быть эмалированные, из нержаве­ющей стали и пластиковые. Последние, как от­мечалось выше, имеют лучшие характеристики по шуму, но непрочны. И наоборот — эмалиро­ванные баки и из нержавейки более прочны, но сильнее «шумят».

Внешний вид бака из нержавеющей стали (в сборе с мотором и барабаном) показан на рис. 1.3, а выполненный из пластика — на рис. 1.4 (CM LG с прямым приводом). На рис. 1.5 показан внешний вид бака без барабана. Собст­венно, бак является основным конструктивным элементом СМ, так или иначе с ним связаны все механические и электронные компоненты стира­льной машины. Большинство баков стиральных машин — разборные (на две половины). Это об­легчает выполнение различных сервисных про­цедур, например, при замене подшипников. Од­нако, в последнее время появились СМ с неразборными баками. Понятно, что в подобных СМ при возникновении различных проблем с ба­ком (или его компонентами), требуется замена бака целиком.

В баке имеются специальные элементы для его соединения с барабаном — это крестовина и сами подшипники. На рис. 1.6 хорошо видна кре­стовина (в ее центре запрессованы подшипники). Обычно подшипников бывает два (внутренний и внешний), однако в некоторых СМ применяются и двухрядные моноподшипники.

Пружины, противовесы и амортизаторы, кре­пящиеся к баку, предназначены для гашения ко­лебаний бака при вращении барабана с бельем в режиме отжима. На рис. 1.7 показан верхний противовес, а на рис. 1.8 — внешний вид аморти­затора.

Барабан

Барабан является элементом СМ, в котором непосредственно производится стирка белья. Он всегда выполняется из нержавеющей стали. Для повышения эффективности перемешивания бе­лья и смачивания его моющим раствором, бара­баны обычно имеют на внутренней поверхности специальные перемешивающие ребра, а на по­верхности барабанов имеются специальные пер­форационные отверстия. В стиральных машинах с вертикальной загрузкой белья барабаны имеют 2 точки соединения с баком (по бокам через под­шипники), а с фронтальной загрузкой — всего одну. Эта последняя конструкция налагает повы­шенные требования к механической прочности бака, барабана, узла подшипников и др. К оси барабана крепится шкив ременной передачи. На рис. 1.9 показан процесс съема шкива с оси ба­рабана

 

 

 

 

 

Загрузочный люк

 

Электронные компоненты СМ

Электронный контроллер (модуль)

Электронный контроллер является основным управляющим элементом стиральной машины. Каждый производитель для поддержания «мар­ки» старается использовать оригинальные моду­ли, которые используются в СМ, выпускаемые под многочисленными торговыми марками этого же производителя, хотя бывают и исключения. Например, в CM KAISER используются модули INDESIT COMPANY. Электронные модули пер­вого поколения (это деление условное) исполь­зуются в СМ с командоаппаратом и предназна­чены в основном для управления приводным мо­тором, они также выполняют и другие второсте­пенные функции. Модули второго поколения также используются в СМ с командоаппаратом, но их функции значительно шире. Перечислим основные из них:

—  управление дополнительными функциями СМ (управление программами стирки выполняет командоаппарат);

—  индикация режимов работы СМ;

—  управление командоаппаратом;

—  управление электронными клапанами залива воды;

—  управление сушкой (если есть) — вентилято­ром, ТЭНом, контроль температуры и др.

—  управление приводным мотором, который обеспечивает вращение барабана машины в различных режимах ее работы (при стирке или при отжиме). Для обеспечения контроля скорости вращения мотора, на его оси уста­новлен тахогенератор, сигнал с которого по­ступает в контроллер;

—   управление нагревом воды в баке до задан­ной температуры, исполнительным элемен­том служит ТЭН, а элементом контроля — датчик температуры;

—   управление устройством блокировки люка;

—   управление сливным насосом (помпой);

—   контроль уровня воды в баке с помощью дат­чика уровня;

—   контроль протечек воды с помощью специа­льного датчика;

—   включение/выключение машины.

Кроме того, для контроля работоспособности элементов СМ, модуль может обеспечивать вы­полнение программ тестирования с последую­щей индикацией возможных ошибок. Индикация возможных ошибок может производиться и в обычных режимах работы машины. Но это не всегда верно — например, CM ARDO с модулями второго поколения (DMPA, DMPU) не обеспечи­вают формирование кодов ошибок — там возмо­жен только режим тестирования. Внешний вид этих модулей показан на рис. 1.12 и 1.13 соот­ветственно. К модулям второго поколения можно отнести и контроллеры линейки EVO-I, использу­емые в CM ARISTON и INDESIT (см. рис. 1.14) — правда тестирование основных режимов они обеспечивают только с помощью внешнего диа­гностического ключа или компьютера.

И, наконец, остановимся на модулях третье­го поколения. Эти модули принципиально отли­чаются от предыдущих поколений тем, что они используются в СМ без командоаппарата. Функ­цию командоаппарата в них заменяет селектор программ (обычный переключатель) и управляю­щая программа процессора. Эти модули (не все) способны отображать информацию уже на све­тодиодных или ЖК знакосинтезирующих индика­торах (см. рис. 1.15, где показана плата панели 

управления EVO-II CM ARISTON), позволяют вы­полнять значительно больше потребительских режимов и функций. Кроме того, к ним возможно подключать значительно больший набор внешних элементов (например, интегральный датчик уровня, распределительный клапан, циркуляци­онный насос и др.). Эти модули также позволяют использовать в СМ высокоскоростные асинхрон­ные приводные двигатели — для этого на плате модулей может быть установлена схема специа­льного коммутатора с мощными выходными кас­кадами (внешний вид силового блока модуля EVO-II CM ARISTON для работы с асинхронным двигателем показан на рис. 1.16). В СМ одного из корейских производителей применяются модули для управления шаговым приводным двигателем (так называемые СМ с прямым при­водом) — см. рис. 1.17. Но все сказанное не означает, что к модулям третьего поколения не­льзя подключать хорошо себя зарекомендовав­шие коллекторные двигатели (внешний вид мо­дуля EVO-II для работы с коллекторным двигателем показан на рис. 1.18).

 

 

Командоаппарат

Командоаппараты (КА) использовались в устаревших моделях СМ, сейчас выпуск подоб­ных машин прекращен. КА предназначен для управления режимами работы СМ в зависимости от выбранной программы. Он представляет со­бой сложный многопозиционный переключатель, ось которого вращается с помощью ручки на па­нели управления (при установке программы стирки) и уже при выполнении заданной програм­мы — специальным двигателем.

Собственно, КА в процессе работы СМ управ­ляет ее элементами и узлами, коммутируя их ра­боту в соответствии с определенной програм­мой. Внешний вид КА показан на рис. 1.19.

КА представляет собой достаточно сложное электромеханическое устройство, однако при определенных навыках его можно ремонтиро­вать (обычно в нем подгорают контактные груп­пы и стираются программные пластины).

 

 

двигатель

В СМ применяют асинхронные и коллектор­ные приводные двигатели. На коллекторных мо­торах нет смысла останавливаться подробно, от­метим лишь, что в их конструкции имеется якорь с коллектором (ламелями) и щеточный меха­низм. Полноценный ремонт двигателей этого ти­па возможен только в случае замены износив­шихся щеток (подробнее на эту тему — см. При­ложение 1 этой книги).

Асинхронные двигатели внешне мало отлича­ются от коллекторных (см. рис. 1.20), на самом деле они не имеют упомянутых щеток и коллек­тора. В них, в зависимости от назначения, име­ются несколько обмоток. Например, на рис. 1.21 показана схема распайки колодки асинхронного двигателя для устаревших моделей CM ARDO. Из рисунка видно, что в этом моторе имеется 5 обмоток — часть из них используется в режиме стирки (малые обороты), часть - при отжиме (вы­сокие обороты). В составе этого двигателя име­ется тахогенератор и защитный термостат, но на них мы остановимся ниже. Отметим, что для функционирования двигателя при отжиме необ­ходим фазосдвигающий конденсатор (его внеш­ний вид показан на рис. 1.22).

В современных СМ используются специаль­ные высокооборотные асинхронные двигатели, обмотки в них соединены по схеме «треуголь­ник» (рис. 1.20). Для их работы необходим спе­циальный коммутатор (в составе контроллера).

 

Есть еще отдельный класс приводных двига­телей с прямым приводом (см. рис. 1.23). Они представляют собой шаговые двигатели. Естест­венно, для их функционирования необходима также отдельная схема управления (в составе электронного контроллера СМ).