Принцип работы стиральной машины-автомат

Мы живём в мире, в котором практически полностью исчезли полуавтоматические стиральные машины. Не говоря уже о ручной стирке. Она и вовсе стала чем-то редким, архаичным. Благодаря этому, хозяйки больше не должны заниматься тяжёлой рутинной работой, связанной со стиркой и отжимом белья. И то, и другое выполняет стиральная машина-автомат.

В этой статье пойдёт речь о том, из каких компонентов она состоит, и в чём заключается принцип её работы.

В чём смысл слова «автомат» в названии стиральной машины?

Стиральные машины промышленность выпускала ещё в начале прошлого века. Они были примитивными (особенно на наш искушённый взгляд), но реально облегчали труд женщин.

По сути, это были тазы с металлической или деревянной тёркой – такой волнистой доской, плюс ещё два валика для механического, а не ручного отжима белья. Постепенно к этой конструкции был приспособлен электродвигатель, а место таза занял бачок. Началась эпоха стиральных машин, которые мы называем полуавтоматическими.

Они просто вращали лопасти внутри бака, и всё. В редких, особо продвинутых моделях – ещё и производили нагрев воды (но чаще всего это нужно было делать человеку, вручную заполняя бак предварительно нагретой водой).

Основным их отличием полуавтоматов от автоматов является вот эта необходимость присутствия человека, его постоянного вмешательства в процесс стирки. Да, хозяйке уже не нужно было руками тереть бельё о волнистую доску. Но без воздействия извне машина-полуавтомат всё равно не могла выстирать белье.

Она представляет собой лишь ёмкость с электродвигателем, в которую нужно самостоятельно заливать воду нужной температуры, сливать через шланг, выжимать вручную.

А вот машина-автомат позволяет произвести полный цикл стирки без участия человека. От хозяйки требуется лишь загрузить в машину бельё и стиральный порошок, выбрать одну из программ стирки – и всё. Машинка сама зальёт воду; нагреет её до нужной температуры; замочит бельё, если нужно; выстирает и выполоскает его, самостоятельно меняя воду; и отожмёт до практически сухого состояния.

Вертикальные и фронтальные стиральные машины-автомат

Есть два основных вида стиральных машин-автомат. Они различаются своим внешним видом и типом загрузки белья.

Вертикальные стиральные машины появились и получили распространение первыми, в середине двадцатого века. В те времена такая конструкция являлась ещё единственно возможной в реализации. В стиральной машине-автомат бак установлен вертикально, и загружать бельё в него нужно сверху.

Фронтальные устройства более современные и технологичные, и постепенно они вытесняют из жизненного обихода машины вертикальные. Стиралки с фронтальной загрузкой оборудованы удобным и широким круглым люком, через который бельё загружают и достают не сверху, а сбоку. Так называемые «узкие» стиральные машины очень компактны. Даже при очень небольших размерах, они весьма вместительны: могут стирать сразу от трёх до шести килограммов сухого белья.

Устройство стиральной машины-автомат

✍ Корпус

Корпус стиральной машины является основой всей конструкции. Поскольку в работе машина постоянно и неизбежно сталкивается с вибрацией, он делается из прочных материалов, способных выдерживать многие годы эксплуатации. К корпусу крепится бак – при помощи пружин сверху и амортизаторов снизу.

И то, и другое играет важную роль в обеспечении балансировки машины: если будет дисбаланс, то во время отжима высокие обороты попросту раскидают машину на части.

Для того же служат и противовесы (балласт) – «виновники» тяжёлого веса стиральной машины-автомат. Большая масса автоматических машинок – это прямая необходимость. Если не утяжелять корпус специальными балластными блоками, то центробежная сила разорвёт стиралку на части в процессе отжима на высоких оборотах.

В двадцатом веке практически все стиральные машинки-автомат оснащались чугунными противовесами или блоками из стали. В том числе, ныне уже легендарные отечественные стиралки «Вятка-автомат», серийно выпускавшиеся в СССР с 1981 года.

В настоящее время металлические утяжелители можно встретить только на немецком и шведском оборудовании премиум-класса. Во всех остальных установлены противовесы бетонные.

Также к корпусу присоединены заливная система, лоток для порошка и электронный модуль управления.

✍ Бак и барабан

Бак – это ёмкость, в которую заливается вода, и в которой происходит сама стирка. Он (как уже было упомянуто выше) прикреплён к корпусу при помощи амортизаторов и пружин, а балласт-противовес установлен в верхней его части. В бак вмонтирован ряд датчиков и термоэлектронагреватель (ТЭН). К баку подсоединены патрубки заливной и сливной систем.

Внутри бака размещён подвижный барабан, который все мы видим во время загрузки и выгрузки белья. Он прикреплён к баку при помощи узла подшипников, а спереди зафиксирован резиновой манжетой (вибрационным демпфером).

На валу электромотора, вращающего барабан, расположен тахогенератор, который измеряет скорость вращения во время стирки и отжима.

Баки современных стиральных машин-автомат делаются как полностью пластиковыми, так и металлическими, из нержавеющей стали.

✍ Электронный модуль управления

Если электромотор – это «сердце» стиральной машины-автомат, то модуль управления, плата – это её «мозги». К нему подключены все датчики, исполнительные узлы, он регулирует набор воды, работу мотора и помпы, контролирует время стирки. Состоит он из индикаторной панели и собственно программного модуля.

Плата очень чувствительна к параметрам сети, она очень не любит сильных скачков напряжения. При контакте с водой она также может выйти из строя, поэтому многие производители заливают её герметиком.

✍ Сливные и заливные шланги

Чтобы подключить стиральную машину-автомат к системам центрального водоснабжению и канализации, используются специальные патрубки, длина которых зависит от удалённости машины от коммуникаций. В случае необходимости заменить шланги на более длинные не составит труда.

Как это работает? Стиральная машина-автомат в деле

✍ Заливная система

Подаёт воду в бак машины её заливная система. Её основным компонентом являются электромагнитные клапаны, которые открываются и закрываются по команде электронного блока управления.

Многие думают, что стиральная машина закачивает воду в себя насосом, однако это не так. Вода из водопроводной системы подаётся в бак самотёком, под давлением, которое поддерживается в трубах, и необходимости в установке подкачивающего насоса тут нет.

Электромагнитные клапаны соединены патрубками не только с баком, но и с лотком для стирального порошка. В зависимости от заданной программы, электронный модуль управления открывает и закрывает клапана на требуемые отрезки времени.

Клапан бывает разных видов: на одну, две и три секции. Блок управления подаёт напряжение на катушку, созданное электромагнитное поле открывает клапан. Струя попадает поочерёдно в каждый отсек лотка для моющих средств – согласно программе.

✍ Система нагрева воды

Эта система, которая вступает в дело сразу после заливной, состоит из термоэлектронагревателя или ТЭНа. Этот нагревательный прибор напоминает простой электрокипятильник, только большой. Он преобразует электрическую энергию в тепловую, прогревая воду в баке.

Контроль за температурой осуществляет термодатчик, который установлен в корпус ТЭНа. С его помощью электроника распознаёт температуру и прекращает нагрев в нужное время.

✍ Сливная система

Сливная система отвечает за удаление грязной воды из бака. В отличии от заливной системы, которая просто позволяет воде под давлением поступать в бак, сливная система работает при помощи насоса. Помпа откачивает воду из бака и через сливной шланг выбрасывает её в канализационную трубу.

Помимо электронасоса, в откачке воды также принимает участие и специальный датчик уровня, который передает показатели в модуль управления. Как только уровень достигает необходимого значения – насос выключается, слив останавливается, и программа продолжается. Также к сливной системе можно отнести специальный сливной фильтр, который установлен перед насосом, для недопущения попадания в него всевозможных мелких частиц.

✍ Выбор программы, загрузка белья и моющих средств

Перед началом стирки хозяйке нужно рассортировать бельё, разделив в отдельные группы белое, цветное и чёрное бельё, а также хлопок, синтетику и деликатные ткани. В соответствии с этой сортировкой, выбирается и соответствующая программа стирки.

После того, как бельё загружено, а программа выбрана, хозяйка закрывает люк. После начала стирки он будет заблокирован, во избежание утечки воды из бака при случайном открытии. Как только вода сольётся и стирка завершится – замок разблокируется, и вещи может будет достать.

Устройство блокировки люка фиксирует замок люка загрузки на основе металлической пластины, либо магнитов. В первом случае – замок содержит термоэлемент, он нагревает пластину, которая расширяется, изменяет форму, фиксируя дверцу. Контакт замыкается, блок управления получает сигнал и начинает подачу воды. Замок на электромагнитах работает за счёт магнитного поля.

В пластиковом лотке для моющих средств есть 3 ячейки. Одна — для предварительной стирки, вторая — для основной, а кондиционеру для белья предназначается отдельный отсек. В качестве моющего средства можно применять порошок, жидкость-концентрат или капсулы (но капсулы обычно размещаются непосредственно вовнутрь бака).

После начала стирки вода начинает поступать и в бак, и в лоток для порошка. Моющие средства из него вымываются и соединяются с бельём, которое лежит внутри бака в барабане. Как только вода набирается до необходимого уровня датчик уровня сообщает электронике, что пора переходить к следующему этапу.

Наиболее продвинутые машины-автомат оснащаются специальными дозаторами моющих средств. Они заливаются в контейнеры, которые устанавливаются вовнутрь машины. Во время стирки датчики определяют уровень мутности воды, и при необходимости электроника повышает концентрацию моющих средств. Также машина-автомат может самостоятельно добавить дополнительное полоскание, проведя замену воды в баке.

✍ Стирка

Это наиболее длительный из этапов в большинстве программ. Иногда перед ним ещё проводится замачивание или предварительная стирка (если пользователем были выбраны соответствующие программы). Замачивание позволяет размягчить серьёзные загрязнения, а предварительная стирка по сути проводит цикл два раза, отстирывая сильно загрязнённое бельё. Обе эти программы повышают потребление воды и электричества, поэтому активируют их только при наличии действительно очень серьёзных загрязнений.

После начала стирки электронный модуль управления подает сигнал двигателю для вращения барабана в определённой последовательности. Барабан вращается медленно, что обусловлено необходимостью тщательного контакта белья и отстирывания загрязнений.

Двигатель может иметь как ременную передачу, так и прямой привод. Коллекторный двигатель установлен в нижней части машины и соединен с барабаном ременной передачей. Ремень крепят к валу мотора и шкиву барабана.

Более технологичные бесколлекторные двигатели крепятся непосредственно к баку со стороны задней стенки, это уменьшает вибрации и размеры агрегата.

Барабан с бельём вращается им сначала в одну сторону, затем в другую.

За температурой следит специальный датчик, который при достижении нужного для данной программы значения подаст сигнал модулю управления, и тот прекратит нагрев, выключив ТЭН.

✍ Полоскание

После завершения процесса стирки насос производит слив воды, и начинается полоскание. По сути эта процедура аналогична стирке, только моющих средств уже не используется. В бак заливается чистая холодная вода, машина полощет белье, затем вода сливается. Количество повторений варьируется от типа программы и особенностей каждой стиральной машины.

Некоторые модели стиральных машин-автомат имеют функцию полоскания в тёплой воде. А модели с датчиком чистоты воды будут проводить полоскание несколько раз – до тех пор, пока вода не станет кристально чистой.

✍ Слив воды

После окончания процесса полоскания модуль управления начинает слив воды. Процесс аналогичен процессу завершения стирки — вода удаляется из бака полностью. После слива машина дает белью стечь, и снова производит слив остатков воды.

✍ Отжим

После слива воды стартует цикл отжима. При нём барабан с выстиранным мокрым бельём разгоняется до бешеных скоростей, и центробежная сила удаляет воду из белья. Отжим может производиться на различных оборотах: некоторые модели ограничиваются показателями 800 оборотов в минуту, а некоторые могут развивать скорость вплоть до 1800 оборотов в минуту.

Чем выше скорость отжима — тем меньше влаги останется внутри волокон. Белье, отжатое на скорости 800 оборотов в минуту, будет сохнуть дольше, чем отжатое на скорости в 1200 или 1800 оборотов в минуту.

Надо сказать, что при отжиме стиральная машина-автомат не сразу раскручивает барабан до максимально быстрых значений. Вначале она крутит барабан медленно, давая белью как следует стечь и распределяя влагу внутри кома равномерным образом. И только потом начинает работать на полных оборотах.

Воду, отжатую их белья, насос удалит в канализацию, и цикл стирки завершится. Только в моделях, оборудованных системой сушки, начнётся следующий цикл этой самой сушки. Электронный модуль управления подаст команду нагревательному элементу начать нагрев. В то же время, двигатель начнёт вращать барабан медленно и равномерно.

Внутри барабана располагаются специальные ребра, которые помогают одежде переворачиваться во время вращения. Нагреватель будет увеличивать температуру внутри бака, а специальный вентилятор обеспечит циркуляцию сухого горячего воздуха. Как только программа завершится – электроника прекратит нагрев и остановит барабан. Далее последует небольшая пауза для охлаждения одежды и барабана, люк разблокируется, и пользователь сможет достать бельё из барабана.

Как видите, стиральная машина-автомат – не такой уж очень сложный механизм. Он может исправно работать в почти ежедневном режиме долгие годы. Но, как и любой другой механизм, требует грамотного, бережного и аккуратного обращения.