Как работает автомобильный тахометр. Спидометр принцип работы
Как работает спидометр? | АвтоМИР
Как работает механический спидометр?
Принцип работы механических спидометров заключается в том, что они измеряют скорость автомобиля путём достаточно простого способа — механической связи стрелки спидометра с выходным валом редуктора (который в свою очередь получает привод от вращающихся колёс). Так как этот вал лежит «ниже по течению» от коробки передач — то есть ближе к колёсам, то скорость, с которой он вращается, продиктована уже конечной скоростью после коробки переключения передач. Для сравнения, скорость вращения коленвала на 1 и на 5 передаче может быть одинакова, а конечная скорость авто отличаться в десятки раз. И поэтому именно вал редуктора даёт истинную меру скорости движения (точнее дадут только колёса машины).
Внутри коробки передач выходной вал содержит шестерню, которая вращается вместе с этим выходным валом. Связанная с этим валом напрямую и вращаемая им, эта небольшая шестерня связана с тросиком со спидометром. Тросик этот представляет собой вращающийся прочный кабель внутри защитной рубашки. Один конец этого тросика вставлен в квадратное отверстие и закреплён в нём в ведущей шестерне (после главной пары коробки передач). В то время как шестерня вращается, она приводит в такое же вращение этот тросик спидометра.
Другой конец тросика подходит непосредственно к спидометру. На этом конце тросика находится магнит в форме диска, расположенный близко к (но не касаясь) металлическому барабану (также в форме диска), который, в свою очередь, уже прикреплён к игле, давая показания на циферблате. Небольшая спиральная пружина держит иглу на нулевом уровне, когда машина стоит на месте.
Слишком сложно? Давайте представим принцип работы спидометра на рисунке:
Как видно на рисунке, от вращающегося с определённой скоростью выходного вала КПП отходит специальный тросик, также вращаемый им, далее на другом конце к этому тросику прикреплён магнит, который в зависимости от скорости вращения тросика с силой притягивает металлическую пластину, совсем немного поворачивая её, которая, в свою очередь, соответственно своему повороту поднимает стрелку спидометра, оказывая на неё силу бóльшую, чем спиральная пружинка, задача которой — держать стрелку на нуле. В общем, спидометр работает почти как механические наручные часы, не правда ли?!
Принцип работы спидометра на переднеприводных и заднеприводных авто
Между тем, есть небольшая разница между работой спидометра на задне- и переднеприводных автомобилях и, особенно, в точности показаний.
Так, на заднеприводных машинах тросик спидометра начинается от главной пары коробки передач и потому точность показаний спидометра зависит только уже от того, что находится дальше к колёсам этого тросика в плане вращающихся деталей. У большинства заднеприводных автомобилей это только колёса, собственно, от размера которых и зависит то, насколько спидометр будет врать в своих показаниях.
А вот у переднеприводных машин начало тросика спидометра расположено у переднего колеса после главной пары, а, так как переднее колесо служит ещё для поворота машины, то к погрешности добавляется ещё и поворот этого левого колеса, ведь если мы поворачиваем, к примеру, налево, то колесо будет вращаться медленнее, а направо — быстрее. Соответственно, и обман спидометра будет в меньшую сторону от реальной скорости, когда мы поворачиваем налево, и в бóльшую — когда направо.
Устаревшие принципы работы спидометра
Два других распространённых типа механических спидометра дают показания за счёт прокручивающегося барабана (вместо стрелки) или передвигающейся по линейному циферблату ленты. Оба этих типа уже устарели, и Вы сможете увидеть их работу на практике только в очень старых машинах.
Как работает электронный спидометр?
Вместе с тенденцией к электронификации всего и вся, в том числе к электронным приборам приборной панели, электронные спидометры теперь становятся всё более популярными, хотя механические всё ещё занимают лидирующую позицию по распространённости даже в новых выпускаемых моделях автомобилей.
Между тем, принцип работы электронного спидометра даже ещё проще, чем механического (хотя, проще только с механической точки зрения).
Наиболее распространенный электронного спидометра имеет магнит, прикрепленный к выходному валу коробки передач, который вращается вместе с валом, а также электронный блок, расположенным рядом таким образом, что магнит, вращаясь по окружности, проходит мимо очень близко к блоку, передавая ему сигнал, действуя таким образом в качестве датчика. Каждый раз, когда магнит проходит мимо блока считывающего устройства, устройство посылает импульс электрического тока к спидометру. Электронный «чёрный ящик» внутри спидометра очень умён и использует частоту этих импульсов для расчёта скорости автомобиля. Всё очень просто: часто передающиеся импульсы означают, что выходной вал КПП вращается очень быстро, и всё это рассчитывается до мельчайших цифр и практически нулевых погрешностей.
СпидометрМаксимальная скоростьПанель приборовПробег автомобиляЭлектроника в автомобиле
Ведь друзья тоже любят интересные статьи!
sate09.ru
Как работает спидометр? Виды спидометров - Tech Doc Toyota
Аналоговый спидометр
1. Первый спидометр, установленный на автомобиль в 1899 году, работал по принципу центробежного регулятора. После этого принцип действия и конструкция спидометра много раз менялась, в результате чего на многие годы вплоть до наших дней классической стала конструкция спидометра с индукционной передающей муфтой (см. Рис. 2.11).
Ведущая часть муфты представляет собой цилиндр, выштампованный из легкого алюминиевого сплава. Цилиндр вращается в поле постоянного магнита, в результате чего в цилиндре индуцируется ток, образующий вокруг цилиндра электромагнитное поле. Взаимодействие двух магнитных полей приводит к тому, что внутренний постоянный магнит увлекается вслед за цилиндром.
2. Ведущий вал спидометра приводит также в действие счетчик дневного и полного пробеге, который устроен подобно велосипедному счетчику.
Рис. 2.11. Спидометр с индукционной муфтой.
Спидометр этого типа имеет один недостаток — необходимость тянуть трос от коробки передач к приборной панели, поэтому конструкторы ищут новые технические решения.
Цифровой спидометр
3. Датчик такого спидометра расположен в трансмиссии. Принцип действия датчика может быть различным: индукционный, генератор Холла, фотоэлектрический и пр. (см. Рис. 2.12). Выходным сигналом датчика являются импульсы напряжения, частота которых пропорциональна скорости автомобиля. После прохождения через блок формирования (триггер Шмидта) прямоугольные импульсы попадают в мультиплексор.
После мультиплексора импульсы попадают во временные ворота, открывающиеся на определенный промежуток времени. Число импульсов, прошедших через ворота, и подсчитанных счетчиком, пропорционально скорости автомобиля. Со счетчика число передается на микропроцессор, где пересчитывается в скорость, и далее — через демультиплексор и декодер поступает на цифровой дисплей. После считывания и обработки очередного измерения счетчик сбрасывается на нуль и готов к принятию очередного пакета импульсов.
Рис. 2.12. Принцип работы цифрового спидометра.
Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.
avto-remont-toyota.ru
Как работает спидометр? — новости на сайте AvtoBlog.ua
Давайте разберемся в принципах работы механических спидометров.
Внутри коробки передач выходной вал содержит шестерню, которая вращается вместе с этим выходным валом. Связанная с этим валом напрямую и вращаемая им, эта небольшая шестерня связана с тросиком со спидометром. Тросик этот представляет собой вращающийся прочный кабель внутри защитной рубашки. Один конец этого тросика вставлен в квадратное отверстие и закреплён в нём в ведущей шестерне (после главной пары коробки передач). В то время как шестерня вращается, она приводит в такое же вращение этот тросик спидометра.
Другой конец тросика подходит непосредственно к спидометру. На этом конце тросика находится магнит в форме диска, расположенный близко к (но не касаясь) металлическому барабану (также в форме диска), который, в свою очередь, уже прикреплён к игле, давая показания на циферблате. Небольшая спиральная пружина держит иглу на нулевом уровне, когда машина стоит на месте.
Слишком сложно? Давайте представим принцип работы спидометра на рисунке:
Как видно на рисунке, от вращающегося с определённой скоростью выходного вала КПП отходит специальный тросик, также вращаемый им, далее на другом конце к этому тросику прикреплён магнит, который в зависимости от скорости вращения тросика с силой притягивает металлическую пластину, совсем немного поворачивая её, которая, в свою очередь, соответственно своему повороту поднимает стрелку спидометра, оказывая на неё силу бóльшую, чем спиральная пружинка, задача которой - держать стрелку на нуле. В общем, спидометр работает почти как механические наручные часы, не правда ли?!
Принцип работы спидометра на переднеприводных и заднеприводных авто
Между тем, есть небольшая разница между работой спидометра на задне- и переднеприводных автомобилях и, особенно, в точности показаний.
Так, на заднеприводных машинах тросик спидометра начинается от главной пары коробки передач и потому точность показаний спидометра зависит только уже от того, что находится дальше к колёсам этого тросика в плане вращающихся деталей. У большинства заднеприводных автомобилей это только колёса, собственно, от размера которых и зависит то, насколько спидометр будет врать в своих показаниях.
А вот у переднеприводных машин начало тросика спидометра расположено у переднего колеса после главной пары, а, так как переднее колесо служит ещё для поворота машины, то к погрешности добавляется ещё и поворот этого левого колеса, ведь если мы поворачиваем, к примеру, налево, то колесо будет вращаться медленнее, а направо - быстрее. Соответственно, и обман спидометра будет в меньшую сторону от реальной скорости, когда мы поворачиваем налево, и в бóльшую - когда направо.
Устаревшие принципы работы спидометра
Два других распространённых типа механических спидометра дают показания за счёт прокручивающегося барабана (вместо стрелки) или передвигающейся по линейному циферблату ленты. Оба этих типа уже устарели, и Вы сможете увидеть их работу на практике только в очень старых машинах.
avtoblog.ua
Датчики скорости электронных спидометров, устройство и работа
В датчиках скорости электронных спидометров автомобилей используется эффект Холла, названный в честь американского физика Э. Холла, открывшего это явление еще в 1879 году.
Принцип действия датчиков скорости электронных спидометров.
Если к проводнику или полупроводнику приложено напряжение Uп и его пронизывает под прямым углом магнитное поле, обладающее индукцией B, то возникает «напряжение Холла» Uн, перпендикулярное направлению тока от источника питания Iп и направлению магнитного поля :
Uн = Kн Iп B/h, где : Kн — постоянная Холла; Iп — ток от источника питания; B — магнитная индукция; h — толщина проводника или полупроводника.
Из выражения следует, что величина напряжения Uн пропорциональна магнитной индукции B. Если магнитное поле B изменять с частотой, пропорциональной скорости движения автомобиля, то и частота изменения выходного напряжения Uн тоже будет пропорциональна скорости автомобиля. На практике магнитное поле создается неподвижным магнитом, а его изменение — специальным вращающимся экраном с прорезями.
При вращении экрана его сегменты и прорези поочередно проходят между магнитом и датчиком Холла. Когда между магнитом и датчиком Холла проходит сегмент экрана, магнитное поле перекрывается и на выходе датчика напряжение минимально (Uн min). При прохождении между магнитом и датчиком Холла прорези экрана на датчик поступает максимальный магнитный поток, и на выходе напряжение становится максимальным (Uн max)
Таким образом, при вращении экрана со скоростью, пропорциональной скорости движения автомобиля, на выходе датчика Холла появляются импульсы напряжения Uн, частота следования которых пропорциональна скорости автомобиля.
Устройство и работа датчиков скорости и электронных спидометров.
Принцип действия электронных спидометров основан на измерении частоты импульсов от датчика скорости, расположенного на коробке передач или раздаточной коробке. На выходе датчика скорости при движении автомобиля появляются прямоугольные импульсы, нижний уровень которых должен быть не более 1 Вольт, а верхний уровень — не менее 5 Вольт.
В соответствии с международными стандартами датчик скорости вырабатывает 6000 прямоугольных импульсов за 1 километр пути. Эти импульсы преобразуются электронной схемой спидометра в электрический ток, измеряемый магнитоэлектрическим прибором, причем величина тока зависит от числа поступающих импульсов в единицу времени, то есть будет пропорциональна скорости движения автомобиля.
Кроме того, электронная схема путем подсчета поступающих импульсов обеспечивает работу шагового электродвигателя, который вращает барабанчики счетчиков пройденного пути : итогового и суточного, или отображает их на жидкокристаллическом дисплее. Показания суточного счетчика спидометра могут быть сброшены.
Проверка исправности датчиков скорости электронных спидометров.
При поиске неисправностей в электрических цепях электронных спидометров непосредственно на автомобиле можно руководствоваться схемой, изображенной ниже. При этом датчик проверяется в комплекте с указателем. Для осуществления проверки потребуется тестер.
Алгоритм и схема поиска неисправностей на примере датчика скорости и электронных спидометров 45.3802 или 56.3802.
Для проверки датчика электронного спидометра снятого с автомобиля, нужно собрать схему изображенную ниже.
Схема проверки датчика скорости электронных спидометров 45.3802 или 56.3802.
За один оборот валика исправного датчика скорости, светоодиод должен загораться шесть раз.
Похожие Статьи :
auto.kombat.com.ua
что это такое, принцип работы
Любой водитель знает, где расположен и для чего нужен спидометр на панели приборов. Расположен он прямо перед его глазами для того, чтобы контролировать скорость движения автомобиля. Наверняка многие обращали внимание на еще один контрольный прибор, находящийся, как правило, по соседству со спидометром и внешне очень на него похожий – это и есть тахометр. Гораздо меньшее число автолюбителей смогут правильно назвать его. И уж совсем опытные досконально знакомы с таким прибором, как тахометр. Что это такое и каков его принцип работы – об этом далее в статье.
Любопытно, но само слово «тахометр» образовано от двух греческих слов: «тахос» – «скорость» и «метрон» – «мера». Таким образом, тахометр, как и спидометр, служит для измерения скорости. Чем может быть вызвано такое совпадение?
Тахометр – это контрольный прибор, при помощи которого измеряется скорость (вернее, частота) вращения различных элементов. Обычно в подобной роли выступают роторы, валы или диски. Значение величины, характеризующей частоту вращения, обычно выражается в количестве оборотов, совершаемых элементом за единицу времени.
Тахометр в автомобиле
Тахометр автомобильный показывает частоту вращения коленчатого вала двигателя, которая выражается в количестве оборотов в минуту (об/мин или мин-1). Используя эти данные, можно судить о нагрузке на двигатель. Шкала прибора, как правило, содержит так называемую красную зону, которая показывает интервалы значений числа оборотов коленчатого вала двигателя, являющиеся предельными.
Длительная работа в таком режиме может привести к значительному износу или разрушению деталей двигателя, поэтому допускать его эксплуатацию на таких скоростях вращения нельзя.
Соответственно, это и есть еще одна важная функция тахометра – он оповещает водителя о том, что необходимо переключиться на более высокую передачу для снижения нагрузки на двигатель. При торможении двигателем, напротив, по показаниям его стрелки можно выбирать момент перехода на пониженную ступень. Зная характеристики мощности конкретного двигателя (пик значения мощности приходится на определенную частоту вращения коленчатого вала), можно эффективно развивать максимальное тяговое усилие. Наконец, при регулировании холостого хода двигателя без показаний тахометра также не обойтись.
Принцип действия и виды
Тахометр принимает сигнал от импульсных датчика частоты вращения коленчатого вала и преобразует их в соответствующее числовое значение. При использовании различных методов подсчета контрольной величины (прямого, обратного, смешанного) погрешность показаний достигает 100–500 об/мин.
Если коснуться принципиальной схемы устройств, то помимо механического тахометра, который уже может считаться раритетом, так как встречается только на ретроавтомобилях, существуют еще два вида таких приборов:
- цифровые;
- аналоговые.
Можно также классифицировать устройства в зависимости от способа установки:
- штатные – как правило, установлены еще на конвейере в специально предусмотренное место на панели приборов автомобиля;
- выносные – монтируются вне приборной панели в дополнение к уже существующим контрольным приборам, очень часто используются на спортивных автомобилях.
Цифровой тахометр
Он представляет собой электронный индикатор (экран, табло), показывающий число оборотов двигателя в данный момент времени. Считается, что такое представление наиболее удобно при работе с электронными блоками управления или при настройке (доводке) мотора. В состав устройства входят также процессор, преобразователь аналоговых сигналов в цифровые, датчик клапана холостого хода и еще один преобразователь, который нужен для трансформации электрических сигналов в световые (оптрон).
Аналоговый тахометр
Внешний вид такого прибора уже описывался выше. Визуально он похож на большинство контрольно-измерительных приборов: имеется циферблат, по которому перемещается стрелка, указывающая число оборотов. Величина частоты вращения коленчатого вала двигателя соответствует углу поворота стрелки относительно нулевого значения. Одним из основных элементов такой системы является магнитная катушка, накапливающая энергию, необходимую для поворота стрелки. Электрический сигнал от датчиков через микросхемы подводится к катушке, приводящей в действие стрелку, которая своим отклонением указывает на значение контрольного параметра. Иногда используется совмещенная конструкция, когда в дополнение к аналоговому устройству устанавливают еще и цифровое. Однако, считается, что при постоянной эксплуатации сигнал от аналогового тахометра мозгом человека воспринимается лучше, чем от цифрового.
autolirika.ru
Современный спидометр: особенности и погрешности
Спидометр (от англ. speed — скорость) изобрел крепостной механик-самоучка в конце XVIII века. Этот самый первый верстомер сегодня хранится в Эрмитаже в Санкт-Петербурге.
Спидометр — такая же неотъемлемая часть автомобиля, как двигатель или колеса. Это верный помощник водителя при движении: без него не определить текущую скорость и пройденное расстояние. Для заказчиков транспортных услуг он зачастую остается единственным источником данных при расчете пробега и расхода топлива. Однако в силу технологического решения этот прибор нельзя назвать точным измерителем.
Механический спидометр: факторы, влияющие на погрешность
Исторически первым в линейке спидометров можно поставить механический; он приводится в движение особым тросиком — так называемым гибким валом. Таким типовым прибором с простейшим редуктором оборудованы многие автомобили. При монтаже лишь устанавливается передаточное число, подобранное для данной модели. На машинах с задним приводом показания спидометра напрямую зависят от передаточного числа редуктора.
Механический спидометр
Любой специалист подтвердит, что изменение передаточного числа с 4,44 на 3,9 меняет показания спидометра на 14%. Для регулирования работы системы в этом случае необходима замена и редуктора спидометра. Свою долю погрешности также вносит изношенность последнего — наряду с изношенностью шин. Суммарная ошибка показаний может превышать 10%, как бы этот факт ни расстраивал самопровозглашенных обладателей «скоростных рекордов».
Спидометры на автомобилях с передним приводом «завязаны» на привод левого колеса. Точка соединения расположена после главной пары. В результате погрешности появляются на каждом изгибе дороги: при повороте автомобиля влево показания скорости на приборе будут несколько меньшими, а вправо — несколько большими, чем при движении машины прямо.
На работу прибора влияет и установка шин нештатного размера. Спидометр завышает показания, если длина внешнего обода колеса меньше регламентированного: колесо за свой путь совершит больше оборотов, что и зафиксирует прибор. По аналогии данные спидометра будут занижены, если диаметр колеса в сборе больше штатного.
При уменьшении или увеличении ширины шины на 10 мм показания изменяются на 2,5%. На первый взгляд, это небольшая погрешность, но стоит дополнительно учитывать и такие факторы, как собственная погрешность спидометра, давление шин, их износ. Слабо накачанные шины уменьшают угол качения: в результате снижается максимальная скорость и увеличивается расход топлива, а показания спидометра при этом завышены.
Устройство механического спидометра
Основные детали механического спидометра: магнитный диск, алюминиевая катушка со стрелкой и возвратная пружина. Катушка имеет форму колпака и накрывает магнитный диск. При вращении диска магнитные силовые линии создают в катушке свое магнитное поле. Движение катушки за диском под воздействием двух полей ограничивает пружина. Шкала циферблата градуирована с учетом жесткости возвратной пружины. При малейшем изменении этого параметра показания спидометра будут искажены.
Главным недостатком механического спидометра остается его зависимость от износа собственных деталей и привода. Гибкий вал важно проложить без резких перегибов, что удается не в каждом автомобиле. В противном случае изнашивается трос, колеблется стрелка, шумит механизм. Со временем конструкторы вообще отказались от троса, заменив механику электроникой.
Электронный спидометр: опережая механику?
Первые электронные спидометры по внешним признакам мало отличаются от механических: та же стрелка, те же декады одометра. При этом угол поворота стрелки пропорционален числу импульсов, поступивших от датчика скорости за единицу времени, а барабаны одометра приводит в движение электродвигатель, управляемый электроникой. Такие приборы избавлены от слабых мест механики: люфта, износа троса, возвратной пружины, катушки, поэтому точнее механических. Но и они могут давать погрешность 5–7%.
Электронный спидометр
Следующим шагом разработчиков стали полностью электронные спидометры. Данные одометра и температуры воздуха в них выводятся на жидкокристаллический дисплей. Скорость же показывает любимая всеми водителями стрелка, которой управляет электроника через исполнительные электродвигатели. Остался неизменным и принцип работы спидометра — контроль вращения ведущего колеса. Все это позволяет сделать вывод о том, что ошибки измерений остаются прежними.
Практика показывает, что в любой машине показания даже исправного спидометра могут расходиться с реальными, причем не всегда в большую сторону. Часто приборы показывают одну протяженность маршрута, в то время как реальный пробег автомобиля несколько меньше. Разница становится принципиальной, если машина принадлежит предприятию, а водитель работает по найму: в жизни реально сэкономленное топливо в большинстве случаев становится источником дополнительного дохода для водителя.
Отказаться от спидометра, конечно же, невозможно: без него представление о текущей дорожной ситуации было бы неполным. Однако не стоит полагаться на спидометр как на единственного контролера скоростного режима и пройденного расстояния.
Система мониторинга транспорта, развернутая на всех единицах автопарка предприятия, даст руководителю реальные данные о работе каждой машины, что поможет избавиться от необоснованных расходов. Экономия может оказаться весьма существенной.
www.proffit2000.ru
