Как работает одометр и спидометр? Устройство механического спидометра
Как работает спидометр?
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.
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.
howcarworks.ru
Устройство спидометра его виды и неисправности
Спидометр — это достаточно важное устройство современного автомобиля. Это не только контроль скорости, чтобы не нарушать правила, это так же контроль расстояния позволяющее вовремя проходить ТО.
По устройству их можно разделить на три вида:
- механические;
- электронные;
- электромеханические.
Спидометр на ВАЗ 2107 механический, а дополнительное устройство установленное после привода спидометра так называемый датчик скорости, необходим для корректной работы ЭБУ.
Спидометр состоит:
- трос спидометра;
- шайба опорная;
- датчик скорости;
- привод спидометра 13 зубьев;
- уплотнительная шайба;
- стопорный шарик;
- ведущая шестерня привода;
- уплотнительное кольцо.
Устройство механического спидометра
У механического спидометра вращение от КПП через привод передается посредством троса на спидометр.
В качестве измерителя скорости используется магнитоиндукционный узел со стрелочным указателем, а для отображения пройденного расстояния используется червячный привод 4 с барабанным счетчиком 5 (одометр). В былые времена применялись барабанные и ленточные спидометры.
Стрелка принимает положение на шкале которое зависит от частоты вращения магнита 1, который приводится во вращение от вала. Магнит 1 своим магнитным полем, вращаясь увлекает за собой алюминиевый барабан 2, на оси которого закреплена стрелка указателя скорости с возвратной пружиной 3. Чем быстрее вращение магнита, тем больше отклонение стрелки.
От вала через червячную передачу 4 работает барабанный счетчик 5 расстояния.
Устройство и работа электронного спидометра
Электронные спидометры более точны, чем механические и могут иметь узлы от электромеханического спидометра, например более привычный нам барабанный счетчик расстояния.
Устройство электронного спидометра основан на преобразовании вращения выходного вала КПП в импульсы с величиной 1- 5 вольт с последующим преобразованием в величину скорости или пройденного расстояния без использования электродвигателей. Вдаваться подробно в их работу не имеет смысла, это прерогатива инженеров.
Определение расстояния ведется подсчетом импульсов. 6000 прямоугольных импульсов, в соответствии с международными стандартами равны 1 километру пути. Отображаться показания могут как на электронном табло так и посредством барабанного счетчика.
При отображении скорости, импульсы преобразуются в ток, чем больше импульсов за единицу времени, тем больше отклонение стрелки и естественно выше скорость.
Электромеханические
В таких устройствах уже отсутствует трос как средство передачи вращения. Вращение преобразуются в импульсы как в электронных устройствах с последующим преображением во вращение с помощью электродвигателей. Далее эти электродвигатели вращаясь со скоростью в прямой зависимости от скорости вращения выходного вала КПП, управляют работой своих узлов, спидометра или одометра.
Датчик скорости
Датчик скорости ВАЗ 2107 как уже упоминалось, стоит после привода и его основная задача выработка импульсов для ЭБУ. По ним определяется скорость машины в программе ЭБУ для выбора режима работы двигателя.
В электронном варианте с такого датчика снимаются импульсы не только для ЭБУ, но и для спидометра.
При неисправном датчике скорости возможны провалы в работе двигателя, снижение мощности и как правило повышенный расход топлива.
Неисправности спидометра
Основными поломками при отказе спидометра являются:
- стирание зубьев шестерни привода;
- обрыв троса;
- стирание граней троса;
- шум спидометра.
Выявить все эти неисправности лучше всего, чтобы исключить ошибку в диагностике путем визуального осмотра. А неисправность связанную с шумом, пожалуй устранить не удастся даже смазкой. Шум в спидометре возникает с сильной выработкой валов.
znatokvaz.ru
Принцип работы автомобильного спидометра, одометра или тахометра
Как работает одометр?
Механический измерительный прибор расстояния, который мы взяли за основу для этой статьи, имеет редуктор 1690:1! Это значит, что входной вал его должен провернуться 1690 раз, прежде чем на табло появится 1 километр. Одометры как этот в настоящее время заменены на цифровые спидометры, которые предоставляют больше возможностей и стоят меньше, но они не идут ни в какое сравнение с настоящими одометрами. В этой статье мы рассмотрим каждую мелочь данного сложнейшего механизма, а затем поговорим о том, как работают цифровые спидометры.
Механические одометры, внутреннее устройство
Механические одометры вращаются гибким кабелем, который сделан из туго скрученной пружины. Обычно кабель вращается внутри металлической трубки в резиновом корпусе. На велосипеде, маленькое колесико вращается в противоположную от колеса сторону, тем самым приводя в движение кабель, а передаточное число на таком приборе должно быть откалибровано в соответствии с размером маленького колесика.
В автомобиле кабель вращается выходным валом коробки передач. Кабель подключен к приборной панели, где он соединяется с входным валом одометра.
Зубчатая передача
Сам одометр использует серию из трех червячных передач (червячная передача – механическая передача, осуществляющаяся зацеплением «червяка» и сопряженного с ним червячного колеса) для достижения редуктора показателя 1690:1. Входной клапан приводит в движение первого «червя», который приводит в движение передачу. Каждый полный оборот «червя» проворачивает только один зубец. Этот же механизм приводит в движение следующего «червя», который проворачивает другую передачу, которая, в свою очередь, приводит в движение последнего «червя», который подключен к индикатору одометра и переворачивает цифру с десятыми мили.
Каждый индикатор имеет ряд шпилек, торчащих с одной стороны, и один набор из двух шпилек, торчащих с другой стороны. Когда набор из двух шпилек подходит к белой пластиковой шестерне, один из зубцов
попадает между этих шпилек и проворачивается вместе с индикатором, пока шпильки не пройдут дальше. В этом механизме также участвует одна из шпилек индикатора с большим числом и совершает 1/10 его поворота.
Возможно теперь, вы можете понять почему, когда ваш спидометр «зашкаливает» (например, показывая цифру от 19 999 километров до 20 000 километров), цифра «два» в левой части дисплея может находиться не на одном уровне с остальным цифрами. Все дело в небольшом количестве маленьких шпилек, которые предотвращают идеальное выравнивание всех цифр. Как правило, прежде чем цифры выстроятся в правильный ряд, на спидометре должно быть как минимум 21 000 км.
Вы могли слышать о том, что механические спидометры можно перемотать назад. Это так, ведь сами по себе – это зубчатые передачи и при движении автомобиля назад он тоже будет вращаться в обратном направлении. Но вам не обязательно ехать сотни миль задом наперед, можно лишь подключить кабель к дрели и отмотать столько километров, сколько вам нужно. Если вы служили в армии на должности водителя, то данный способ скрутки пробега машины, кустовым способом, должен быть вам известен. Если же армейские сапоги пришлись вам не к лицу, то учится никогда не поздно. Если приспичит, конечно.
Все, что работает с механическим измерителем расстояния не пройдет с цифровым и вы в этом убедитесь, прочитав следующую часть нашей статьи.
Цифровые или компьютеризированные одометры. Внутренне устройство и как работает?
Если вы совершите прогулку по магазинам велосипедов, вероятнее всего, что вы не найдете ни одного велосипеда оснащенного одометром (или спидометром) с кабельным управлением. Вместо этого вы найдете велосипедные компьютеры. У таких велосипедов к одному из колес прикреплен магнит, а к раме прикреплен датчик. Каждый раз, когда колесо делает один полный оборот, магнит проходит мимо датчика, создавая в нем напряжение. Компьютер подсчитывает эти всплески напряжения, или импульсы, и использует их для подсчета расстояния.
Если у вас есть или был велосипед с подобным компьютером, вы должны знать, что его необходимо запрограммировать на окружность колеса. Окружность – это расстояние, пройденное колесом за один полный оборот. Каждый раз, когда компьютер чувствует импульс, он добавляет окружность колеса к общему расстоянию и обновляет цифровой дисплей.
Многие современные автомобили используют подобную систему. Кстати, статью про пару таких современных новинок от Volkswagen вы можете почитать здесь. Вместо магнитного датчика на колесе, эта система использует зубчатое колесо, установленное на входном валу коробки передач, и магнитный датчик, который подсчитывает импульсы каждый раз, когда мимо проходит один из зубцов колеса. В некоторых автомобилях используются щелевые колеса и оптический датчик, точно такой же, как и в компьютерной мыши. Точно так же, как и в велосипеде, компьютер знает какое расстояние автомобиль проходит между каждым импульсом, и использует его для обновления показаний одометра.
Одной из самых интересных вещей в автомобильном одометре является то, как информация поступает на приборную панель. Вместо кабеля, который передает сигнал в механическом датчике, в цифровом информация о пройденном расстоянии (вместе с другими данными) поступает на приборную панель через провод связи от блока управления двигателем. Автомобиль является локальной сетью, к которой подключены различные устройства. Ниже мы приводим список некоторых из устройств, которые подключены к компьютеру автомобиля:
- Блок управления двигателем
- Система климат-контроля
- Приборная панель
- Контроль гидроусилителя руля
- Радио
- Антиблокировочная тормозная система
- Блок управления надувной подушки безопасности
- Блок управления кузовом (работает с освещением салона и т.п.)
- Блок управления коробкой передач
Во многих автомобилях используется стандартизированный коммуникационный протокол, SAE J1850, чтобы дать возможность всем электронным модулям общаться между собой.
Блок управления двигателем считает все импульсы и отслеживает общее расстояние, пройденное автомобилем. Именно поэтому невозможно «открутить» 
цифровой одометр назад, т.к. значение, которое хранится в блоке управления двигателем, не будет совпадать с желаемым, а это невозможно. Это значение можно проверить с помощью компьютерной диагностики, которая есть в каждом сервисном центре официального дилера. Так что, если вы, к примеру, стоите на пороге покупки б/у автомобиля и терзаетесь сомнениями по поводу слишком маленького пробега на его панели приборов, знайте, что обращение к одному из более менее приличных СТО сможет помочь вам с проверкой «белого» пробега авто. Но вернемся к нашим «баранам». Несколько раз в секунду блок управления двигателем посылает пакет информации, состоящий из заголовка и данных. Заголовок – это просто номер, который идентифицирует пакет, как чтение расстояния, а данные – это цифра, соответствующая пройденному расстоянию. В панели инструментов расположен другой компьютер, который знает, что ему нужно искать эти пакеты с информацией и, как только он видит один из них, он тут же обновляет одометр новыми значениями. В автомобилях с цифровым одометром, приборная панель просто отображает новое значение. Автомобили с аналоговыми одометрами оборудованы небольшими шаговыми моторами, которые переворачивают цифры на одометре.
Если ваш спидометр или тахометр на ВАЗ, Газель, Тойоту, Ниссан, Mitsubishi или другую марку авто, вышел из строя, не отчаивайтесь. Поисковик автозапчастей zap-online.ru всегда будет рад помочь вам. У нас вы сможете найти и купить такой товар как цифровой спидометр, трос спидометра, стрелки спидометра, тахометр и многое, многое другое. Для этого требуется лишь оставить заявку на сайте, после чего десятки автомагазинов выйдут на вас со своими предложениями.
А теперь небольшой бонус. Видо о скручивании пробега авто. На это раз в большую сторону. Приятного просмотра
zap-online.ru
Механический спидометр
просмотров 4 100 Google+
Механический спидометр устройство.
Механический спидометр предназначен для информировании водителя о скорости движения автомобиля. Спидометр состоит из приводного вала, постоянного магнита, экрана магнитопровода, картушки, пружины, стрелки с валом, шкалы и привода одометра. Скорость автомобиля спидометром определяется по частоте вращения ведомого вала коробки переменных скоростей (КПП). Для этого на хвостовике вала нарезается косозубая шестерня, в зацепление с которой входит привод спидометра, соединённый со спидометром гибким валом, передающим крутящий момент.
Так же в конструкцию спидометра входит счётчик пробега. Он связан с приводным валом по средствам шестерён с определённым передаточным числом. Счётчиков может быть два. Один фиксирует основной, второй суточный пробег. Суточный счётчик при этом имеет кнопку или поворотную ручку, при воздействии на которую происходит обнуление счётчика.Механический спидометр принцип работы.
При вращении приводного вала механического спидометра, к которому подсоединяется тросик привода, начинает вращаться постоянный магнит. При его вращении в картушке, находящейся вокруг магнита и соединённой со стрелкой валом, за счет силовых линий магнита пронизывающих картушку, начинает образовываться вихревой ток.
Чем больше скорость вращения магнита, тем большей силы вихревые токи. Под воздействие магнитного потока магнита и вихревых токов картушки она начинает поворачиваться, преодолевая упругость пружины, поворачивая вал со стрелкой. Поворот продолжается до тех пор пока усилие пружины не сравняется с усилием образованным магнитным полем. Следовательно, угол поворота катушки зависит от величины магнитного потока, зависящего от частоты вращения постоянного магнита и упругости пружины.
Магнитный экран является магнитопроводом усиливающим магнитное поле пронизывающее катушку. При изменении температуры окружающей среды, увеличивается сопротивление картушки, что приводит к снижению силы вихревых токов.
Для предотвращения влияния окружающей среды применяется магнитный термошунт, прижатый к магниту. При увеличении температуры снижается его магнитопроводность, что приводит к шунтированию части магнитного потока, который из-за этого уменьшается. Это приводит к увеличению магнитного потока пронизывающего картушку и, следовательно, к повышению силы вихревых токов. Погрешность механического спидометра составляет порядка 5%. При изменении температуры допускается погрешность 2% на каждые 10 градусов цельсия.
«Если Вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста выделите это место мышкой и нажмите CТRL+ENTER»
admin 13/07/2011"Если статья была Вам полезна, поделитесь ссылкой на неё в соцсетях"
avtolektron.ru
3.3Спидометр
Спидометр - прибор, показывающий скорость движения автомобиля
Назначение
Причин, по которым водителю необходимо контролировать скорость автомобиля, несколько. Основная – ограничения скорости на дорогах общего пользования. Так как допустимая скорость движения по тем или иным дорогам бывает разной, то приходится все время сверяться с показаниями спидометра. Есть и еще один нюанс. В комплект спидометра входит счетный узел, показывающий расстояние, пройденное автомобилем за все время. Называется он – одометр. Благодаря ему, можно точно определить наступление момента, когда нужно менять, к примеру, фильтры или масло. Информация о пробеге также является не последним фактором при покупке подержанного авто. Кроме того одометр может показывать и промежуточные данные о пройденных километрах. На автомобилях, которые не оснащены бортовым компьютером, такая функция одометра удобна для расчета расхода топлива, или для того чтобы засечь расстояние, скажем, от работы до дома.
Художник и изобретатель Леонардо до Винчи в 1500 году создал эскиз прибора, который мог определять скорость движения экипажа. Но прошло порядка трехсот лет, прежде чем подобный механизм стали использовать для измерения скорости паровозов.
Изобретение же автомобильного спидометра приписывают инженеру Отто Шульцу. Появление устройства датируется 1902 годом. Считается, что первой автомобильной компанией, которая стала устанавливать спидометры наприборную панель, была Oldsmobile. Как и любое другое хоть сколько-нибудь сложное новое устройство, спидометр стоил дорого и в штатную комплектацию не входил . Тем не менее, вскоре наличие спидометра стало обязательным условием эксплуатации автомобиля. Большинство моделей автомобилей оборудовались сразу двумя спидометрами: маленьким и большим. Второй нужен был для того, чтобы полицейский мог рассмотреть на нем скорость проезжающей мимо машины.
Принцип работы спидометров остается практически неизменным на протяжении ста лет. За это время менялся лишь механизм самого индикатора. Так, одно время были популярны ленточные спидометры. Вместо привычной сегодня стрелки, в горизонтальном окошке с делениями перемещалась лента. Такие спидометры были особенно популярны в Америке и Японии в 60-70 годах. Устройства такого типа можно было встретить и на советских автомобилях, к примеру, на Газ 24. Существовали и так называемые барабанные спидометры. Они стояли на многих довоенных автомобилях различных компаний. Скорость в них отображалась благодаря крутящемуся барабану с нанесенными на него цифрами.
Все это о механических спидометрах, цифровые же появились сравнительно недавно – в 1993 году .
Устройство и принцип действия
Спидометры бывают двух типов: механические и электронные. Если первые снабжаются механическим индикатором, вроде стрелки, то вторые, могут вместо этого иметь индикатор электронный – цифры на дисплее . Остановимся отдельно на устройстве и принципах работы каждого типа.
Наиболее популярный тип механического спидометра – магтиноиндукционный. Он включает в себя два механизма: скоростной и счетный. Первый состоит из троса (гибкий вал), магнитного диска, катушки и пружины. Трос соединен с датчиком, расположенным на валу коробки передач. Датчик преобразует движение вала во вращение троса. Вращаясь, трос раскручивает магнитный диск. Сверху диска расположена вращающаяся катушка с осью. Движение диска создает магнитный поток, который возбуждает в свою очередь токи в катушке. В связи с этим воздействием катушка тоже начинает крутиться вслед за диском. Пружина ограничивает ее поворот углом, зависящим от скорости вращения диска. Пружина имеет определенную настроенную жесткость, от чего зависит точность спидометра. На конце вращающейся вместе с катушкой оси закреплена стрелка спидометра.
Счетный узел спидометра также имеет привод в виде троса. Сам счетчик представляет собой несколько барабанов, которые последовательно соединяются зубчатой передачей. Благодаря этому, на десять поворотов первого барабана, приходится один поворот следующего за ним, и так далее. Обычно для счетчика используется пять барабанов. Таким образом, его максимальный показатель будет равен 99 999. По достижении этой цифры счетчик обнуляется.
Электронный спидометр внешне никак не отличается от механического. Но в отличие от него, датчик скорости в электронном спидометре уже не крутит гибкий вал, а передает электрические импульсы, повинуясь которым стрелка прибора поворачивается. Движение стрелки зависит от количества полученных за единицу времени импульсов.
Одометр в этом случае устроен таким же образом, за исключением того, что барабаны приводятся в движение маленьким электрическим мотором.
studfiles.net
Устройство, конструкция и принцип действия автомобильных спидометров и тахометров
Спидометры разделяют по принципу действия на магнитно-индукционные и электрические; по способу привода — с приводом гибким валом и с электроприводом.
Спидометр состоит из двух функциональных узлов, объединенных в одном корпусе и имеющих общий привод. Один из этих узлов, преобразующий частоту вращения входного вала привода или сигнал от датчика в показания скорости на шкале, называют скоростным узлом (собственно спидометр). Другой узел, преобразующий частоту вращения входного вала или иной сигнал от датчика в показания пробега автомобиля на счетных барабанчиках, называют счетным узлом.
В тех случаях, когда на автомобиле необходимо контролировать частоту вращения коленчатого вала двигателя, применяют также тахометр. С целью унификации производства в тахометрах обычно используют скоростной узел спидометра. Привод тахометра присоединяют к распределительному валу двигателя или специальному выводу от него.
Для привода спидометров и тахометров применяют гибкие валы, если длина их троса не превышает 3,55 мм. При большей длине троса рекомендуется применять спидометр с электроприводом (или электрический спидометр), так как при длинном гибком вале наблюдаются колебания стрелки спидометра из-за скручивания вала.
Принцип действия магнитоиндукционных скоростных узлов автомобильных спидометров
Принцип действия магнитоиндукционных скоростных узлов всех спидометров с приводом от гибкого вала или с электроприводом одинаковый, но они отличаются конструктивным исполнением.
Рис. 2. Скоростной и счетный узлы спидометра:
а — схема магнитоиндукционного скоростного узла; б — схема привода счетного узла
Рассмотрим схему наиболее распространенной конструкции скоростного узла — магнитоиндукционного или, как его иногда называют, магнитовихревого (рис. 2, а). Магнит 2 закреплен на приводном валике 1 прибора. Оба полюса или несколько пар полюсов магнита расположены по периферии диска. На оси 6, свободно вращающейся в двух подшипниках, закреплена деталь 3 из немагнитного материала (например алюминия), называемая картушкой. Снаружи ее с некоторым зазором размещен экран 4 из магнитомягкого материала (обычно сталь Ст10), который концентрирует магнитное поле. При вращении магнита 2 его поле наводит в теле картушки вихревые токи, создающие магнитное поле картушки. При взаимодействии поля магнита и поля картушки возникает крутящий момент, стремящийся повернуть картушку в направлении вращения магнита. Повороту оси картушки препятствует спиральная пружина-волосок 5, создающая противодействующий момент, значение которого пропорционально углу поворота. Угол поворота картушки пропорционален только окружной скорости полюсов магнита, т. е. смещение стрелки 8 спидометра пропорционально частоте вращения магнита. Следовательно, зависимость показаний спидометра от скорости автомобиля линейна, и шкала спидометра 7 равномерна.
Все спидометры имеют на приводном валике однозаходный червяк, от которого приводится в действие счетный узел. Принцип действия счетных узлов всех отечественных спидометров одинаков, однако по конструкции их разделяют на два вида: с внешним зацеплением и с внутренним зацеплением счетных барабанчиков.
В автомобильном спидометре между входным валиком 13 (рис. 2, б) и начальным барабанчиком 12 счетного узла применяют три понижающие червячные передачи 9, 10, 11 с общим передаточным числом 624. Спидометры для автомобилей ВАЗ имеют передаточное число 1000.
Между входным валиком спидометра и начальным барабанчиком установлена жесткая связь, поэтому точность показаний пробега автомобиля зависит от правильности расчета передаточного числа редуктора спидометра и состояния шин автомобиля.
Рис. 3. Характеристика скоростного узла спидометра: u — скорость движения автомобиля; u' — скорость по шкале спидометра.
Скоростной узел спидометра при изготовлении регулируют изменением натяжения пружины-волоска 5 и степени намагниченности магнита 2. Регулировка натяжения волоска дает параллельный сдвиг характеристики скоростного узла спидометра вверх или вниз (рис. 3, линия 2). При намагничивании магнита изменяется наклон характеристики, она идет более круто (рис. 3, линия 1). Варьируя обеими регулировками, добиваются попадания характеристики спидометра или ее контрольных точек (20 и 80 км/ч) в зону I, предусмотренную ГОСТ.
К ведомому валу коробки передач автомобиля подсоединен редуктор 14 (см. рис. 2) привода спидометра, передаточное число iс которого выбирают в зависимости от передаточного числа irп главной передачи и радиуса качения колеса автомобиля.
Если за 1 км пути входной валик спидометра должен сделать 624 оборота, а колесо за это время делает 1000/(2πrк) (где rк — радиус качения колеса) оборотов, то
Отсюда расчетное передаточное число редуктора спидометра
где rк — в м.
Радиус качения колеса может быть подсчитан по формуле rк - 0,5Dо + Вш (1 - λш), где Dо — диаметр обода колеса, м; Вш — высота профиля шины в свободном состоянии, м; λш — коэффициент радиальной деформации шины, равный 0,1—0,16 для стандартных и широкопрофильных шин.
Погрешность измерения пройденного пути зависит не только от точности выбора передаточного числа редуктора спидометра, но и от отклонения действительного радиуса качения колеса от расчетного из-за износа протектора, изменения давления воздуха в шинах, нагрузки на колеса, пробуксовки колес, неровностей дороги и т. д. Погрешность, вызываемая этими факторами, составляет 10—15 % общего пробега. У автомобилей, движущихся значительную часть времени задним ходом (в карьерах), пробег, учитываемый счетным узлом, может быть сильно занижен вследствие сброса показаний при движении назад. Поэтому некоторые спидометры имеют специальный привод счетного узла, обеспечивающий суммирование показаний при движении в любом направлении (спидометр СП 125, установленный на автомобиле БелАЗ).
На автомобилях КамАЗ, МАЗ, КрАЗ и других установлен спидометр с бесконтактным электроприводом, состоящий из датчика I (МЭ307) и приемника II (12.3802), электрическая схема которых приведена на рисунке 4.
Рис. 4 Электрическая схема спидометра.
Датчик МЭ307 представляет собой электрический трехфазный генератор с ротором в виде четырехполюсного постоянного магнита, вращение которому передается от ведомого вала коробки передач через передачу привода спидометра, состоящего из червячной пары и сменной пары цилиндрических прямозубых зубчатых колес. Статор датчика имеет три обмотки L1'—L3', расположенные между собой под углом 120° и соединенные звездой.
Приемник 12.3802 магнитоиндукционный с электрическим приводом состоит из четырех узлов, объединенных в одном кожухе: скоростного и счетного узлов обычной для спидометров конструкции, синхронного электродвигателя и электронного блока. Скоростной и счетный узлы соединены с ротором синхронного электродвигателя. Электродвигатель питается от электронного блока, собранного на печатной плате и состоящего из транзисторов VT1—VT3 и резисторов R1—R6.
Статор электродвигателя состоит из трех обмоток L1'—L3', каждая из которых имеет 2300 ± 10 витков и сопротивление 220 Ом.
При вращении ротора датчика его магнитное поле создает в обмотках катушек L1'—L3' статора датчика ЭДС, частота импульсов которой пропорциональна частоте вращения ротора.
Индуктируемый положительный импульс ЭДС (например, в обмотке L1' датчика) открывает транзистор VT1 приемника и к обмотке L1 электродвигателя начинает поступать ток с вывода «+» и далее через транзистор VT1 на массу приемника. Положительные импульсы ЭДС поступают от датчика через каждые 120° поворота его ротора, что создает в обмотках статора электродвигателя вращающееся магнитное поле, частота вращения которого равна частоте вращения ротора датчика. Резисторы R1—R6 служат для ускорения запирания транзисторов и снижения ЭДС самоиндукции, возникающей в обмотках электродвигателя при запирании транзистора.
Тахометр с электроприводом (рисунок 5), применяемый на автомобилях КамАЗ, ЗИЛ-133ГЯ и других, состоит из датчика I (МЭ307) и приемника II (121.3813).
Рис. 5 Электрическая схема тахометра электроприводом.
Принцип действия приемника 121.3813 аналогичен принципу действия приемника 12.3802, однако в нем отсутствует счетный узел и изменена шкала. Датчик тахометра МЭ307 приводится во вращение от вала привода топливного насоса. Диоды VD1-VD6, стабилитрон VD7 и резистор R7 служат в схеме приемника для той же цели, что и резисторы R1-R6 в схеме приемника спидометра, т. е. снижают ЭДС самоиндукции в обмотках двигателя приемника при запирании транзисторов в обмотках фаз. Дополнительный вывод при установке тахометра предназначен для подключения реле блокировки стартера, которое при работающем двигателе исключает возможность включения стартера, предотвращая тем самым поломку привода стартера, а также автоматически отключает автомобильный стартер, когда двигатель начал работать, что значительно повышает ресурс стартера.
Принцип действия автомобильного электронного тахометра
Принцип действия электронного тахометра ТХ193 (автомобиль BA3-2103) основан на преобразовании импульсов, возникающих в первичной цепи системы зажигания при размыкании контактов прерывателя, и измерении их магнитоэлектрическим прибором.
Рис. 6. Электрическая схема тахометра ТХ193.
Тахометр (принципиальная схема на рисунке выше) состоит из блоков: блока формирования запускающих импульсов, блока формирования измерительных импульсов (мультивибратора) и измерительного прибора Р. Функции блока формирования запускающих импульсов выполняет фильтр, состоящий из трех звеньев: R1-С1; R2-С2 и СЗ-С4. Этот фильтр выделяет из выходного сигнала в форме затухающей синусоиды импульс определенных длительности и формы, который затем подается как запускающий на одностабильный мультивибратор. Он предназначен для получения импульсов тока прямоугольной формы с постоянной амплитудой и длительностью, частота которых определяется частотой входного сигнала.
В исходном устойчивом состоянии транзистор VT4 открыт под действием силы тока, протекающего через резистор R10, а конденсатор С5 заряжен. Напряжение на коллекторе этого транзистора мало, а падение напряжения на резисторе за счет силы тока эмиттера значительно. Поэтому ток в цепи коллектора транзистора VT2 отсутствует. Положительный запускающий импульс, подаваемый на базу транзистора VT2, открывает его, и конденсатор С5 разряжается по цепи эмиттер—коллектор транзистора VT2 — резистор R10. При этом транзистор VT4 переходит в закрытое состояние, и пока конденсатор С5 не разрядится, остается закрытым, так как к его базе приложен отрицательный потенциал. Транзистор VT2 в этом случае открыт под действием силы тока, протекающего по цепи R9-R8. При открытом состоянии транзистора VT2 через измерительный прибор Р проходит импульс, длительность которого определяется параметрами разрядной цепи конденсатора С5 (в основном цепи R10 C5). После разряда конденсатора С5 мультивибратор скачкообразно переходит в исходное устойчивое состояние до поступления нового запускающего импульса.
Частота импульсов, подаваемых мультивибратором на измерительный прибор, равна частоте срабатывания прерывателя, а время разряда конденсатора выбирается меньшим, чем время между последовательными размыканиями контактов прерывателя при максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя. Измерительный прибор, таким образом, показывает силу среднего эффективного тока Iэф, которая пропорциональна частоте импульсов одностабильного мультивибратора. Резистором R7 регулируют при настройке тахометра амплитуду импульса, подаваемого мультивибратором. Резистор R3 выполняет роль компенсатора температурной погрешности прибора. Диод VD3 служит для защиты транзистора VT2.
Измерительный прибор Р—магнитоэлектрической системы с подвижной рамкой, отклонение стрелки на угол 270° при силе тока 10 мА, сопротивление рамки прибора 160 Ом. Для стабилизации напряжения питания прибора установлен стабилитрон VD5, что исключает погрешность показаний при повышении напряжения в бортовой сети автомобиля.
www.xn--b1agveejs.su
Привод спидометра.
Спидометр и его привод
Для осуществления контроля за скоростью движения и пройденным путем автомобиль оборудуется спидометром (рис. 1). Достоверную информацию об этих параметрах можно получить через частоту вращения колес автомобиля. 
Впрочем, зная передаточные числа трансмиссии, можно установить прибор, воспринимающий частоту вращения колес на каком-либо элементе трансмиссии, имеющем неразрывную связь с колесами и располагающимися как можно ближе к кабине или салону автомобиля.
Как правило, таким элементом является вторичный вал коробки передач, а на полноприводных автомобилях – вторичный вал раздаточной коробки. Именно там устанавливается механический или электрический датчик спидометра, который связан с указателем, расположенным на панели приборов. На переднеприводных легковых автомобилях привод спидометра осуществляется от зубчатого колеса, расположенного на дифференциале.
***
Механический привод спидометра
Спидометр с механическим приводом представлен на рис. 1, а. Датчик 1 представляет собой червячную пару зубчатых колес, одно из которых устанавливается на вторичном валу неподвижно, а второе, изготовленное заодно целое с приводным валиком, устанавливается в крышку картера и может выниматься. Приводной валик связан с гибким валом 2, который передает вращающий момент на указатель. Гибкий вал (тросик спидометра) представляет собой стальной трос с четырехгранными наконечниками, заключенный с небольшим зазором в оболочку из стальной витой проволоки, имеющую защитный пластмассовый слой.
Указатель спидометра состоит из указателя скорости 6 и счетчика 7 суммарного пути. Принцип действия указателя скорости индукционный. На входном валике указателя установлен постоянный магнит 3, который при вращении индуктирует вихревые токи в металлическом диске 4, находящемся на одной оси со стрелкой. Эти токи создают собственное магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита.
В результате создается момент, который стремиться повернуть диск по часовой стрелке, при этом величина этого момента тем больше, чем быстрее вращается входной валик. Спиральная пружина 5 противодействует повороту диска со стрелкой. Таким образом, суммарный момент отклоняет стрелку указателя на угол, пропорциональный частоте вращения входного валика.
Счетчик 7 суммарного пути имеет привод через червячную пару от входного валика спидометра и состоит из нескольких барабанчиков, установленных на одной оси с нанесенными на них цифрами от 0 до 9. Барабанчики вращаются специальным устройством, которое при повороте любого из них на один оборот осуществляет поворот соседнего левого барабанчика на 1/10 оборота. Крайний правый барабанчик показывает пробег автомобиля в сотнях метров, следующий барабанчик – в километрах, и так далее.
***
Электрический привод спидометра
Механический привод спидометра из-за невозможности передавать вращение на расстояние более 3,5 м, а также из-за неравномерности вращения вала и его быстрого изнашивания все чаще уступает место электрическому приводу (рис. 1, б).
В качестве датчика привода используется электрический трехфазный генератор с ротором в виде постоянного магнита. Статор датчика имеет три обмотки, расположенные под углом 120˚ и соединенные звездой. Импульсы, возникающие в статоре при вращении ротора датчика, передаются по электрическим проводам на электродвигатель, установленный в корпусе указателя спидометра и соединенный с указателем скорости и счетным узлом. В корпусе спидометра также находится электронный блок управления, собранный на печатной плате, который управляет работой электродвигателя. Конструкция и работа указателя скорости и счетчика суммарного пути аналогична спидометру с механическим приводом.
Электрический датчик привода спидометра, устанавливаемый на автомобилях марки «КамАЗ» имеет такую же конструкцию, как и датчик привода тахометра (указателя частоты вращения коленчатого вала двигателя).
Один из недостатков электрического привода спидометров, устанавливаемых на автомобили с дизельными двигателями (например, автомобиль КамАЗ) заключается в том, что при выключении зажигания во время движения автомобиля спидометр и счетчик пройденного пути перестают функционировать. Дизельный двигатель способен работать при выключенном зажигании, поэтому автомобиль может двигаться. Это дает возможность не учитывать часть пробега недобросовестным наемным водителям, совершающим «левые» рейсы. В этом плане механический привод тоже имеет существенный недостаток – при движении автомобиля задним ходом счетчик пройденного пути будет отматывать показания в обратную сторону. Для автомобилей, которые во время выполнения транспортной работы часто используют задний ход, приходится учитывать этот нюанс.
При оценивании точности показаний спидометра и счетчика пройденного пути следует учитывать влияние на эти показатели состояния шин колес автомобиля, а также давление в них. Если на автомобиле установлены нештатные шины большего или меньшего диаметра, а также при значительном износе шин, либо при недостаточном давлении в шинах, показания приборов будут иметь существенную погрешность.
Подробнее с устройством и работой автомобильных спидометров и тахометров можно ознакомиться здесь.
***
Гидромеханическая коробка передач
k-a-t.ru
