Спідометр. Як влаштований спідометр

Спідометр (від англ. Speed ​​- Швидкість і … метр), прилад, що вказує швидкість руху транспортних машин.

Вступ

На передній панелі перед водієм у кожному автомобілі існує комбінація контрольно-вимірювальних приладів, включаючи тахометр, покажчик рівня палива, температури, годинник та інше. Але найбільший і найбільший прилад — це спідометр, чому водій найбільше приділяє увагу під час їзди. Спідометр вказує швидкість вашого автомобіля (кілометри на годину; милі на годину). Як на старих, так і на нових автомобілях застосовується стандартний варіант, де звичайна стрілка вказує на шкалі швидкість руху.
Як і будь-які нові технології, перші спідометри були дуже дорогими, і були лише опціональними приладами для автомобіля. Це тривало до 1910 року, коли автомобільні заводи почали вмикати спідометр в автомобіль як стандартне обладнання. Однією з перших компаній, що виготовляють спідометри була Otto Schulze Autometer (OSA) – попередник нинішньої компанії Siemens VDO Automotive AG, що розробляє різні автомобільні запчастини і деталі.
Перший спідометр "OSA" був виготовлений в 1923 році, і його базова конфігурація особливо не змінювалася протягом 60 років.

Типи спідометрів

Існує 2 типи спідометрів: цифровий та механічний. Цифровий спідометр – відносно новий винахід. Перший такий спідометр був випущений 1993 року.
Otto Schulze, винахідник зі Страсбурга, подав ідею створення вимірника швидкості в 1902 року. З великим зростанням популярності автомобілів в той час також збільшувалася середня швидкість руху автомобіля.Максимальна швидкість середнього автомобіля вже на початку ХХ століття складала 30 миль на годину. Хоча за сьогоднішніми мірками це небагато, але ця швидкість була набагато швидше за швидкість кінних возів, популярніших у всьому світі в той час. Внаслідок чого різко збільшилася кількість нещасних випадків.
Новий винахід Шульца дозволяло водіям контролювати швидкість їхнього руху, що робило їхню їзду коректнішою. У багатьох країнах з появою спідометрів встановлювалися обмеження швидкості руху, також з'явилася перша поліція. Обов'язковою вимогою була наявність двох спідометрів — маленький для водія, і другий великий, щоб поліцейському було видно швидкість автомобіля на відстані.

Робота спідометра

2 відео

Про спідометри в інтернеті

7 посилань

• Принцип роботи спідометра
• Статися з ремонту спідометра
• Чи вірити спідометру?
• Загадки спідометра форум
• Запитання: "Наскільки спідометр буде занижений".
  при встановленні шин більшого розміру"
• Як працює механічний спідометр
• Пристрій спідометра

Складові частини спідометра. Принцип роботи

У результаті визначення швидкості автомобіля насамперед вимірюється швидкість обертання коліс; пізніше ця інформація передається вже до вимірювальних приладів. Спідометр магнітоіндукційного типу із приводом від гнучкого валу. Спідометр має два об'єднані в одному корпусі функціональні вузли (швидкісний і лічильний) із загальним приводом.
Швидкісний вузол складається з постійного магніту, закріпленого на приводному валику та картки, встановленої на осі. На верхньому кінці осі знаходиться стрілка, а в середній частині напресована втулка зі спіральною пружиною (волоском).Внутрішній кінець пружини закріплений на втулці, а зовнішній – на пластині, що регулює натяг пружини при регулюванні швидкісного вузла. Екран, розташований навколо картки, призначений для збільшення магнітного потоку, що проходить через карту.
При обертанні магніту в тілі карти виникають вихрові струми, що створюють магнітне поле картки. При взаємодії магнітних полів магніту і картопля створюється крутний момент, що прагне повернути картопля в напрямку обертання магніту. Повороту осі картушки перешкоджає поворотна пружина, що закручується зі збільшенням моменту і створює протидіючий момент. Таким чином, картка разом з віссю стрілки повертається на кут, величина якого пропорційна частоті обертання валика спідометра. е. на кут, що відповідає швидкості руху автомобіля.
Спідометри часто комбінуються з одометрами та тахометрами. Одометри фіксують пройдений шлях автомобіля. Робота одометра схожа на роботу спідометра. 1000 оборотів колінчастого валу фіксується як 1 пройдена миля. Тахометр відображає швидкість обертання колінчастого валу. Вимірюється робота тахометра в обертах за хвилину.

Під час руху автомобілів та тракторів необхідно визначати швидкість руху та пройдений шлях. Для цього є спеціальний прилад, званий спідометром.

Спідометр складається з швидкісного вузла, що показує швидкість руху в даний момент, та лічильного вузла, що відраховує пройдений шлях”. Обидва вузли мають загальну основу та працюють від одного приводного валика.Крім зазначених основних вузлів, деякі типи спідометрів мають додаткові пристрої: добовий лічильник пробігу, світлову сигналізацію діапазонів швидкостей та ін.

По приводу спідометри поділяють на прилади з приводом від гнучкого валу та електроприводом.

Рекламні пропозиції на основі ваших інтересів:

Додаткові матеріали на тему:

• Сумішоутворення в дизельних двигунах
• Нові енергонасичені трактори
• Основні напрями у розвитку конструкцій тракторів
• Типаж тракторів та двигунів
• Випробування трактора
• Стійкість трактора
• Опалення та вентиляція кабіни
• Лебідка автомобіля
• Тягово-зчіпний пристрій

Тахометри призначені для вимірювання частоти обертання колінчастого валу двигуна і монтуються на панелі приладів перед водієм поряд з іншими контрольно-вимірювальними приладами. Тахометри пр конструкції мало чим відрізняються від спідометрів, складаються з тих же вузлів і в деяких випадках мають лічильний вузол, що відраховує сумарну частоту обертання колінчастого валу, виражену умовно в мотогодин.

Привід тахометра здійснюється від колінчастого або розподільного валу двигуна за допомогою гнучкого валу або електроприводів.

Багато сучасних автомобільних спідометрів мають магнітні швидкісні вузли.

Валик приводу постійного магніту обертається за допомогою троса. У спідометрах обертання валика здійснюється від вторинного валу коробки, а в тахометрах – від розподільного валу двигуна. При обертанні магніту магнітний потік пронизує алюмінієву картопля і індукує в ній вихрові струми, що створюють своє магнітне поле.В результаті взаємодії цих полів картка повертається у бік обертання магніту та викликає переміщення стрілки за шкалою приладу. Круговому обертанню картки перешкоджає спіральна пружина, закріплена на важелі. Для підвищення точності показань магніт та картка захищені від впливу сторонніх магнітних полів сталевим екраном. Для попередження спотворень у показаннях приладу за зміни температури встановлюють магнітний шунт (термокомпенсатор). Від черв'ячної шестерні валика у спідометрах здійснюється привід валів та лічильного вузла. Мастило валика проводиться маслом через гніт; отвір під гніт закрито заглушкою.

Автомобільні та тракторні спідометри зазвичай приводять у дію за допомогою гнучких валів. Один кінець валу приєднують до приладу, а інший до коробки передач. Гнучкі вали забезпечують надійну роботу спідометрів протягом тривалого часу. Це, однак, справедливо лише за умови, якщо довжина гнучкого валу не перевищує 3—3,5 м. Тому на важких вантажних автомобілях та автобусах, де довжина гнучкого валу виходить надмірно великою, застосовується електропривод спідометрів.

Електропривід спідометра складається з двох синхронно працюючих вузлів-датчиків і приймача, з'єднаних екранованим проводом і включених у ланцюг електрообладнання автомобіля.

Датчик електроприводу встановлюють безпосередньо на коробці. Він являє собою контактний переривник, що перетворює постійний струм трифазний змінний, частота якого змінюється пропорційно частоті обертання колектора датчика.

Основними елементами датчика є: колектор, що обертається, з двома струмопровідними сегментами а, ізольованими один від одного сегментами б з ізоляційного матеріалу; три нерухомі струмознімальні щітки, і зсунуті відносно один одного на 120° і з'єднані з фазами приймального двигуна. Постійний струм підводиться до сегментів через струмопідвідні щітки, що лежать на контактних кільцях. Сегменти займають по колу колектора кути, рівні 120 °, а ізольовані сегменти б – кути 60 °. Струмознімні щітки займають кути по 30 °.

Приймач являє собою трифазний синхронний двигун з двополюсним постійним магнітом, що обертається. Обмотка статора – трифазна котушкова з трьома явно вираженими полюсами, а ротор електродвигуна – постійний двополюсний магніт. Обертання ротора передається лічильному механізму спідометра.

Для зменшення ціноутворення та боротьби з перешкодами радіоприйому в електричний ланцюг між датчиком і приймачем за схемою трикутника включаються три омічні опори

При русі автомобіля якорець датчика обертається і струм від мережі електрообладнання автомобіля надходить по двох щітках живлення і, розташованим по кінцях колектора, до струмознімальних щіток, і, що знаходяться в середній частині колектора в одній площині під кутом 120° один від одного. Кожна струмознімальна щітка через 180° повороту якоря включається в ланцюг живлення, подаючи у відповідну котушку приймача струм. Напрямок струму змінюється через кожні 180 ° повороту якоря. Момент зміни напрямку струму в струмознімачах зміщений на 120 ° кута повороту якоря. Зміна пульсуючого трифазного струму в ланцюгу приймача синхронно обертання якоря датчика.

Спідометром називають прилад, який повідомляє водію інформацію про швидкість руху автомобіля та пройдений шлях. На автомобілях застосовують спідометри з магнітоіндукційним швидкісним вузлом. Як привод спідометрів використовується електропривод або гнучкий вал (механічний привід). Тип приводу спідометра залежить від віддаленості приладу та місця його приєднання до трансмісії автомобіля. Гнучкі вали для приводу рекомендується встановлювати, якщо довжина траси не перевищує 3,55 м-коду. За більшої довжини траси рекомендується електропривід. Привід спідометра здійснюється від веденого валу коробки або роздавальної коробки. Для цієї мети у вузлі, від якого здійснюється привід, встановлюється редуктор, передавальне число якого вибирають в залежності від передавального числа головної передачі та радіусу кочення колеса автомобіля. Редуктор з'єднують спідометром або механічним шляхом (гнучким валом) або електричним (за допомогою спеціального датчика). Сигнал з редуктора надходить у спідометр, де перетворюється на відповідну інформацію.

Тахометри застосовуються на автомобілях, коли виникає необхідність контролю частоти обертання колінчастого валу двигуна. На дизелях привод тахометра здійснюється від розподільного валу двигуна за допомогою гнучкого валу або електроприводу. На карбюраторних двигунах встановлюються електронні тахометри, принцип дії яких заснований на вимірюванні частоти імпульсів, що виникають у первинному ланцюзі системи запалення при розмиканні первинного кола.

Спідометр із приводом від гнучкого валу приводиться в дію від вхідного валика, у гніздо квадратного перерізу якого вставляється квадратний наконечник гнучкого валу.На іншому кінці вхідного валика закріплені постійний магніт і термокомпенсаційна шайба (магнітний шунт). найчастіше виконується у вигляді чаші, яка з деяким проміжком охоплює магніт. Картушка виготовляється з немагнітного матеріалу, наприклад з алюмінію. важіль, поворотом якого можна регулювати натяг пружини.

При русі автомобіля від гнучкого валу приводиться в обертання вхідний валик і разом з ним магніт. собою таким чином, що на картопля діє крутний момент, напрямок якого протилежно моменту, що створюється пружиною. В результаті картопля разом з віссю і стрілкою повернеться на кут, при якому зростаючий момент пружних сил пружини стане крутний момент магнітних сил, що діє на картушку. руху автомобіля, кут повороту картки та стрілки зі збільшенням швидкості руху автомобіля збільшується. Залежність ця прямо пропорційна, тому шкала спідометра рівномірна.

Термокомпенсаційна шайба, встановлена ​​разом із магнітом, нейтралізує вплив зміни температури навколишнього середовища на опір картки. Збільшення опору картки призводить до зменшення струмів, що наводяться в ній, що виникає в результаті магнітного потоку. Шайба при цьому забезпечує збільшення магнітного потоку, що пронизує картопля за рахунок зміни своєї магнітної проникності.

Валик більшості спідометрів забезпечений масляною, встановленою в хвостовій частині спідометра. Вона складається з заглушки з отвором і розташованим під нею фетровим ґнотом. Фетровий гніт просочений олією і змащує валик.

Привід лічильного вузла здійснюється від вхідного валика через валики за допомогою трьох знижувальних передач. Вони забезпечують передатне відношення 624 або 1000. За конструкцією лічильні вузли бувають із зовнішнім і внутрішнім зачепленням лічильних барабанчиків. Зазвичай лічильний вузол містить шість барабанчиків, які вільно насаджені на одній осі. При зовнішньому зачепленні кожен барабанчик з одного боку має зубців, що знаходяться в постійному зачепленні з зубцями трибок, що також вільно обертаються на своїй осі. З боку протилежної зубчастої, барабанчики, крім крайнього лівого, мають два зубці з западиною між ними. Кожна трибка має шість зубців. Три зубці трибки з боку двох зубців барабанчиків укорочені шириною через один. Крайній правий барабанчик постійно обертається черв'ячною передачею. Коли при обертанні два зубці підходять до укороченого зубця трибки, вони його захоплюють і повертають на 1/3 оберту. У цьому наступний барабанчик повертається на 1/10 обороту.Трибка, що повернулася, після повороту встановлюється так, що при наступному проході зубців вони знову захоплять укорочений зубець. Зупинитися в іншому положенні трибка не може, тому що заважають довгі зубці, що ковзають по циліндричній частині барабанчика.

Мал. 4. Рахунковий вузол із зовнішнім зачепленням: 1, 3-довгі зуби трибки; 2-укорочений по ширині зубець трибки; 4-зубці барабанчика: 5-трибка; 6-барабанчик; 7-два зубці барабанчика; 8-виїмка, що вкорочує зубець трибки

Таким чином забезпечується поворот кожного барабанчика на 1/10 частину при повному повороті попереднього. За такої конструкції через кожні 100 тис. оборотів початкового (правого) барабанчика, повний оборот якого відповідає 1 км пробігу автомобіля, всі барабанчики повертаються у вихідне положення, і відлік показань починається з нуля.

Всі спідометри з приводом від гнучкого валу мають описаний принцип дії та відрізняються лише особливостями виконання швидкісного та лічильного вузлів та зовнішнім оформленням.

Спідометри з електроприводом мають такі ж магнітоіндукційний і лічильний вузли, як і спідометри з механічним приводом. Електропривод спідометра складається з датчика, який встановлюється на коробці передач, електродвигуна, що обертає приводний валик магнітоіндукційного вузла покажчика, та електронної схеми управління електродвигуном. Електродвигун та схема управління змонтовані в одному корпусі з магнітоіндукційним вузлом.

Датчик електроприводу є трифазним генератором змінного струму, ротором якого служить постійний чотириполюсний магніт. Як і гнучкий вал, ротор датчика рухається від веденого валу коробки передач.При обертанні ротора у кожній фазі статора, з'єднаного «зіркою», виробляється змінна синусоїдальна е. е., частота якої пропорційна швидкості руху автомобіля. Сигнал кожної фази статора керує транзисторами VT1, VT2 та VT3, що працюють у режимі електричного ключа. Ланцюги колектор-емітер транзисторів включені в ланцюги фазних обмоток трифазного синхронного двигуна. Ротором електродвигуна є чотириполюсний постійний магніт. Коли з фазної обмінки датчика на базу відповідного транзистора надходить позитивна напівхвиля е. е., він відкривається і по відповідній фазній обмотці електродвигуна протікатиме струм. Так як фазні обмотки датчика зсунуті на 120 °, то відкриття транзисторів буде зсунуто в часі. Тому магнітне поле статора електродвигуна, створюване його обмотками, зрушеними в просторі також на 120 °, обертатиметься з частотою обертання ротора датчика. Магнітне поле статора, що обертається, впливаючи на постійний магніт ротора, приводить його в обертання з тією ж частотою. Резистори R1-R6 у схемі електронного ключа покращують умови перемикання транзисторів.

Тахометри магнітоіндукційного типу, що встановлюються для контролю частоти обертання колінчастого валу дизелів, мають електропривод. Їх конструкція аналогічна конструкції спідометрів з електроприводом. Відрізняються вони відсутністю лічильного вузла.

Для контролю частоти обертання колінчастого валу карбюраторних двигунів використовуються електронні тахометри. Схема електронного тахометра забезпечує вимірювання частоти переривань струму первинного ланцюга системи запалювання.Складається схема з трьох основних вузлів: вузла формування імпульсів, що запускають, вузла формування вимірювальних імпульсів і стрілочного магнітоелектричного приладу. На вхід тахометра надходить вхідний сигнал первинного ланцюга системи запалювання. Вузол формування запускаючих імпульсів, що складається з резисторів R1, R2, конденсаторів С1, С2, СЗ, С4 і стабілітрона VD1, виділяє сигналу, що має форму загасаючої синусоїди сигнал, що має форму одиночного імпульсу. Імпульс надходить з урахуванням транзистора VT1 вузла формування вимірювальних імпульсів. У вихідному стані транзистор VT2 відкрито, оскільки через резистори R1, R10 і R5 по ньому протікає струм бази, а конденсатор С5 заряджений. Транзистор VT1 в цей час закритий, оскільки потенціал його емітера, викликаний значним падінням напруги на резисторі R5, більший за потенціал бази. Коли позитивний імпульс, що запускає, надходить на базу транзистора VT1, він відкривається. Конденсатор С5 розряджається через відкритий транзистор VT1, створюючи з урахуванням транзистора VT2 негативне усунення, і він закривається. Транзистор VT1 підтримується відкритим струмом бази, що протікає через резистори Rll, R9, R8 та R5. Відкритий транзистор VT1 забезпечує протікання струму вимірювального приладу через резистори Rll, R7, R3 і R5. Тривалість імпульсу струму, що протікає вимірювальним приладом, визначається часом розряду конденсатора С5. Після розряду конденсатора С5 транзистор VT2 відкриється, оскільки зникає негативне зміщення з його основі, а транзистор VT1 закриється.

Змінним резистором R7 регулюють при налаштуванні амплітуду імпульсів струму. Терморезистор R3 компенсує температурну похибку приладу. Діод VD2 служить захисту транзистора VT1.Стабілітрон VD3 забезпечує стабілізацію напруги живлення приладу.

У сучасному автомобілі панель приладів – це не просто місце, де розміщуються спідометр і тахометр. Це повноцінний інтерфейс взаємодії між автомобілем та водієм, який надає всю необхідну інформацію для безпечного та ефективного керування. Від розуміння того, як читати та інтерпретувати дані на панелі приладів, безпосередньо залежить безпека руху та довговічність автомобіля. У цій статті ми розберемо основні елементи приладової панелі і дамо поради щодо їх розуміння та використання. Спідометр Спідометр показує поточну швидкість руху автомобіля. Зазвичай вимірюється за кілометри на годину (км/год) або милі на годину (mph) залежно від ринку, для якого модель була випущена. Важливо стежити за показаннями спідометра, щоб не перевищувати встановлені швидкісні обмеження, а також ощадливо витрачати паливо. Тахометр Тахометр вимірює та показує кількість обертів двигуна за хвилину (об/хв). Допомагає водієві вибрати оптимальний момент для перемикання передач, щоб двигун працював ефективно та економно. Індикатор палива Цей індикатор показує, скільки палива залишилося в баку автомобіля. Важливо не допускати повної витрати, щоб уникнути непередбаченої зупинки автомобіля у невідповідному місці. Температура рідини, що охолоджує Індикатор температури рідини, що охолоджує, показує, наскільки сильно нагрівся двигун. Якщо стрілка наближається до червоної зони, це сигналізує про перегрів двигуна, що може призвести до серйозних поломок. Зазначимо, що здебільшого це відбувається через технічну несправність авто.Індикатор тиску масла Тиск масла в двигуні – ще один важливий показник, який відображається на панелі приладів. Якщо індикатор тиску масла показує низьке значення або загоряється червоним, це може свідчити про несправність системи мастила двигуна. Індикатори поворотів Індикатори поворотів, або "поворотники", сигналізують про намір водія змінити напрямок руху. Блимання стрілок на панелі приладів відповідає миготенню покажчиків повороту на автомобілі. Цей індикатор допомагає забудькуватим водіям або власникам машин, у яких поворотники не вимикаються автоматично вимикати їх, щоб не вводити в оману інших учасників дорожнього руху. Індикатори попереджень Сучасні автомобілі оснащені безліччю індикаторів попередження, які інформують водія про різні аспекти стану автомобіля: від несправності ABS до необхідності здійснити технічне обслуговування. Важливо уважно ставитись до цих попереджень та не ігнорувати їх. Точне значення кожного символу можна знайти в інструкції до автоомбілю у відповідному розділі. Поради щодо використання приладової панелі 1. Регулярно перевіряйте показання приладів. Це допоможе вчасно помітити можливі несправності та запобігти серйозним поломкам. 2. Вивчіть інструкцію з експлуатації вашого автомобіля. У ній міститься інформація про значення всіх індикаторів та символів на панелі приладів. 3. Не ігноруйте попереджувальні індикатори. Якщо на панелі загоряється попереджувальний символ, намагайтеся якнайшвидше вирішити проблему. Розуміння показань панелі приладів — ключова навичка для кожного водія. Воно не лише підвищує безпеку на дорозі, а й допомагає уникнути дорогих ремонтів за рахунок своєчасного виявлення та усунення несправностей. Приділіть час вивченню панелі приладів вашого автомобіля, і це інвестиція у вашу безпеку та комфорт у довгостроковій перспективі.