Леонардо да Винчи в 1500 г. создал прототип механизма для измерения скорости конного экипажа. И только в 1901 году усовершенствованный аналог изобретения был установлен компанией Oldsmobile на автомобили. С тех пор устройство спидометра разительно изменилось. Рассмотрим принцип работы, почему врут механические и электрические спидометры, а также основные поломки.

Механические

По своему устройству аналоговые спидометры делятся на следующие виды:

Аналоговый спидометр

Механический спидометр стрелочного типа – единственный из аналоговых видов измерителей скорости, которые до сих пор устанавливаются на многие автомобили. Рассмотрим устройство аналогового спидометра, принцип работы которого основывается на явлении магнитной индукции. Составные компоненты:

Сопутствующим элементом спидометра можно считать счетчик пройденного расстояния, который через червячную передачу соединен с тросиком. мы рассматривали ранее, поэтому заострять внимание на этом не будем.

В полноприводных автомобилях скоростная часть спидометра может находиться в раздаточной коробке.

Принцип работы

Вращение вторичного вала МКПП через главную передачу связано с червяком и шестерней (червячная передача), которая крепится к тросу. Соответственно, вращение вторичного вала провоцирует движение троса, который оборачивается вокруг своей оси внутри кожуха. Трос, тянущийся от КПП к приборной панели, соединен с магнитом, который находится вблизи металлической пластины и соединен со стрелкой. С курса физики все мы знаем о влиянии магнитных полей на ферромагнетики. Вращаясь вокруг своей оси, магнит провоцирует отклонение металлической пластины, как бы утягивая ее за собой. Соответственно, чем выше скорость вращения магнита, тем быстрее будет крутиться металлическая часть, и тем больше будет подыматься стрелка автомобильного спидометра. Именно так работает механический спидометр.

Электронный спидометр

В электронном счетчике отсутствует механическая связь между показаниями на приборной панели и вторичным валом КПП. Способ реализации во многом зависит от устройства датчика скорости, который бывает двух типов:

Еще большее распространение получил электронный спидометр, работающий на эффекте Холла. Если к проводнику или полупроводнику прямоугольной формы приложено постоянное напряжение и его пронизывает под прямым углом линии магнитного поля, на противоположных плоскостях проводника возникает напряжение, которое и было названо в честь первооткрывателя Эдвина Холла.

Частота изменения выходного напряжения будет пропорциональна скорости вращения задающего диска. Именно частота импульсов напряжения позволяет ЭБУ высчитывать фактическую скорость автомобиля. Стоит заметить, что ранее главная функция датчика скорости – показывать скорость движения авто, стала теперь по большей мере сервисной. Датчик скорости используется системой питания двигателя в определенных режимах работы. Поэтому при поломке или некорректной работе электронного датчика мотор может глохнуть при смене передач, неустойчиво работать, терять тягу.

Почему спидометр врет

Любой автомобильный спидометр искажает показания. По большей мере связано это с калибровкой устройств, точно выполнить которую достаточно сложно. Также стоит учесть, что скорость измеряется по вращению лишь одной из оси главной передачи (редуктор, установленный в МКПП). А ведь при повороте колесо, находящееся на внутреннем радиусе, проходит меньшее расстояние, нежели внешнее колесо.

Но главную поправку в показания автомобильного спидометра вносит размерность колес. Чем больше диаметр колеса, тем большее расстояние автомобиль пройдет за один оборот приводного вала.

В среднем измерители врут на 5-10 км/час. Поскольку неточные показания могут стать причиной ДТП, производители автомобилей, калибруя электронные спидометры, перестраховываются. Измеритель скорости на новом автомобиле никогда не будет врать в большую сторону.

Поломки

К основным неисправностям относятся:

• разрушение шестеренок червячной передачи, которые часто изготавливаются из пластика;
• обламывание троса в месте зацепления со скоростной частью, вкручивающейся в КПП;
• окисление контактов датчика, обламывание проводов питания. Проверку питания можно осуществить своими руками при помощи мультиметра;
• неисправность электронной части, располагающейся в щитке приборов.

Предлагаем посмотреть видео процесса базовой диагностики в случае, если не работает спидометр.

Без спидометра нам не обойтись. Скорости велики, а их влияние на безопасность неоспоримо.
Спидометр не только украшает приборную панель, но сохраняет нервы, деньги, а иногда и жизнь. Не по мельканию же кустов за обочиной определять скорость! Глаз даже опытного водителя в долгой поездке «замыливается» – и немалые 100 км/ч кажутся черепашьим шагом.

Скорость, о которой мы говорим, «мгновенная». Это она важна при экстренном торможении или энергичном маневре. Но спидометр включает и одометр с точностью измерения до километра, иногда – до 100 метров. Хотите точней – обзаводитесь навигационной системой вроде GPS.

Наиболее просты механические спидометры. Приводятся от трансмиссии «гибким валом» – особым тросиком, хорошо передающим вращение. Так как одинаковые спидометры бывают на разных авто, в их приводе применяют простейший редуктор, передаточное число которого подобрано к автомобилю. На заднеприводном спидометр обычно контролирует вращение вторичного вала КП. Значит, показания зависят от размера шин, передаточного числа редуктора заднего моста и собственной погрешности прибора. Пример: на «жигулях» замена пары 4,44 на 3,9 изменит показания на 14%. В этих случаях обязательна замена и редуктора спидометра. Однако зубчатки редуктора не резиновые – поэтому идеального соответствия спидометра размеру шин не бывает, а они ведь еще изнашиваются… Суммарная ошибка показаний до 10% и даже больше – дело обычное. Часто этим объясняются рекорды дворовых гонщиков.

Спидометры переднеприводных автомобилей с поперечным расположением двигателя обычно «обслуживают» привод левого колеса после главной пары. Значит, к погрешности спидометра и влиянию размера шины прибавляется эффект от закругления дороги: на поворотах влево «приборная скорость» чуть меньше, чем посередине машины, а вправо – чуть больше.

Как сказываются шины нештатного размера? Замена шины 175/70R13 на шину 165/70R13 или наоборот меняет показания спидометра на 2,5%. Немного? Но вопрос еще в том, как эта ошибка сложится с погрешностью самого спидометра и его редуктора, как скажется износ шин, давление в них. Низкое давление уменьшает радиус качения. Деформация «хитрая», а плата за нее – и рост расхода топлива, и падение максимальной скорости, хотя при этом сами показания спидометра… завышены!

Механический спидометр устроен просто: поверх магнитного диска 1 , приводимого тросом, расположен с небольшим зазором вращающийся на оси алюминиевый колпак (картушка) 2 со стрелкой и возвратной пружиной 3 (см. рис.). Когда диск вращается, его магнитные силовые линии возбуждают в картушке токи, создающие свое магнитное поле. При взаимодействии двух полей картушка увлекается за диском, но пружина ограничивает ее поворот углом, зависящим от скорости вращения диска. Циферблат отградуирован в соответствии с тарировкой прибора, зависящей от жесткости возвратной пружины. Любое изменение ее жесткости недопустимо – показания спидометра окажутся искажены.

Одометр – набор барабанчиков с цифрами (еще их называют «декадами»). Каждый связан с соседним зубчатой передачей с отношением 1:10. С началом движения крайний – километровый отсчитывает единицы километров, когда он сделает один оборот, соседний 10-километровый покажет в своем окошке единицу. Через 100 км первый оборот завершит 10-километровый барабанчик. И так далее. Отечественные одометры ведут счет до 99 999 км, затем обнуляются. Нынче многие одометры шестизначные. Отдельные модели включают в себя удобную опцию – счетчик короткого (обычно не больше 1000 км) пробега с точностью до сотни метров. Водитель может его обнулить нажатием кнопки.

К сожалению, работоспособность механического спидометра сильно зависит от износа его собственных деталей, а также привода. Важно проложить гибкий вал без резких перегибов (иначе трос изнашивается, стрелка колеблется, механизм шумит) – не на каждом автомобиле это удается. Тросовый привод затрудняет сборку и разборку приборного щитка. В конце концов, от троса отказались – спидометр стал электронным, он работает по сигналу датчика скорости. Показанный датчик совмещен с редуктором, который, кстати, можно установить и на старую машину с тросовым приводом: отвинти колпачок с накаткой – и прикручивай трос. У нас электронные спидометры впервые появились на ГАЗ-3110, ВАЗ-2110, ими комплектовали последние варианты «ИЖ-Ода».

По внешнему виду первые электронные спидометры трудно отличить от механических. Стрелка на своем месте, барабанчики с цифрами тоже. Но отныне стрелка – деталь электронного измерителя числа импульсов от датчика скорости. Угол ее поворота пропорционален числу импульсов в единицу времени – подробности технологии пересчета оставим специалистам. Одометр похож на механический, но «декады» подчиняются управляемому электроникой микроэлектродвигателю.

Эти приборы несколько точней механических, но все же погрешность 5–7% у них случается, ведь они избавились лишь от слабых мест самой механики (люфтов, капризов троса, картушки, возвратной пружинки т.п.).

Полностью электронные приборы совершенней. Но и здесь привычные стрелки на своих местах: оказывается, большинство людей понимают их «язык» лучше, чем любые цифры на дисплее. Такой приборный щиток можно встретить на «самарах» ВАЗ-2113…2115 и части машин «десятого» семейства. С обратной стороны этот комплекс – произведение искусства. Всеми стрелками командует электроника через исполнительные электродвигатели. Дисплеи (одометра и температуры воздуха) жидкокристаллические.

При всех возможностях электроники основа измерений, то есть контроль вращения ведущего колеса с шиной, остается. Значит, связанные с этим ошибки измерений неизбежны, а разработчики «продвинутых» спидометров, похоже, не интересуются возможностью их тонкой подстройки. Почему – вопрос открытый. Вряд ли это неразрешимая проблема – предусмотрена же эта функция у маршрутных компьютеров! На фото один из них. В числе задач МК – учет расхода топлива. Тут не обойтись без измерений пройденного расстояния. Как учесть ошибки измерения? Компьютер позволяет вводить поправку. Порядок действий описан в инструкции к нему. «Базой» является путь, измеренный по километровым столбам – они вкопаны с точностью, какая многим спидометрам и не снилась. В наше время положение реперных точек легко проверить современными навигационными средствами. Строители-дорожники с ними тоже знакомы.

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 . 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 (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.

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. 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.

Показатели спидометра автомобиля необходимы, чтоб определять и контролировать скорость транспортного средства соответственно ограничениям, действующим на территории той или иной страны. Он входит в список обязательной комплектации автомашин.

[ Скрыть ]

Для чего нужен спидометр?

Автомобильный спидометр (АС) - прибор, который определяет модуль мгновенной скорости движения транспортного средства.

Ориентируясь на показатели «девайса» водитель может:

• узнать интенсивность движения автомобиля в реальном времени;
• вычислить расход топлива при каждой конкретной скорости.

Скомплектованный со спидометром автомобиля одометр - прибор для измерения пройденного пробега. Иногда эти «девайсы» не разделяют и говорят про спидометр-одометр.

С помощью одометра можно определить, когда необходимо менять:

• автомобильные масла;
• фильтры;
• ремни (генератора и ГРМ).

Виды спидометров

Есть большое разнообразие АС, всех их классифицируют на виды по:

• методу измерения;
• типу индикатора.

По способу измерения

Классификация спидометров автомобилей по принципу работы:

По типу индикатора

По способу визуализации данных спидометры делятся на:

• аналоговые, или механические;
• цифровые.

Аналоговый

Схема работы универсального аналогового АС:

• стрелка спидометра связана с валом редуктора;
• последний в свою очередь получает привод от вращающихся колёс.

Интенсивность движения вала редуктора пропорциональна быстроте вращения колес. Поэтому именно этот узел наиболее достоверно отображает скорость автомобиля.

В таблице представлены разные аналоговые спидометры:

Из всех типов аналоговых спидометров в современных автомобилях используется только стрелочный.

Цифровой

Особенности цифрового АС:

• имеет наивысшие показатели точности;
• индикатор – дисплей, отображающий скорость в цифровом эквиваленте;
• на экране водитель может посмотреть суточный и суммарный пробег;
• имеет сигнализацию, которая срабатывает при превышении установленного предела скорости движения транспортного средства.

Основным недостатком цифрового автомобильного спидометра является задержка показаний. В результате некорректно отображаются данные при смене скорости.

Наглядно, как работает цифровой автомобильный спидометр с использованием IPHONE 4 можно посмотреть на видео, снятым каналом videoSPBLIFE.

Фотогалерея

На фото представлены разные виды АС:

Принцип работы спидометра на переднеприводных и заднеприводных авто

Есть особенности в принципах работы АС на передне- и заднеприводных автомобилях. На авто, приводящихся в движение задними колёсами, спидометр контролирует вращение вторичного вала коробки передач и по нему рассчитывается скорость.

На переднеприводных машинах оборудование измеряет интенсивность движения автомобиля с помощью привода левого колеса. Погрешность АС в этом случае большая, поскольку передние шины поворачивают авто и прибавляется эффект от закругления дороги. При поворотах влево «фиксированная скорость» чуть меньше, чем при прямолинейном движении, а вправо – немного больше.

Погрешность спидометра

Всем АС, как и любым другим техническим устройствам свойственна неточность показаний.

Причины неточного измерения:

• заводская калибровка приборов, которую точно на 100% невозможно выполнить;
• высота и диаметр шин – влияют на расстояние, которое пройдёт машина за 1 оборот приводного вала;
• «эффект поворота» на спидометрах переднеприводных автомобилей.

Правило автопроизводителей – погрешность АС конструктивно должна быть в сторону увеличения показаний, против фактической скорости движения.

Видео

На видео от пользователя Виктора Хабибулина сравниваются цифровые спидометры с GPS и аналоговые.

Спидометр определяет скорость машины, ведь глаз водителя «замыливается» – и немалые 100 км/ч кажутся черепашьим шагом. Расскажем что это такое, почему «врут» его показания и указывают большую скорость, чем на самом деле.

Что это такое?

На некоторых современных машинах вместо традиционного стрелочного указателя появился цифровой. Числа считываются удобнее, но всё же цифровой спидометр обладает некоторой инертностью. Например, очень сложно при езде по трассе со скоростью 120 км/ч быстро сбросить до разрешенных 79 км/ч.
Что показывает? На заднеприводных автомобилях спидометр контролирует вращение вторичного вала коробки передач и по нему рассчитывается скорость. Значит, показания зависят от размера шин, передаточного числа редуктора заднего моста и собственной погрешности.

Спидометры переднеприводных авто измеряют скорость с помощью привода левого колеса. Значит, к погрешности и влиянию размера шины прибавляется эффект от закругления дороги: на поворотах влево значения будут чуть меньше, чем посередине, а вправо – чуть больше.

Почему «врёт»?

Почему спидометр обязательно должен «врать»? Дело в том, что ему труднее быть точным, чем многим другим приборам. Ведь скорость движения обычно определяется по вращению колеса и зависит от диаметра колеса, а это - параметр нестабильный.

Как сказываются шины нештатного размера на показания спидометра. Замена покрышек 185/60R14 на 195/50R15 или наоборот меняет показания на 2,5%. Немного? Например, при 90 км/ч реальная скорость машины составит 92,78 км/ч. Т.е. реальные данные не совпадают. И когда есть допуск плюс 20км/ч, за которым следует штраф - это не столько существенно. А когда сменили колёса наоборот, с низких на высокие - значения будут меньше настоящей скорости авто. Вопрос в том, как эта ошибка сложится с погрешностью самого прибора, как скажется износ шин , давление в них (повышенное или пониженное). Низкое давление в колёсах также искажает значение в большую сторону.

Если спидометр автомобиля показывает скорость в милях в час, то как перевести в километры в час? Это касается машин из Америки, где изначально приборы калибруются в непривычных числах. Считайте, что 1 миля равна 1,6 км. Значит, если спидометр показывает скорость 90 миль/ч, то это 144 км/ч (90 х 1,6 = 144 км/ч). Обратный подсчет из км/ч в миль/ч производиться путем деления на 1,6.