Как всегда я постараюсь вас заинтересовать новой статьей, которую меня попросил написать "Ярик". В своем сообщении он попросил рассмотреть в подробностях тему "Устройство и принцип работы спидометра с электрическим приводом"

Так как сейчас скорости автомобилей очень большие, а их влияние на безопасность водителя и его пассажиров очень весомо, без спидометра трудно представить жизнь современного автомобилиста.

Скорость, о которой мы сейчас разговариваем «мгновенная». Именно она очень важна при энергичном маневре или резком торможении. Однако спидометр включает в себя и одометр, который в точности до 100 м, может определить какое вы прошли расстояние. Если же вы хотите, чтобы данные были точнее, то вам стоит приобрести систему GPS.

Так какое же устройство и принцип работы спидометра с электрическим приводом?

Чтобы ответить на этот вопрос, для начала надо разобраться с его более простым собратом, спидометром с механическим приводом. Он приводится в действие от трансмиссии с гибким валом, при помощи особого тросика, который очень точно может передать вращение. Так как один и тот же спидометр можно установить на различные типы авто, в нем находится специальный редуктор, который поможет подобрать передаточное число оборотов для данного автомобиля. Если автомобиль с задним приводом, то спидометр зачастую контролирует вращение вторичного вала коробки передач. Следовательно, его показания будут напрямую зависеть от замера шин, погрешности прибора и передаточного числа редуктора. К примеру, на «Жигули» замена пары 4,44 на 3,9 приведет к тому, что прибор будет показывать данные с погрешностью 15%. В этих случаях, замена редуктора спидометра просто обязательна. Из-за того, что зубчатки редуктора не резиновые, идеально подобрать размер шин и спидометра практически невозможно, этому также препятствует и износ деталей. Ошибка в показаниях таких приборов будет равна ~10%, часто именно этим можно объяснить те рекорды, которые ставят дворовые гонщики.

Спидометры, которые устанавливаются на преднеприводные автомобили с поперечным двигателем, зачастую берут данные с датчика, который приспосабливается на левое колесо после главной пары. Значит на погрешность спидометра, помимо размера шины влияет еще и эффект закругления дороги. На поворотах вправо, приборная скорость будет чуть больше, влево - меньше.

Как на скорости могут сказаться шины нештатного размера?

К примеру, если вы поменяете шину 175/70R13 на 165/70R13, или на оборот, то показания спидометра и в том и в другом случае изменятся на 2,5%. Это вроде как немного. Но вопрос еще состоит в том, как такая погрешность будет влиять на: износ шин, работу редуктора и самого спидометра, давление в шинах и т.д. Такая деформация очень «хитрая», платой могут выступить: повышенный расход топлива и падение максимально возможной скорости, которая на спидометре будет завышена.

Устроен механический спидометр очень просто: сверху магнитного диска, который приводится в действие тросом, располагается вращающийся элемент (с небольшим зазором), зачастую он выглядит как колпак сделанный из алюминия, с возвратной пружиной и стрелкой. При вращении диска его силовые магнитные линии возбуждают на катушке точки, которые создают магнитное поле. Когда поля взаимодействуют, катушка начинает увлекаться за диском, однако ограничивает ее поворот пружина, которая изменяет угол в зависимости от скорости вращения двигателя. В соответствии с тарировкой прибора отградуирован циферблат, все это зависит от жесткости возвратной пружины. Если жесткость будет изменена, путь даже незначительно, то это сильно повлияет на показания прибора.

Одометр - это набор барабанов, на которые нанесены цифры. Каждый из них связан с соседним, отношение равно один к десяти. Когда начинается движение, крайний (который показывает километры) начинает свой отсчет. Когда первый делает оборот, то второй показывает, что вы проехали 10 км. По аналогичной схеме отсчитывается 100 и 1000 км. Одометры, которые делались в советское время, могут вести счет до 99 999 км, после чего следует их обнуление. Сейчас же многие производители ставят на свои автомобили шестизначные одометры. Некоторые их них оснащены, так называемым счетчиком короткого, которые показывает точные данные (до километра) в первые 1000 км. Водитель может обнулить его, всего лишь нажав определенную кнопку.

Работоспособность механического спидометра, к сожалению, зависит от износа его деталей, а также износа привода. Гибкий вал важно проложить без резких перегибов, что не получится сделать на каждом автомобиле. В противном случае механизм будет шуметь, трос быстро изнашиваться, а стрелка - колебаться. Затрудняет разборку и сборку приборного щитка - тросовый привод. В результате чего, от троса начали отказываться, заменяя его электронным спидометром . Работает такой прибор по сигналу датчика скорости. Такой датчик совмещается с редуктором. Его можно установить и на старую машину, для этого надо открутить колпачок с накаткой и прикрутить трос. Впервые электронные спидометры появились на отечественных автомобилях ВАЗ-2110 и ГАЗ-3110, также такими устройствами был укомплектован последний вариант «ИЖ-Ода».

По внешнему виду эти устройства сложно различимы, а вот по устройству и принципу работы, спидометры с электрическим приводом совершенно не похожи на механические. Стрелка у таких приборов совершенно одинакова, все датчики тоже на месте. Однако стрелка в этом случае - это деталь, которая изменяет число импульсов от датчика скорости. Насколько она повернется, зависит от того, сколько прошло импульсов в единицу времени. Одометр также очень похож на механический, однако декады тут подчиняются управляемому электроникой механизму.

Электронные спидометры на много точнее чем их механический собраться, но и в них есть своя погрешность, составляет она примерно 5% Устройство и принцип работы спидометра с электрическим приводом. Приборы, которые полностью состоят из электроники, естественно совершеннее. В Европе не редкостью будет встретить табло над дорогой, где будет высвечена ваша скорость с предельной точностью. И если сравнить ее со скоростью на вашем спидометре, то можно понять степень погрешности прибора.

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.

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.

Читайте также:

• Подобное оборудование используется для того, чтобы обеспечить остановку транспортного средства по первому желанию водителя. Для…
• Популярность с каждым годом автомобилей стремительно набирает оборотов. Владельцы автомобилей по максимуму хотят выжать возможностей…
• Новый автомобиль, или автомобиль после капитального ремонта двигателя должен пройти обкатку, в течение которой пробег…
• Все любители автотранспорта, которые решили приобрести или заменить машину, должны помнить про обязательную регистрацию авто.…
• В среднем срок эксплуатации аккумуляторной батареи составляет пять лет. Длительность периода эксплуатации зависит от правильного…

Предыстория.

В большинстве автомобилей на передней панели можно увидеть набор контрольно-измерительных приборов, который состоит из тахометра, датчика температуры двигателя, уровня заправки топливного бака и других. В ходе поездки чаще всего водитель обращает внимание на спидометр, показывающий мгновенную скорость движения автомобиля, которая выражается в милях или в километрах в час. Его стандартный вариант, который состоит из перемещающейся по шкале стрелки, актуален до сих пор.

История изобретения спидометра насчитывает порядка сотни лет, впервые прибор для измерения скорости появился в 1901 году на автомобилях "Oldsmobile". Вплоть до 1910 года спидометр считался диковинной вещью и устанавливался лишь в качестве опции, только потом автозаводы стали включать его в обязательную комплектацию. Модель от 1916 года, которая была изобретена Николой Тесла, дошла до нынешних дней, почти не претерпев изменений.

"Последствия" изобретения спидометра.

С развитием автомобилестроения растет количество машин на дорогах, мощность двигателей и, соответственно, развиваемая ими скорость (к началу 20 века она приблизилась к 30 милям в час). Скорость той же "Самобеглой коляски" значительно выше, чем конного экипажа, поэтому на дорогах участились случаи транспортных происшествий. Изобретение спидометра позволило автомобилистам следить за скоростью движения, тем самым, делая перемещение на транспорте более безопасным.

Появление спидометров позволило вводить скоростные ограничения, что обусловило образование первой дорожной полиции. Машины того времени оборудовались двумя спидометрами: один маленький для водителя, а другой большой, для того чтобы полицейский смог считать показания скорости на расстоянии.

Классификация спидометров.

По способу измерения:

Центробежный – плечо регулятора, которое удерживается пружиной, вращается совместно со шпинделем и откидывается в стороны центробежной силой так, смещение прямо пропорционально скорости.

Хронометрический – комбинация часового механизма с одометром.

Индукционный - система постоянных магнитов, вращающихся вместе с приводным шпинделем, генерирует вихревые токи в диске из меди или алюминия, помещённом в магнитное поле. Диск, таким образом, втягивается в круговое движение, но его вращение замедляется ограничительной пружиной. Диск соединен со стрелкой, показывающей скорость.

Электромагнитный - скорость определяется по ЭДС, вырабатываемой тахогенератором, подключённым к шпинделю.

Вибрационный – применим для быстровращающихся машин. Механический резонанс колебаний подшипников или рамы машины вызывает колебания градуированных язычков с частотой, соответствующей числу оборотов машины.

По системе спутникового позиционирования - скорость определяется по системе спутникового позиционирования GPS электронным путём как пройденное расстояние, делённое на время пути.

Электронные - оптический, магнитный или механический датчик вырабатывает импульс тока за каждый оборот шпинделя. Импульсы обрабатываются электронной схемой и скорость выводятся на индикатор.

По типу индикатора:

Аналоговые:

Ленточный – скорость показывает лента, проходящая через деления на неподвижной шкале. Использовался на многих американских и некоторых японских и европейских моделях, а также на ГАЗ-24 до начала 1975 года.

Барабанный - деления нанесены на вращающийся барабанчик и при его вращении появляются в окошке, показывая текущую скорость. Применялся на многих довоенных автомобилях, некоторых американских автомобилях шестидесятых, а также – относительно современных моделях "Ситроена".

Стрелочный – наиболее распространённый вариант спидометра, скорость указывает вращающаяся вокруг оси стрелка.

Цифровые.

Цифровой спидометр был разработан совсем недавно, в 1993 году.

Индикатором цифрового спидометра служит жидкокристаллический или аналоговый дисплей, который отображает скорость в цифровом формате.

Во втором случае (аналоговый дисплей) есть проблема задержки показаний: при отсутствии задержки отображения значений скорости или слишком малой задержки водитель не способен корректно воспринимать непрерывно "бегающие" перед глазами цифры; если ввести существенную задержку, то индикатор начинает некорректно отображать данные о мгновенной скорости торможении и разгоне.

В связи с этим, аналоговые индикаторы нашли широкое распространение, а цифровые используются на относительно небольшом числе моделей; пик популярности пришелся на 1970-80е года в США, откуда эту моду подхватили японские производители, но впоследствии на большинстве моделей их решили сменить на традиционный стрелочный вариант.

Устройство и принцип работы спидометра:

Механический.

Скорость движения автомобиля определяют скоростью вращения его колес. Именно этот показатель фиксируют измерительные приборы.

Один из самых популярных способов измерения скорости – это спидометр магнитоиндукционного типа, имеющий привод от гибкого вала. Он содержит пару функциональных узлов (счетный и скоростной), заключенных в одном корпусе и объединенных общим приводом.

Скоростной узел состоит из постоянного магнита, закрепленного на приводном валике, и катушки, которая установлена на оси. Стрелка, которая показывает скорость, находится на верхнем конце оси. В средней части оси напрессована втулка со спиральной пружиной, внутренний конец которой закреплен на ней. Наружный конец крепится на пластине, предназначенной для изменения натяжения пружины регулировкой скоростного узла. Экран, расположенный вокруг катушки, увеличивает магнитный поток, проходящий через катушку. Возникающие при вращении магнита вихревые потоки, порождают магнитное поле катушки.

При взаимодействии магнитных полей магнита и катушки создается крутящий момент, который стремится развернуть катушку в том же направлении, куда вращается магнит. Возвратная пружина при закручивании препятствует повороту оси, поэтому одновременно возникает и противодействующий момент. В результате, ось стрелки и катушка поворачиваются на определенный угол, который пропорционален частоте вращения валика спидометра и соответствует скорости движения автомобиля.

Электронный.

Показания скорости считываются специальным датчиком VSS (Vehicle Speed Sensor), который расположен в трансмиссии. Датчик посылает импульсы напряжения, которые действуют с частотой, пропорциональной скорости автомобиля. Импульсы поступают в мультиплексер, проходя через блок формирования, а далее – во временные "ворота", пребывающие в открытом состоянии только на определенное время. Затем счетчик подсчитывает количество, прошедших через "ворота" импульсов. Информация со счетчика поступает на микропроцессор, где и происходит конвертирование в скорость. На цифровой дисплей данные поступают от демультиплексера и декодера.

После считывания и обработки счетчик обнуляется, и происходит принятие следующего пакета импульсов. Электронный спидометр позволяет получать более точные данные, нежели механический.

Еще больше интересных автомобильных фактов, а также советы женщине за рулем , которые могут быть полезны и мужчинам, читайте на этом сайте.

Спидометр… Об этом приборе, безусловно, знает всякий автомобилист. Однако что такое одометр в автомобиле – сможет ответить далеко не каждый, и это вполне закономерно, ведь этот прибор далеко не так прост и примитивен, как кажется на первый взгляд.

При этом далеко не все видят разницу между одометром и спидометром – совершенно иным прибором, совмещенном с ним. Что ж, мы попытаемся доходчиво рассказать о различиях, а также о том, что это такое — одометр автомобиля.

Принцип действия одометра

Выражаясь научным языком, одометр представляет собой механическое либо электронное устройство, определяющее количество оборотов, совершаемых колесом, то есть, счетчиком. Благодаря этой информации владелец автомобиля может определить путь, который пройден автомобилем в течение всего срока его эксплуатации либо за определенный промежуток времени. То есть, информация, получаемая прибором, доводится до водителя в числовой форме, а конкретно – километрах пройденного пути.

Принцип действия прибора таков – за один пройденный автомобилем километр колесо совершает одинаковое число оборотов. Зная, сколько оборотов оно совершило в общем за тот или иной путь, легко высчитать пройденный километрах, и именно он отображается на счетчике пробега.

Кроме того, обнулив данные одометра перед поездкой, вы легко можете установить расстояние из точки А в точку Б либо высчитать, сколько автомобиль проехал на одной заправке топливом. Обо всех этих функциях одометра знает, вероятно, любой водитель.

Их типы

Несмотря на то, что автомобиль – изобретение относительно недавнего прошлого, такой прибор как одометр был известен очень давно – его изобретателем стал Герон Александрийский. Вполне логично, что первый такого рода механизм был механическим.

Собственно, в автомобильной промышленности также все используемые первоначально одометры имели чисто механическую конструкцию, а сам счетчик, находящийся на приборной панели, представлял собой набор барабанов с нанесенными цифрами, которые менялись по мере прохождения автомобилем определенного расстояния (одного километра или мили).

Такие одометры отличались простотой конструкции и надежностью, однако имели и несколько существенных недостатков. Главным из них стало ограничение механического счетчика – при достижении определенного пробега он обнулялся.

Кроме того, точность работы такого одометра достигалась лишь при использовании на транспортном средстве колес строго определенной размерности, и отклонение от нее вызывало серьезную погрешность в измерениях.

В середине ХХ века автопроизводители стали использовать электромеханические счетчики, которые, получая информацию от механического датчика, выводили информацию не с помощью архаичных барабанов с цифрами, а на жидкокристаллическом дисплее.

Позднее были созданы и полностью электронные одометры, получавшие информацию об оборотах колеса от так называемого датчика Холла. При этом поступающая с него информация обрабатывалась бортовым компьютером автомобиля и хранилась в его памяти, что позволяла сохранять информацию не только об общем пробеге, но и отдельных поездках.

Это было очень удобно, к примеру, для замеров расхода топлива или пройденной дистанции в нескольких поездках.

Одометр и спидометр: в чем разница?

Как мы уже говорили, далеко не все знают о разнице между двумя совершенно разными приборами – одометром и спидометром. Многих вводит в заблуждение тот факт, что шкала одометра практически на всех автомобилях интегрирована в шкалу показаний спидометра.

Логично, что некоторые вполне обоснованно предполагают, что это один и тот же прибор. На самом деле разница между приборами очень значительна.

Спидометр служит для измерения скорости движения транспортного средства и никак не связан с функциями одометра – счетчика пройденного транспортным средством километража.

Совмещение шкал этих приборов обусловлено лишь удобством восприятия информации человеком, а также традицией. Впрочем, сегодня показания одометра выводятся на дисплей бортового компьютера среди основной информации, и дисплей этот опять таки располагается в районе шкалы спидометра. Тем не менее, путать данные приборы никак нельзя.

Использование одометра в определении пробега подержанного автомобиля

Общеизвестно, что одометр является основным средством, посредством которого можно установить пробег того или иного транспортного средства. Этот критерий – один из важнейших , поскольку пройденный километраж позволяет оценить общее техническое состояние автомобиля, степень износа узлов и агрегатов, а также остаточный ресурс двигателя.

Само собой, что у многих автолюбителей, расстающихся с собственным транспортным средством, часто возникает желание изменить показания одометра с целью увеличить начальную стоимость продаваемого автомобиля.

Мы оставим в стороне морально-этическую сторону данного вопроса и посмотрим, насколько реально в техническом плане «скрутить» счетчик одометра.

Здесь нам следует вновь углубиться в историю данного прибора. Первые, механические, одометры имели серьезный недостаток – изменить их показания было весьма просто. По сути, эта причина и вынудила автопроизводителей искать различные способы защиты данных, что, в итоге, и привело к созданию электронных приборов.

В них, как мы уже писали, информация об общем пробеге «зашита» в бортовом компьютере автомобиля, и скорректировать ее гораздо сложнее. На практике, отправить электронный одометр в минус все же возможно, однако делается это уже не вмешательством в работу механических узлов, а путем переписывания в памяти бортового компьютера заложенной в него информации.

Видео — про скрученные пробеги у автомобилей:

Сегодня в сети интернет имеется множество предложений в этой сфере, чего стоит хотя бы известный сайт одометр.рф, отзывы в котором говорят об относительной простоте такой процедуры.

Но не стоит забывать, что в большинстве современных авто информация о пробеге хранится сразу в нескольких независимых друг от друга электронных блоках, и вполне способна выявить факт «скручивания» показаний одометра со стороны автолюбителя.

Выводы

Как мы видим, получить ответ на вопрос о том, что такое одометр, не так и сложно. Зная принципы работы данного помощника автомобилиста, можно с легкостью получать информацию о пройденном пути, узнать общий пробег авто, контролировать расход топлива. Безусловно, это один из самых значимых приборов любого транспортного средства.

Видео — можно ли узнать скручен ли пробег (показания одометра) — советы перекупа.