Как работает спидометр

Как работает спидометр?

Как работает механический спидометр?

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:

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.

Устаревшие принципы работы спидометра

Два других распространённых типа механических спидометра дают показания за счёт прокручивающегося барабана (вместо стрелки) или передвигающейся по линейному циферблату ленты. Оба этих типа уже устарели, и Вы сможете увидеть их работу на практике только в очень старых машинах.

Как работает электронный спидометр?

Вместе с тенденцией к электронификации всего и вся, в том числе к электронным приборам приборной панели, электронные спидометры теперь становятся всё более популярными, хотя механические всё ещё занимают лидирующую позицию по распространённости даже в новых выпускаемых моделях автомобилей.

Между тем, принцип работы электронного спидометра даже ещё проще, чем механического (хотя, проще только с механической точки зрения).

Наиболее распространенный электронного спидометра имеет магнит, прикрепленный к выходному валу коробки передач, который вращается вместе с валом, а также электронный блок, расположенным рядом таким образом, что магнит, вращаясь по окружности, проходит мимо очень близко к блоку, передавая ему сигнал, действуя таким образом в качестве датчика. Каждый раз, когда магнит проходит мимо блока считывающего устройства, устройство посылает импульс электрического тока к спидометру. Электронный «чёрный ящик» внутри спидометра очень умён и использует частоту этих импульсов для расчёта скорости автомобиля. Всё очень просто: часто передающиеся импульсы означают, что выходной вал КПП вращается очень быстро, и всё это рассчитывается до мельчайших цифр и практически нулевых погрешностей.

Источник

Электронный спидометр: как работает, причины неполадок

Статья о том, как работает электронный спидометр: методы диагностики, причины поломок. В конце статьи — видео про GPS спидометр из Китая. Статья о том, как работает электронный спидометр: методы диагностики, причины поломок. В конце статьи — видео про GPS спидометр из Китая.

Спидометр – устройство, измеряющее скорость движения машины. От того, какие показания демонстрирует данный прибор, зависит очень многое:

Современная выпускающая автомобили промышленность использует в основном спидометры, основанные на электронике.

Устройство измерения скорости электронного типа

Изначально устройства для измерения скорости авто основывались на механике, но уже давно автомобильное строение перешло в этом плане на электронику. Сегодняшний спидометр основан на действии эффекта Холла.

В целом автомобильный блок контроля скорости движения включает в себя следующие составные элементы:

Задача датчика – выработка электрических импульсов. За каждый километр расстояния, который преодолевает машина, датчик отправляет на контроллер 6004 импульса. Частота и длительность импульсов зависит от того, с какой скоростью в данный момент движется автомобиль.

Эта информация получается путём анализа данных, которые поступают от вращающегося вала, выходящего из коробки передач. Получаемые данные датчик трансформирует в электроимпульсы: чем больше скорость авто, тем меньше временной интервал между импульсами.

Параллельно сформированные данные получает блок управления, который на основе этой информации выполняет корректировку работы мотора.

Например, если спидометр показывает, что автомобиль движется со скоростью около 20 км/ч накатом, подача горючего не происходит. Таким образом, спидометр косвенным образом помогает водителю экономить топливо.

Возможные неисправности электронного спидометра

Правильная работа спидометра крайне важна для работы всего автомобиля. Поэтому следует постоянно внимательно следить за его исправностью.

В случае, если спидометр неисправен, проблему следует искать в нескольких узлах. Поломки могут происходить в результате:

Методы диагностики

Если возникло подозрение в том, что работа спидометра осуществляется с ошибками, следует незамедлительно диагностировать проблему. Для определения неполадок в электронном спидометре потребуются:

Большинство моделей автомобилей с двигателями инжекторного типа, произведённых после 2000 года, имеют в бортовом компьютере функцию самодиагностики. При неисправном спидометре запущенная функция выдаст ошибку. Расшифровать сообщение об ошибке можно по соответствующей табличной информации, которая входит в состав инструкции к автомобилю.

Для того, чтобы самостоятельно попытаться определить, какая именно часть электронного спидометра вышла из строя, нужно взять осциллограф и соединить его со средним контактом скоростного датчика (это контактор, расположенный на месте привода спидометра) и положительным контактом аккумулятора. Выполнив соединение, нужно завести мотор на первой передаче.

Если датчик спидометра исправен, осциллограф должен показать импульс не менее 9 вольт напряжения и частоты от 4 до 6 Гц. В противном случае проблема – в датчике спидометра.

Если датчик работает нормально, нужно продолжить процесс тестирования. При выключенной передачи следует проверить исправность провода, идущего от датчика к модулю контроллера системы электронного управления. Сделать это можно, использовав тестер.

Второй вариант – установить, доходят ли сигналы, которые поступают от датчика, на вход блока электронного управления (это можно сделать, применяя всё тот же осциллограф).

Если сигналы от датчика поступают нормально, значит, данный участок электропроводки исправен.

Идём дальше. Следующий шаг – проверка проводов и клемм, задействованных в соединении между электронным блоком управления и индикатор электронного спидометра. Очень облегчает задачу наличие специального сканера, позволяющего проводить диагностику индикатора устройства.

Вариант диагностики при помощи индикаторной лампочки

Для данного метода диагностики потребуется любая лампа, рассчитанная на 12 В и два метровых провода. Один провод крепится на «плюс», другой – на «минус» лампочки. Сюда же подключается батарейка «Крона» или с аналогичными характеристиками.

Один из прикреплённых к лампе проводов соединяют с кузовом или корпусом аккумуляторной батареи, а свободным проводом выполнить серию частых касаний к среднему контакту скоростного датчика. Если между разъёмом и спидометром неисправностей нет, спидометр будет реагировать. В этом случае очевидно, что замены требует сам датчик спидометра.

Наиболее частые причины поломок

Статистика неполадок электронного спидометра показывает, что чаще всего проблемы возникают из-за того, что в клеммы соединений попадает влага, либо они загрязняются.

Вторая причина – перелом сигнальных проводов или их обрыв. Следовательно, наиболее вероятной будет необходимость заменить провода или почистить, и высушить контакты соединения.

Следует помнить, что ремонт спидометра зачастую может обойтись существенно дороже, чем его полная замена. Также не стоит забывать о том, что демонтаж-монтаж оборудования должен производиться профессионалами, или, по крайней мере, автолюбителем, который умеет разбираться в нюансах этой работы. В противном случае неправильный монтаж приборной панели может вызвать целый ряд проблем даже при условии, если спидометр исправен.

Видео про GPS спидометр из Китая:

Источник

Устройство и принцип работы автомобильного спидометра

Автоликбез 20 февраля 2021

Спидометр на машине работает от механического редуктора или электронного датчика, расположенного на выходе вторичного вала из коробки передач или в ступице ведущего колеса. Прибор должен показывать скорость не ниже значения, высчитанного при помощи радара. Точность индикации зависит от размерности шин и дисков, состояния дорожного покрытия и погрешности счетного механизма.

Что такое автомобильный спидометр?

Спидометр, установленный в комбинации приборов, обеспечивает измерение и визуальное отображение скорости перемещения автомобиля. Классический узел оборудован шкалой, имеющей градуировку в километрах или милях. Предусмотрены лампы подсветки и окно для механического счетчика пробега или жидкокристаллического дисплея. На части приборов одометр вынесен на центральный экран, на циферблате расположены контрольные лампы с пиктограммами, поясняющими назначение индикатора.

В 1980-х появились первые серийные спидометры без стрелок, для отображения скорости использовалось жидкокристаллическое табло.

Подобные комбинации приборов встречались на Opel Kadett E и Senator B (на части модификаций). Позднее измеритель скорости интегрировали в состав электронной панели, имеющей цветной дисплей. Владелец машины может настраивать визуализацию спидометра, выбирать единицы измерения и способ отображения информации (виртуальным циферблатом со стрелкой или цифрами).

История появления

Идея создания прибора, способного определять скорость перемещения, была высказана Леонардо да Винчи в 1500 г. Ученый предлагал создать прибор, пригодный для установки на конные экипажи, но рабочие механизмы изготовлены не были. Появление автомобилей, отличавшихся улучшенными динамическими характеристиками, потребовало применения спидометров. Первым производителем, внедрившим прибор, стал американский завод Oldsmobile. Выпущенная в 1901 г. модель Curved Dash получила спидометр как стандартное оснащение.

Электромагнитный узел был разработан в 1916 г. Николой Теслой, который получил патент United States Patent Office на свое изобретение. Заложенные идеи продолжают использоваться в изделиях, выпускаемых и в 2021 г. В процессе развития отрасли была повышена точность измерений, устранено дрожание стрелки (дефект хорошо прослеживается на старых советских грузовиках типа ГАЗ-51 или 53).

Вместо боковых ламп подсветки внедрили внутреннее освещение, снизившее нагрузку на глаза водителя и улучшившее видимость индикаторов в ночное время.

Устройство и принцип работы

Основные разновидности приборов:

Механический спидометр

Оборудование связано с редуктором гибким тросом в оболочке. При движении автомобиля крутящий момент передается на вращающийся намагниченный диск, расположенный внутри алюминиевой плоской катушки, соединенной со стрелкой. Узлы установлены на подшипниках скольжения, не требующих смазки или обслуживания на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля. Поверх катушки предусмотрен стальной экран, обеспечивающий защиту от внешних электромагнитных помех (например, от работающей системы зажигания).

После начала движения вращающийся магнит наводит вихревые токи в катушке, взаимодействующие с постоянным полем и приводящие к отклонению стрелки. В конструкции предусмотрена спираль, удерживающая стрелку в требуемом положении.

Угол отклонения индикатора зависит от частоты вращения постоянного магнита и скорости движения автомобиля. Одновременно работает редуктор для привода механического счетчика пробега, частота вращения барабанов настраивается на заводе под характеристики трансмиссии автомобиля.

В конструкции счетного узла используют червячный механизм, обеспечивающий повышенное передаточное соотношение при небольших габаритах. Редуктор заполнен специальной смазкой, инертной к перепадам температуры. Задняя часть спидометра закрыта пластиковым или металлическим кожухом с резьбовой втулкой для крепления троса. Спереди установлено плоское либо фасонное стекло, в корпусе предусмотрены гнезда для монтажа ламп накаливания системы подсветки.

Оборудование отличается низкой точностью, при работе наблюдается колебание стрелки из-за нестабильности вращающегося магнитного поля.

Ряд производителей применял ленточные приборы: диск вращал бобину, обеспечивая смещение пленки красного цвета относительно неподвижной шкалы. При снижении скорости катушка возвращалась назад под воздействием усилия спиральной пружины. Подобный спидометр использовался на ранних сериях машины ГАЗ-24 «Волга». В 30-х гг. встречались приборы с подвижным 2-цветным барабаном и фиксированной шкалой с прямоугольным окном.

Электронный спидометр

Прибор работает с датчиком, установленным в коробке передач и определяющим скорость вращения вторичного вала. Контроллер спидометра получает дополнительную информацию от тахометра, некоторые производители автомобилей заносят в память допустимые размерности шин, снижая погрешность измерения.

Между датчиками и комбинацией приборов отсутствует механическая связь, сигналы передаются по кабелям. Для корректировки показаний одометра необходимо подключение компьютера, на простых моделях пробег накручивают «моталкой», имитирующей сигнал от КПП.

Электромеханический спидометр

Оборудование отличается применением счетчика пробега с приводом от шагового электродвигателя, получающим информацию от сенсора на картере коробки скоростей или ШРУС переднего левого колеса. Для отправки сигнала о скорости автомобиля используют электропроводку либо тросовый привод. Импульс от вращающегося магнита преобразуется микросхемой, усиливается и подается на ввод миллиамперметра, связанного со стрелкой индикации скорости. Если трос не предусмотрен, то микроконтроллер обрабатывает информацию от сенсора, а затем транслирует на миллиамперметр.

Для привода электромеханических измерителей скорости используют датчики:

Вне зависимости от типа датчика, в электромеханических приборах используют механические одометры. Барабаны вращает шаговый электродвигатель, питание подается от микросхемы. За счет электроники повышена точность измерения.

Особенности эксплуатации

Любой спидометр имеет погрешность, регламентируемую стандартами и отраслевыми нормами. Механические устройства в процессе эксплуатации изнашиваются, что приводит к росту неточности. На автомобилях с передними ведущими колесам погрешность увеличивается из-за разного расстояния, проходимого шинами при движении в поворотах.

В случае выхода из строя штатного спидометра, комбинации приборов или датчиков допускается ставить запасные части, соответствующие требованиям производителя машины.

Механическое оборудование нуждается в периодической очистке троса от продуктов коррозии и загустевшей смазки. Попадающая в оболочку грязь повышает усилие, необходимое для вращения, и приводит к поломке пластиковых шестерен редуктора или снижению точности измерения. На ряде машин на муфте троса имеется пломба, предотвращающая снятие и накрутку показаний одометра (например, для списания лишнего топлива).

Отличия спидометра от одометра

В конструкции спидометра имеется механический или электронный одометр, отображающий пробег автомобиля. Существует суточный счетчик, показатели которого можно сбросить нажатием на кнопку, и общий. В машинах импортного производства, выпущенных после конца 90-х прошлого столетия, суммарный пробег записывается в ряде блоков управления (например, в контроллерах двигателя или КПП). При сбросе значений в комбинации приборов цифры сохраняются в памяти дополнительных электронных устройств и могут считываться диагностическим оборудованием.

Источник

Спидометр: типы,устройство,неисправности,диагностика,ремонт.

ЧТО ТАКОЕ АВТОМОБИЛЬНЫЙ СПИДОМЕТР?

Автомобильный спидометр — это измерительный прибор для определения мгновенной скорости движения автомобиля. Показания выводятся в километрах в час (км/ч), или, как в Америке, — мили в час. В основном, бывают двух видов: аналоговые (или механические) и цифровые спидометры.

Что показывает спидометр? 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 прибора.

Спидометры переднеприводных авто измеряют скорость с помощью привода левого колеса. 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

Почему «врет» спидометр?

Что касается автомобильного спидометра — нетрудно догадаться, почему он именно «преувеличивает» и показывает большую скорость. Во-первых, у водителя будет меньше шансов нарушить скоростной режим и получить штраф. Во-вторых, если бы спидометр занижал реальную скорость, водители затаскали бы автопроизводителей по судам, доказывая, что все аварии и штрафы случились из-за неверных показаний приборов.

Среднее значение погрешности у современных спидометров — 10% на скорости в 200 км/ч.Причем зависимость, как правило, нелинейная. Это значит, что на 110 км/ч разница с реальной скоростью может составлять 5-10 км/ч, а на скоростях до 60 км/ч погрешности почти нет или она минимальная.

Но почему спидометр обязательно должен «врать»? Дело в том, что ему труднее быть точным, чем многим другим приборам. Ведь скорость движения обычно определяется по скорости вращения колеса. Эта скорость зависит от диаметра колеса, а это — параметр нестабильный.

Как сказываются шины нештатного размера на показания спидометра? Замена шины 185/60R14 на шину 195/55R15 или наоборот меняет показания спидометра на 2,5%. Немного? Но вопрос еще в том, как эта ошибка сложится с погрешностью самого спидометра, как скажется износ шин, давление в них. Низкое давление также искажает показания спидометра.

Если спидометр автомобиля показывает скорость в милях в час, то как перевести в километры в час? Особенно, это касается машин из Америки, где изначально спидометры калибруются в милях в час. Считайте, что 1 миля равна 1,6 км. Значит, если спидометр показывает скорость 90 миль в час, 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.

Типы современных спидометров

Все спидометры можно разделить на три большие группы:

Эти спидометры отличаются способами измерения скорости и отображения результатов измерений.

Механические спидометры. Это традиционное и самое простое решение. В спидометрах этого типа и процесс измерения скорости (а также пройденного расстояния), и индикация производится с помощью механических устройств. В качестве датчика выступает специальная шестерня, соединенная с вторичным валом КПП, а в качестве индикатора — скоростной узел магнитоиндукционного типа со стрелочным указателем и барабанный счетчик (одометр). Ранее использовались барабанные и ленточные спидометры, однако они вышли из употребления 30-40 лет назад.

Электромеханические спидометры. В таких приборах измерение скорости производится с помощью различных электронных или электромеханических датчиков, подключенных к КПП или непосредственно к колесу. Индикация скорости в электромеханических спидометрах осуществляется с помощью миллиамперметра или модифицированного скоростного узла механического спидометра, а индикация пройденного расстояния — счетным барабаном, приводимым в движение шаговым электромотором.

Электронные спидометры. Это дальнейшее развитие электромеханических спидометров, главное отличие заключается в замене одометра — в электронном спидометре он полностью цифровой (на основе ЖК-дисплея). Также некоторое распространение получили спидометры с цифровой индикацией скорости, однако они значительно уступают стрелочным приборам.

Устройство и работа механического спидометра

Механический спидометр состоит из следующих основных частей:

Основу спидометра составляет магнитоиндукционный скоростной узел, который состоит из обычного постоянного магнита, закрепленного на приводном валу, и катушки, представляющей собой просто плоский алюминиевый цилиндр. Катушка соединена с осью, на конце которой закреплена стрелка спидометра, ось удерживается в подшипниках и соединена с цилиндрической пружиной. Сверху катушка закрыта металлическим экраном, который предотвращает возникновение ложных показаний из-за наличия внешних магнитных полей.

Работа этого скоростного узла основана на эффекте магнитной индукции, порождающей вихревые токи в немагнитном материале. Здесь все очень просто: при вращении магнита в катушке (алюминиевом цилиндре) возникают вихревые токи, которые взаимодействуют магнитным полем этого магнита, и в результате катушка тоже начинает вращаться, однако из-за пружины она только отклоняется на тот или иной угол. Этот угол зависит от скорости вращения магнита, то есть — чем быстрее вращается магнит, тем сильнее отклоняется катушка, и тем большую скорость показывает закрепленная на катушке стрелка.

Крутящий момент на магнит передается от ДСА через гибкий вал. Сам датчик представляет собой шестерню, которая входит в соединение шестерней, закрепленной на вторичном (ведущем) валу коробки передач. Почему выбран именно вторичный вал? Потому что от скорости его вращения зависит и скорость вращения ведущих колес, а значит — и скорость автомобиля.

Однако ДСА в коробке ставится преимущественно на заднеприводных автомобилях, а на машинах с передним приводом датчик устанавливается на привод переднего левого колеса.

От приводного вала во вращение также приводится и одометр. Для этого предусмотрен несложный редуктор, который обеспечивает поворот крутящего момента от гибкого вала и передачу его на счетный узел одометра. Обычно редуктор выполнен на червячных передачах и имеет большое передаточное число — от 600:1 до 1700:1 и более.

Механические спидометры просты и надежны в работе, однако они нередко дают большие погрешности, также некоторые проблемы создает гибкий вал, поэтому сегодня все большее распространение получают электромеханические и электронные спидометры.

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.

Устройство и работа электромеханического спидометра

Электромеханические спидометры — это большое разнообразие конструкций и технических решений. Независимо от конструкции все электромеханические спидометры имеют те же функциональные узлы, что и механические — датчик, скоростной узел и счетный узел. Однако существует несколько различных реализаций этих узлов, а значит — множество видов и разновидностей спидометров. Поэтому удобнее провести классификацию электромеханических спидометров по типу используемых в них датчиков и скоростных узлов.

В электромеханических спидометрах используется три основных типа датчиков:

Что касается скоростных узлов, то их разнообразие меньше:

В модифицированных магнитоиндукционных скоростных узлах изменение направления силовых магнитных линий от вращающегося магнита измеряется с помощью специализированной микросхемы или датчика, этот сигнал усиливается и преобразуется электронным блоком, и подается на миллиамперметр. Величина тока, поступающего на прибор, пропорциональна скорости движения автомобиля, поэтому стрелка отклоняется на ту или иную отметку спидометра.

В скоростных узлах второго типа электронный блок преобразует сигнал, поступающий непосредственно от датчика скорости, а индикация скорости производится так же, как описано выше — с помощью миллиамперметра.

Важно отметить, что в электромеханических спидометрах используются классические барабанные одометры. Их привод осуществляется с помощью шаговых электродвигателей, а управление двигателем обеспечивается тем же электронным блоком, который управляет спидометром.

Сегодня наибольшее применение получили электромеханические спидометры с электронными датчиками. Они обеспечивают более точные показания, просты в настройке и калибровке (например, при установке нового спидометра или спидометра иного типа, чем был установлен ранее, его калибровка производится с помощью специального сканера без вмешательства в механическую и электронную часть), а передача сигналов от датчиков осуществляется по проводам, которые более удобны и надежны, чем гибкий вал обычных спидометров. При этом в современных автомобилях может использоваться несколько датчиков скорости (обычно это датчики ABS), которые повышают точность измерения скорости и надежность работы спидометра в целом.

НЕИСПРАВНОСТИ СПИДОМЕТРОВ

Чаще всего встречаются следующие неисправности:

ДИАГНОСТИКА И РЕМОНТ МЕХАНИЧЕСКОГО СПИДОМЕТРА

Для проверки спидометра приподнимите переднюю пассажирскую сторону автомобиля с помощью домкрата. О том, как делать это безопасно, читайте в статье (Замена и восстановление амортизаторов). Снимите переднюю панель (торпедо), чтобы добраться до комбинации приборов. На некоторых моделях автомобилей можно обойтись без этой операции, поэтому внимательно изучите инструкцию по ремонту и эксплуатации вашей машины. Снимите комбинацию приборов и открутите фиксирующую гайку тросика от индикатора, заведите двигатель и включите 4 передачу. Проверьте, крутится ли тросик в защитном кожухе? Если да, заглушите двигатель, вставьте и закрутите наконечник тросика, после чего снова заведите мотор, включите 4 передачу и посмотрите на показания индикатора. Если стрелка не меняет положения, неисправен индикатор, его необходимо заменить.

Если при работающем двигателе и включенной передаче тросик не крутится, необходимо заглушить мотор и снять тросик с привода, расположенного на коробке переключения передач со стороны водителя. Вытащите тросик из подкапотного пространства и осмотрите наконечники, не повреждена ли форма (квадрат). Покрутите наконечник с одной стороны тросика и наблюдайте за наконечником другой стороны. Если оба наконечника вращаются синхронно, без усилий и грани наконечников не слизаны, то проблема в изношенной шестеренке привода, поэтому ее необходимо заменить. Эта операция описана в инструкции по ремонту и эксплуатации автомобиля.

Диагностика и ремонт электронного спидометра

Для диагностики и ремонта вам понадобятся:

Запустите самодиагностику бортового компьютера (БК). На большинстве инжекторных автомобилей, которые произведены после 2000 года, БК поддерживает эту функцию. Если БК выдаст ошибку, необходимо расшифровать ее с помощью специальной таблицы, которая находится в инструкции по обслуживанию и ремонту вашего автомобиля. Но, результаты диагностики покажут, работает вся система спидометра, или нет. Для устранения неисправности придется искать повреждение самостоятельно. Для этого приподнимите автомобиль, как описано выше. Присоедините осциллограф к среднему контакту датчика скорости (установлен на месте привода спидометра) и плюсовому контакту аккумулятора. Заведите двигатель и включите 1 передачу.

Исправный датчик будет выдавать импульсный сигнал напряжением не меньше 9 Вольт с частотой 4 – 6 Герц. Если датчик исправен, необходимо выключить передачу и с помощью тестера проверить провод, который соединяет датчик с контроллером электронного блока управления (ЭБУ). Или с помощью осциллографа проверить сигналы датчика на входе ЭБУ. Если сигналы есть, необходимо проверить клеммы и провод, который соединяет ЭБУ и комбинацию приборов (индикатор спидометра). Если есть специальный сканер, то желательно проверить индикатор спидометра, это позволит точнее определить причину неисправности.

Чаше всего спидометр перестает работать из-за попадания в клеммы воды и грязи, а также из-за обрыва или перелома сигнальных проводов. Поэтому в большинстве случаев достаточно высушить и почистить контакты. Если по результатам проверки выявится неисправность датчика скорости, потребуется его замена. Подробно эта процедура, а также замена поврежденного индикатора, описана в инструкции по эксплуатации и ремонту вашего автомобиля.

Особенности эксплуатации спидометров

У спидометров есть одна особенность — они имеют довольно высокую погрешность измерения, при этом точность измерения зависит от ряда факторов.

Наибольшей погрешностью обладают спидометры с механическим приводом (с шестереночным датчиком), причем с течением времени неточность показаний прибора повышается. Это связано с износом шестерни датчика и в некоторой степени с износом шестерни привода датчика на вторичном валу КПП. Погрешность может достигать 10% и более, а в какой-то момент датчик и вовсе перестанет нормально работать. Электронные спидометры с импульсными или индукционными датчиками лишены этого недостатка, так что они отличаются лучшей точностью.

Но никакой из типов спидометров не застрахован от ошибок, возникающих вследствие различных факторов. Например, погрешность в 2,5% и более возникает при установке на автомобиль колес уменьшенного или увеличенного диаметра, а также при езде на спущенных покрышках. Ошибка возникает из-за того, что датчики скорости отсчитывают количество оборотов, совершенных вторичным валом или валом привода ведущего колеса за единицу времени. Так, при уменьшении диаметра колес (или при слишком низком давлении в покрышках) количество оборотов вторичного вала КПП, совершенное за километр пути, будет больше, чем при езде на колесах увеличенного диаметра. А значит, на колесах малого диаметра спидометр будет показывать увеличенную скорость, а одометр будет отсчитывать увеличенный пробег.

Дополнительную погрешность измерения скорости и пройденного расстояния дают спидометры на переднеприводных автомобилях. Дело в том, что скорость вращения переднего колеса неодинакова при разных углах поворота угла: при повороте влево показания уменьшаются, при повороте вправо — увеличиваются (речь идет, напомним, о левом переднем колесе).

Однако даже на автомобилях, оснащенных колесами рекомендованного диаметра, спидометр может давать погрешность до 10%. Максимальная ошибка возникает на больших скоростях (до 200 км/ч и более) — спидометр завышает показания на 10-20 км/ч., однако при скоростях до 60-70 км/ч показания прибора точные. Эта погрешность вносится в спидометры осознанно в целях безопасности — высокие показания заставляют водителя снизить скорость, да и в реальных условиях показания спидометра более 120 км/ч, в общем-то, и не нужны, а в городе практический предел показаний и вовсе лежит в пределах 40-60 км/ч.

Особое внимание необходимо уделять выбору нового спидометра, который будет установлен на автомобиль в случае поломки старого. Необходимо ставить те спидометры и датчики, которые рекомендованы производителем автомобиля, в противном случае прибор будет выдавать показания с большой ошибкой. Современные электронные спидометры в этом плане более универсальны — их можно настроить (прописать в компьютере автомобиля) с помощью специального прибора.

При эксплуатации автомобиля необходимо помнить об этих особенностях, а при поломке спидометра как можно скорее делать его ремонт или замену. И в этом случае у водителя не будут возникать проблемы с соблюдением скоростного режима и противоречия с приложениями к ПДД.

Отличия: спидометр и одометр

Счётчик показаний пробега монтируется непосредственно в сам спидометр. По этой причине многим кажется, что устройство является единым прибором. На самом деле это не так:

Функционал обоих приборов не взаимосвязан, а комбинирование обеих шкал сказывается всего лишь на удобстве водителя.

Источник

Как работают автомобильные спидометры?

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. Устройство и способы смотки одометра 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:

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

Источник

Спидометр автомобиля: что это такое, виды, устройство и принцип работы. Погрешности и неисправности

Автомобильный спидометр – это специальный измерительный прибор, предназначенный для определения мгновенной скорости движения машины. Устройство бывает электронным (со стрелкой) и цифровым. Спидометр отображает показания в милях или км/ч.

Находится прибор на передней панели, возле рулевого контроллера рядом с одометром (прибором, показывающим пройденный авто путь).

В статье: что такое автомобильный спидометр, типы, его назначение, принцип работы, почему он врёт, диагностики и ремонт и полезные советы по эксплуатации. Обещаю, будет интересно!

Что такое спидометр в автомобиле

Автомобильный спидометр предназначен для измерения мгновенной скорости движения автомобиля. Данные цифровой спидометр отображает в километрах или милях в час (последняя единица измерения применима в Америке). Скорость транспортного средства устанавливает цифровой или аналоговый (механический) прибор. Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки при детальном сравнении.

Если автомобиль заднеприводный, спидометр будет контролировать вращение вторичного вала коробки, и, отталкиваясь от этого показателя, будет рассчитывать данные. Мгновенная скорость движения будет зависимой величиной от размера колёс, отклонения прибора и передаточного числа редуктора заднего моста. Следовательно, даже современный спидометр показывает число с некоторой погрешностью.

Внимание! Согласно правилам, регламентируемым ГОСТом, средняя погрешность измерительного устройства может быть только положительной. Она не должна превышать скорость машины более чем на 10% + 6 км.

Если транспортное средство переднеприводное, интенсивность движения измеряется при помощи привода левого колеса. Погрешность результатов измерения будет изменяться, потому что к данным прибавляется эффект от закругления на дорогах. Приборы при повороте налево отразят меньшее значения, направо – большее. Стрелка спидометра отразит среднее значение (минимальная погрешность) у полноприводных машин.

Какую скорость измеряет спидометр автомобиля? Среднюю скорость движения, с минимумом погрешностей. Всё зависит от типа трансмиссии, состояния деталей авто, а также скорости движения.

Назначение устройства: что измеряет спидометр автомобиля

Все автомобилисты вынуждены обращать пристальное внимание на показания спидометра при движении машины. Связано это с действием скоростных ограничений во всех странах. При этом чтобы ориентироваться в данных и суметь качественно повлиять на них надо знать, как спидометр определяет скорость автомобиля.

Отображение значения скорости движения авто – основное назначение встроенного прибора. В комплекте с ним на панели располагается одометр. Он призван устанавливать пробег машины. Если устройство электронное, также можно установить километраж одной конкретной поездки. Обладателям механических приборов в этом помогает навигатор GPS (спутниковое позиционирование) – он выполняет ту же функцию.

Система также отражает расход топлива, помогает водителю понять, когда нужно менять фильтры и масла в автомобиле, может констатировать исход других расходных материалов. Следовательно, это устройство позволяет не только не нарушить скоростной режим, но и поддерживать состояние авто в норме.

Для справки! Какую скорость показывает спидометр автомобиля, мгновенную или среднюю? Отдельные факторы увеличивают погрешность, потому данные получаются усреднёнными, взятыми за короткий промежуток времени (доли секунд).

Виды спидометров

Несмотря на большое разнообразие автомобильных спидометров, основная классификация состоит в их делении по таким признакам:

Существующие виды можно разделить на 3 большие группы: механические, электромеханические и электронные. При этом, чтобы понять какую скорость переменного движения показывает спидометр автомобиля и как обеспечиваются измерения, надо разобраться со спецификой его работы и обработки данных.

По способу измерения

В зависимости от принципа работы, точной является следующая классификация. Автомобильные спидометры делят на:

Интересно! Первые механические спидометры были внедрены в машины в 1923 году. По принципу работы они не отличаются от используемых сейчас моделей. Современные устройства, оснащённые электронными датчиками и цифровой индикацией, появились в 1970 годах, но массовое применение они нашли в 1990 годах.

По типу индикации

В зависимости от применяемого способа индикации, автомобильные спидометры делят на аналоговые (механические) и цифровые. У первого типа стрелка контрольного прибора напрямую связана с валом редуктора, передающим количество оборотов колёс. Интенсивность работы зависит от движения автомобиля. По типу аналоговые автомобильные спидометры бывают стрелочными, ленточными и барабанными. Разница между ними состоит в способе передачи показаний на спидометр автомобиля. При производстве современных машин используют только стрелочный тип.

Цифровой прибор «выигрывает» при сравнении с механическим индикатором. Основное его преимущество – способность отражать важную информацию, обеспечивая достаточную точность. Скорость на дисплее отображается в цифровом эквиваленте, а водитель при помощи показаний одометра может оценивать пробег автосредства за сутки или за конкретную поездку.

Новые модели машин дополнительно оснащены звуковым сигналом, проявляющимся в виде назойливого писка, напоминающим водителю, что нужно уменьшить давление на педаль газа. При этом такой спидометр показывает скорость с задержкой, потому что электроника «думает». Результат – заметное снижение точности при изменении ритма езды.

Принцип работы спидометра автомобиля

Основные составные элементы механического спидометра:

За основу механического спидометра взят магнитоиндукционный узел, включающий постоянный магнит, прикреплённый на приводном валу, катушку в виде алюминиевого цилиндра. Последний элемент прикреплён к оси и фиксируем стрелкой. Сам центр поддерживается подшипником и имеет сообщение с цилиндрической пружиной. Верх катушки закрыт экраном из металла. Он необходим для защиты от ложных значений при контакте с магнитными полями.

В коробке передач выходной шкив имеет шестерню, которая вращается с ним. Эта шестерня напрямую связана с тросиком привода механического спидометра.

Принцип работы скоростного узла прямо связан с эффектом магнитной индукции. Что измеряет спидометр автомобиля в физике: образованные вихревые токи немагнитного материала. Они возникают при вращении катушки, в результате чего она отклоняется на определённый угол. Он зависит именно от скорости, следовательно, чем быстрее происходит вращение, тем сильнее наклон.

Откуда осуществляется привод спидометра на автомобиле? Крутящий момент на магнит передаётся посредством датчика скорости на сообщённый с ним гибкий вал. Сам прибор — это соединение шестерёнок, прикреплённых на ведущем валу коробки передач. Такая связь обеспечивает получение показаний с минимальной погрешностью за счёт прямой зависимости от скорости вращения ведущих колёс.

Внимание! Принцип устройства механических спидометров прост, они надёжны, но в сравнении с более новыми моделями дают большие погрешности.

Перейдём к тому, как работает электромеханический автомобильный спидометр.

Работа электромеханического спидометра

Устройства с подобным принципом работы более популярны, особенно в отечественном автопроме. Конфигурации их – разные. Суть работы остаётся неизменной и схожа с механическими аналогами, имеется датчик скорости и сам счётный узел. Отличается лишь особенность реализации функций.

В электромеханических устройствах применяются такие датчики:

Скоростные узлы бывают модифицированными, магнитоиндукционными с используемой индикацией магнитоэлектрических приборов. Работают в комплекте с шестерёнчатым датчиком скорости автомобиля. Точными считают счётные узлы с основой электронного блока и обеспечиваемой индикацией с применением миллиамперметра. Они функционируют совместно с комбинированными и электронными датчиками.

В модифицированных системах измерение обеспечивается с использованием специальной микросхемы или датчика, устанавливающего сигнал и преобразующего его электронным блоком, передавая показания на приборы. Величина силы тока пропорциональна скорости автомобиля, в этой зависимости и находится стрелка устройства. В скоростных узлах, блок перерабатывает сигнал, полученный датчиком скорости. Принцип проведения индикации сохраняется.

Работа электронного спидометра

Основное отличие электронного устройства от электромеханического заключается во включении в связку одометра с цифровой индикацией. Других принципиальных отличий нет. Такие устройства используют популярные марки, занимающиеся выпуском авто в прокат. Их устанавливают не только на грузовые и легковые автомобили, часто применяют в производстве разной техники.

Скоростной режим определяется с минимальной погрешностью. Приборы максимально точны и защищены. К тому же, скручивать данные о пройденном машиной пути самостоятельно точно не получится, сделать это можно только специальным оборудованием.

Внимание! Несмотря на все плюсы, есть важный недостаток – водителю сложно привыкнуть к блоку с электронной индикацией, потому при проектировании инженеры оставляют классическую стрелку, для простоты восприятия.

Почему спидометр врёт: существующая погрешность

Автомобильный спидометр часто искажает действительные показатели скорости и отражает больше, чем есть на самом деле. Сказать, что это плохо – нельзя, потому что соблюдение режима движения обязанность каждого водителя. Её контроль предотвращает штрафные санкции.

Среднее значение погрешности у современных измерительных приборов – до 10%. Она проявляется на скорости в 200 км/ч, следовательно, если устройство показывает такую цифру, на самом деле машина едет 180 км/ч. При этом, зависимость есть не всегда, при езде 100 км/ч, показатель будет больше на 5-7 единиц, а при 60 км/ч она – минимальна или отсутствует.

Завышать показания будет любой спидометр, потому что он исчисляет скорость по интенсивности движения ведущих колёс. Есть зависимость от диаметра шин и их состояния, величина просто не может быть стабильной.

Видео: Спидометр или навигатор. Кто врёт?

Основные неисправности спидометров

Перечень основных неисправностей устройств:

Некоторые из поломок сможет устранить даже неопытный автолюбитель, главное иметь под рукой необходимые инструменты: моторчик 12-вольтовый, отвёртку, фонарик и домкрат.

Диагностика и устранение неисправностей спидометра

Алгоритм выявления неисправностей и их устранения выглядит так:

Если тросик при рабочем двигателе и включённой передаче не крутится, мотор надо заглушить и снять трос с привода, находящегося на КПП с водительской стороны. Трос надо изъять с подкапотного пространства и осмотреть наконечник, убедиться в том, что его форма правильная (квадратная). Его нужно прокрутить с одной стороны троса и посмотреть на его движение. Если с обеих сторон вращение идёт синхронно, то проблема в шестерёнке, её надо заменить. Осуществить операцию можно самостоятельно по инструкции, описанной в технической документации для конкретной модели.

Видео: Что делать, если дёргается стрелка спидометра ВАЗ

Интересное видео о ремонте жигулёвского спидометра.

Ремонт и диагностика электронного спидометра

Обеспечить ремонт электронного спидометра своими руками сложнее. Для выполнения работ необходим тестер и сканер инжекторного двигателя или осциллограф. На всех автомобилях, выпущенных позднее 2000 года, есть бортовой компьютер, позволяющий запустить функцию самодиагностики. Если прибор выдаст ошибку, её надо расшифровать при помощи таблицы в инструкции по эксплуатации.

Результаты диагностики покажут, функционирует вся измерительная система или нет. При обнаружении неисправности, поиск повреждения надо обеспечивать самостоятельно. Для этого работают по аналогии с инструкцией для механического типа, а потом присоединяют осциллограф к среднему контакту датчика скорости и фазе (+) на аккумуляторе. Заводят мотор и включают первую передачу.

Исправный датчик протранслирует импульсный сигнал с напряжением не ниже 9 Вольт и частотой в пределе 4-6 Герц. Если спидометр рабочий, надо включить передачу и с помощью тестера проверить провод, после чего осмотреть клеммы.

Внимание! Электронные приборы чувствительны к попадания влаги и пыли, потому выходят из строя чаще механических. Убрать такую поломку можно просто, достаточно высушить и почистить контакт.

Видео: Не работает спидометр в автомобиле

Полезные советы автоэлектрика, какие могут быть причины поломки автомобильного спидометра.

Особенности эксплуатации спидометра

Спидометры автомобильные имеют один главный недостаток – достаточная погрешность в сравнении с другими приборами. Погрешность зависит от ряда факторов. Самое высокое отклонение от истинных результатов показывают устройства с механическим приводом, для поддержки этой нормы их нужно регулярно поверять. При износе шестерни привода она возрастает и достигает 10% и более.

Электронные приборы лишены этого недостатка, потому имеют повышенную точность, но не одно из устройств не исключает ошибки. Её вероятность возрастает при установке на автомобиль колёс меньшего диаметра или при езде на спущенной шине. Причина высокой погрешности – тактика отсчёта скорости оборотов, совершенных вторичным валом привода ведущего колеса за единицу времени. При его уменьшении или снижения давления внутри покрышки, число оборотов, сделанных за километр пути, будет больше.

Дополнительная погрешность появляется на переднеприводных машинах. Связано это с изменением скорости вращения передних колёс при разных углах наклона. При повороте вправо показатели увеличиваются, влево – уменьшаются.

Внимательно надо выбирать новый спидометр для установки авто в случае полной поломки старого. Устанавливать стоит датчики, рекомендуемые производителем, иначе устройства будут работать с большой ошибкой. Современные устройства считают универсальными.

Водитель должен понимать, что выход спидометра из строя – повод для его экстренного ремонта или замены. Определять скорость «на глаз» — недопустимо, погрешность может быть значительной, тогда возрастёт риск аварии и получения штрафа из-за нарушений ПДД.

Цена за ремонт спидометра в автосервисах начинается от 1000—1500 руб.

Отличия: спидометр и одометр

Одометр – счётчик показаний пробега, встраиваемый в сам спидометр. Иногда водители не подозревают о его существовании и рассматривают как единое устройство, хотя между ними есть принципиальные различия. Спидометр показывает только текущую скорость авто, а одометр – пробег в км. Функции каждого устройства не связаны, их шкалы размещаются рядом для удобства.

Автомобильный спидометр представляет собой простой измерительный прибор, предусмотренный для определения мгновенной скорости движения транспортного средства. Сейчас есть несколько видов устройств – электронные (классическое исполнение со стрелкой) и цифровой, отражаемые показатели на дисплеи. На панели машины водитель может видеть данные в км/ч или милях (для Европы и Америки). Прибор прикреплён на передней панели у руля, для удобства считывания информации водителем. Рядом с ним находится одометр, исчисляющий пробег машины, для его намотки применяют генератор автомобильный.

Важно помнить, что все устройства имеют некоторую погрешность. Допустимыми для спидометра являются 10% от реальных показаний в большую сторону. На цифру может влиять износ протектора, давление в шинах и другие сторонние факторы. Искажение в меньшую сторону считают недопустимым из-за снижения безопасности.

Теперь понятно, что показывает спидометр автомобильный, из чего состоит и в чем заключается принцип его работы. Такое устройство иногда выходит из строя, тогда точная скорость не отображается на приборной панели. Специалисты рекомендуют быстро искать причину неисправности, чтобы избежать серьёзных проблем ввиду нарушения режима движения на участках дороги.

Источник

Принцип работы спидометра

Электронный спидометр: как работает

Спидометр – устройство, измеряющее скорость движения машины. От того, какие показания демонстрирует данный прибор, зависит очень многое:

Современная выпускающая автомобили промышленность использует в основном спидометры, основанные на электронике.

Устройство измерения скорости электронного типа

Изначально устройства для измерения скорости авто основывались на механике, но уже давно автомобильное строение перешло в этом плане на электронику.

Сегодняшний спидометр основан на действии эффекта Холла.

Автомобильный блок контроля скорости движения включает в себя следующие составные элементы:

Задача датчика – выработка электрических импульсов. За каждый километр расстояния, который преодолевает машина, датчик отправляет на контроллер 6004 импульса. Частота и длительность импульсов зависит от того, с какой скоростью в данный момент движется автомобиль.

Эта информация получается путём анализа данных, которые поступают от вращающегося вала, выходящего из коробки передач. Получаемые данные датчик трансформирует в электроимпульсы: чем больше скорость авто, тем меньше временной интервал между импульсами.

Данные от датчика поступают на электронный управляющий блок, где обрабатываются и трансформируются в конкретное значение, выводящееся на табло.

Параллельно сформированные данные получает блок управления, который на основе этой информации выполняет корректировку работы мотора.

Правильная работа спидометра крайне важна для работы всего автомобиля. Поэтому следует постоянно внимательно следить за его исправностью.

Типы современных спидометров

Все спидометры можно разделить на три группы:

Эти спидометры отличаются способами измерения скорости и отображения результатов измерений.

Механические спидометры

В спидометрах этого типа процесс измерения скорости, пройденного расстояния и индикация производится с помощью механических устройств. В качестве датчика выступает специальная шестерня, соединенная с вторичным валом КПП, а в качестве индикатора — скоростной узел магнитоиндукционного типа со стрелочным указателем и барабанный счетчик (одометр).

Электромеханические спидометры

В таких приборах измерение скорости производится с помощью различных электронных или электромеханических датчиков, подключенных к КПП или непосредственно к колесу. Индикация скорости осуществляется с помощью миллиамперметра или модифицированного скоростного узла механического спидометра, а индикация пройденного расстояния — счетным барабаном, приводимым в движение шаговым электромотором.

Электронные спидометры

Это дальнейшее развитие электромеханических спидометров, главное отличие заключается в замене одометра — в электронном спидометре он полностью цифровой (на основе ЖК-дисплея).

Источник

Как работает спидометр?

Как работает механический спидометр?

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:

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.

Устаревшие принципы работы спидометра

Два других распространённых типа механических спидометра дают показания за счёт прокручивающегося барабана (вместо стрелки) или передвигающейся по линейному циферблату ленты. Оба этих типа уже устарели, и Вы сможете увидеть их работу на практике только в очень старых машинах.

Как работает электронный спидометр?

Вместе с тенденцией к электронификации всего и вся, в том числе к электронным приборам приборной панели, электронные спидометры теперь становятся всё более популярными, хотя механические всё ещё занимают лидирующую позицию по распространённости даже в новых выпускаемых моделях автомобилей.

Между тем, принцип работы электронного спидометра даже ещё проще, чем механического (хотя, проще только с механической точки зрения).

Наиболее распространенный электронного спидометра имеет магнит, прикрепленный к выходному валу коробки передач, который вращается вместе с валом, а также электронный блок, расположенным рядом таким образом, что магнит, вращаясь по окружности, проходит мимо очень близко к блоку, передавая ему сигнал, действуя таким образом в качестве датчика. Каждый раз, когда магнит проходит мимо блока считывающего устройства, устройство посылает импульс электрического тока к спидометру. Электронный «чёрный ящик» внутри спидометра очень умён и использует частоту этих импульсов для расчёта скорости автомобиля. Всё очень просто: часто передающиеся импульсы означают, что выходной вал КПП вращается очень быстро, и всё это рассчитывается до мельчайших цифр и практически нулевых погрешностей.

Источник

Устройство спидометра его виды

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:

Спидометр на ВАЗ 2107 механический, а дополнительное устройство установленное после привода спидометра так называемый датчик скорости, необходим для корректной работы ЭБУ.

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.

Неисправности спидометра

Основными поломками при отказе спидометра являются:

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.

Источник

Спидометр. Виды и устройство. Погрешность и особенности

Спидометр – это устройство, измеряющее и отображающее скорость транспортного средства. Его можно встретить в автомобиле, самолете, мотоцикле и даже в электросамокатах. Человечество сильно привязалось к этому прибору, на нем основываются многие тесты и эксперименты.

Благодаря этому измерительному прибору люди узнают скорость различных объектов и используют полученные данные для научных открытий и обеспечения безопасности людей.

История создания

Впервые спидометр появился более ста лет назад, в 1901 году в машине «Oldsmobile», хотя сейчас есть подтверждения того, что русский изобретатель создал аналог этого механизма еще в 1801 году и показал его Александру I, но в тоже время и был забыт более чем на век. Первоначально прибор добавлялся в машину как дополнительная, но необязательная опция вплоть до 1910 года.

Только после 1910 года заводы-производители стали добавлять его в обязательном порядке. «Otto Schulze Autometer» стали массово производить спидометры для автомобилей. Самой популярной и актуальной стала модель 1916 года от гения энергетики Николы Тесла. С того времени принцип работы практически не изменился и схема действия, созданная сто лет назад, до сих пор используется в современных автомобилях.

Первыми появились стрелочные и барабанные спидометры в 1908 – 1915 году соответственно. Позже появились ленточные и цифровые приборы, но в наши дни самым популярным и используемым остается стрелочный тип спидометров из-за его простоты и надежности.

Ленточные спидометры использовались с середины XX до донца XX века, но позже были вытеснены стрелочными и более современными цифровыми аналогами. В то же время появились и барабанные варианты измерительных приборов, но они также плохо были приняты из-за низкой эффективности и неточности, что создавало опасные ситуации на дороге.

Цифровой спидометр был создан в 80-е годы японцами в качестве альтернативы устаревшим механическим приборам. Однако новшество не смогло ужиться из-за того, что воспринимать информацию на жидком дисплее было крайне неудобно. Поэтому чаще всего такие виды спидометров используются на спортивных мотоциклах. А в машинах изредка применяются электронные одометры.

Типы и особенности спидометров

За более чем сто лет спидометр подвергался разнообразным изменениям не только внешней структуры, но и внутреннего механизма.

Механические

Это наиболее распространенный и простой тип спидометров. Из названия ясно, что в механизме таких спидометров задействованы только механические детали. Измерителем скорости служит магнитный скоростной узел со стрелкой в качестве указателя. Стрелка показывает на шкале данные которые зависят от частоты вращения магнита (3), который приводится в действие от вала. Алюминиевый барабан (2), начинает вращаться под действием магнитного поля магнита (3), на оси которого закреплена стрелка указателя скорости и возвратная пружина (3). Чем быстрее вращается магнит, тем более отклоняется стрелка спидометра.

Передача крутящего момента на сам магнит (3) происходит от датчика скорости посредством гибкого вала. Этот способ выбран для того, чтобы от крутящего момента колеса получать скорость автомобиля. Но в этом случае стоит отметить много погрешностей, которые так или иначе относятся к колесу. Диаметр и ширина колеса может сыграть огромную роль в числовых показателях спидометра.

Для отображения пройденного расстояния используется червячный привод (5) с барабанным счетчиком (4).

Электромеханические

Подобные устройства, отвечающие за измерение скорости, работают за счет электромеханических датчиков. Индикатором является либо улучшенная механическая версия, либо миллиамперметр.

Электромеханические спидометры имеют схожие основные части с устройствами механического типа действия, так как состоят из скоростного узла, датчика и счетного узла. Отличия заключаются в виде датчиков (традиционный, импульсный, индукционный, комбинированный) и скоростных узлов.

Электронный спидометр

Усовершенствованная версия электромеханического аналога, основным отличием которого является одометр, который становится полностью цифровым. Также есть версии с цифровым индикатором скорости, но они менее распространенные. В подобных типах спидометров нет связи механического характера между приборной панелью и вторичным валом.

Существует два главных вида датчиков скорости:

Бестросовый датчик работает за счет многополюсного магнита, который вращается вместе с ведущим валом. Во время этого возникающие изменения магнитного поля влияют на сопротивление магнитно-резистивного элемента, которые преобразовываются в импульсы.

В оптоэлектронном спидометре имеется часть с тросиком и фотопрерыватель. Частота импульсов фотопрерывателя пропорциональна скорости вращения троса, по этим данным высчитывается действительная скорость транспортного средства.

Ложные показания

Спидометр и одометр показывают неверные данные почти в каждой машине и это какая-то ошибка. Раньше, в XX веке погрешность приборов в автомобиле, который только что вышел с завода, могла составлять 10%. Тогда не было технологий, позволяющих точно измерять скорость машины на разных дорожных покрытиях. Часто погрешность прибора приводила к необоснованным штрафам и даже ДТП.

Автопроизводителям срочно нужно было, что-то сделать с погрешностью в автомобильных приборах, из-за которых к ним возникали претензии со стороны покупателей. Было решено завысить показатели для того, чтобы успокоить водителя и настроить его на более медленный темп езды.

В тридцатых годах прошлого века скорость машины измерялась на основе вращения выходного вала. Это привело к большой погрешности из-за многих факторов, которая была равна 4-5%. Все, что оставалось инженерам, это заложить в прибор запас в 5% от общей скорости. Таким образом, скорость в 114 км/ч на спидометре отображалась как 120 км/ч.

В XXI веке для расчета скорости все еще используется вращение вала, как отправная точка для расчетов скорости. Давление в шинах, тип дороги и ее влажность влияют на показатели спидометров. Поэтому и по сей день прибор превышает реальные показатели на 5%.

Сегодня в машинах используется плавающая погрешность, которая с возрастанием скорости повышает и процент погрешности. Так в городе она падает практически до нуля, но при скорости 140 км/ч составит более 10%.

Одометр дает показания относительно вала, а значит, тоже имеет погрешность. Так при увеличении диаметра колес на один дюйм пройденный путь увеличится примерно на 6-8%. Увеличение шины тоже дает погрешность. К примеру, если сменить 185/60R14 на 195/55R15 то искажение будет примерно 3%. Это сделано для того, чтобы автовладелец не забыл о своевременном ТО и продлил ресурс своего автомобиля.

Ответы на популярные вопросы

Почему дергается стрелка спидометра? Такая проблема довольно-таки распространена, поэтому не затронуть ее нельзя. Со временем каждая деталь автомобиля устаревает. Это не обходит стороной и спидометр. Чаще всего, если дергается стрелка спидометра, это говорит о неисправности проводки или растяжении тросика. Зависит все от года производства автомобиля и принципа работы спидометра.

Почему стрелка замирает при ДТП? Данный факт свидетельствует только лишь о резкой потере связи с источником питания. В обычном режиме работы, при выключении двигателя, блок управления опускает стрелку спидометра до нуля. При сильном ДТП он может быть поврежден, как и сам механизм спидометра. Стрелка замирает в последнем положении.

Какой вид является лучшим? Принцип работы каждого спидометра почти не отличается, поэтому лучшего не существует. Самым популярным является стрелочный тип за счет своей простоты. Остальные не уступают ему в практичности и надежности.

Механизм за сто лет перенес множество изменений, но принцип остается неизменным и спустя такое долгое время. На сегодняшний день существует множество разновидностей. Каждый спидометр имеет свои плюсы и минусы. Чаще всего отличие заключается в удобстве их применения. С этим измерительным прибором проводилось множество экспериментов, но разработки не прижились и остались на заре своего времени.

Даже на сегодняшний день нет технологии, которая позволит убрать погрешность спидометра, что является краеугольным камнем во множестве дорожных вопросах. Многие водители уже приняли этот факт и воспринимают его как должное.

Технология измерения скорости всегда остается актуальной. Создание более совершенных, точных и удобных приборов не прекратится еще долгое время. Возможно, уже скоро настанет тот день, когда столетний механизм будет заменен на более продвинутый и современный аналог.

Источник

Спидометр: скорость под контролем

В каждом транспортном средстве обязательно предусмотрен простой прибор, необходимый для контроля скоростного режима и обеспечения безопасности — спидометр. О том, что такое спидометр, как он устроен и работает, а также о существующих типах спидометров и особенностях их эксплуатации читайте в статье.

Назначение спидометра в транспортном средстве

Современные правила дорожного движения в ряде случаев оговаривают максимально допустимую скорость, с которой автомобиль может двигаться в городе, по мостам и магистралям, по различным типам дорог и т.д. Поэтому водитель сталкивается с необходимостью контролировать скорость движения своего автомобиля. Эта задача решается с помощью специального прибора — спидометра.

Спидометр — один из основных приборов любого транспортного средства, позволяющий измерять текущую (мгновенную) скорость ТС. Также все современные спидометры объединены с еще одним прибором — одометром, который позволяет измерять пробег автомобиля. Сегодня спидометр и одометр неразделимы, поэтому здесь мы рассмотрим оба этих прибора.

Интересно отметить, что первые автомобили не имели никаких средств для измерения скорости, так как в этом не было особой нужды — машины конца XIX – начала XX века ездили неспешно, едва обгоняя конные повозки, и не создавали проблем. Однако с течением времени скорости автомобилей росли, и производители стали предлагать простейшие спидометры в качестве, как говорят сегодня, опции. С 1910 года многие автомобили уже имели спидометры в базовой комплектации, что требовалось и новыми редакциями национальных правил дорожного движения.

Спидометр МАЗ электронный (под датчик тахографа, квадр.крышка) 24V ВЗЭП

Спидометр КАМАЗ,МАЗ,ПАЗ электронный (без ДС и жгута) 24V АВТОПРИБОР

Спидометр ГАЗ-33096,33083 АВТОПРИБОР

Спидометр УАЗ-315195 Хантер АВТОПРИБОР

Спидометр КАМАЗ,МАЗ электронный (аналог 81.3802 и 1323 VDO KINZLE) 24V (круглая крышка) ВЗЭП

Спидометр КАМАЗ,МАЗ электронный 24V (квадр.крышка) ВЗЭП

Спидометр КАМАЗ, УРАЛ АВТОПРИБОР

Спидометр УАЗ-315195 Хантер АВТОПРИБОР

Спидометр УАЗ-315195 Хантер АВТОПРИБОР

Спидометр УАЗ,ГАЗ,ЗИЛ,КРАЗ АВТОПРИБОР

Первый механический спидометр современной конструкции был установлен в 1923 году на несколько моделей автомобилей Oldsmobile. Это были приборы OSA (Otto Schulze Autometer), в них использовались принципы, которые и сегодня применяются в механических спидометрах. Лишь в 1970-х годах появились спидометры новых систем — с электронными датчиками, с цифровой индикацией и т.д. Однако новые приборы стали массово устанавливаться на автомобили только с 1990-х годов.

Сегодня эксплуатация автомобилей без спидометра или с неисправным спидометром запрещена во многих странах, в том числе и в России. Об этом указывает пункт 7.4 «Перечня неисправностей и условий, при которых запрещается эксплуатация транспортных средств» действующих ПДД. Поэтому состоянию и работоспособности спидометра необходимо уделять самое серьезное внимание, а в случае поломки незамедлительно решать проблему.

Типы современных спидометров

Все спидометры можно разделить на три большие группы:

Эти спидометры отличаются способами измерения скорости и отображения результатов измерений.

Механические спидометры. Это традиционное и самое простое решение. В спидометрах этого типа и процесс измерения скорости (а также пройденного расстояния), и индикация производится с помощью механических устройств. В качестве датчика выступает специальная шестерня, соединенная с вторичным валом КПП, а в качестве индикатора — скоростной узел магнитоиндукционного типа со стрелочным указателем и барабанный счетчик (одометр). Ранее использовались барабанные и ленточные спидометры, однако они вышли из употребления 30-40 лет назад.

Электромеханические спидометры. В таких приборах измерение скорости производится с помощью различных электронных или электромеханических датчиков, подключенных к КПП или непосредственно к колесу. Индикация скорости в электромеханических спидометрах осуществляется с помощью миллиамперметра или модифицированного скоростного узла механического спидометра, а индикация пройденного расстояния — счетным барабаном, приводимым в движение шаговым электромотором.

Электронные спидометры. Это дальнейшее развитие электромеханических спидометров, главное отличие заключается в замене одометра — в электронном спидометре он полностью цифровой (на основе ЖК-дисплея). Также некоторое распространение получили спидометры с цифровой индикацией скорости, однако они значительно уступают стрелочным приборам.

Рассмотрим устройство каждого типа спидометров более подробно.

Устройство и работа механического спидометра

Механический спидометр состоит из следующих основных частей:

Основу спидометра составляет магнитоиндукционный скоростной узел, который состоит из обычного постоянного магнита, закрепленного на приводном валу, и катушки, представляющей собой просто плоский алюминиевый цилиндр. Катушка соединена с осью, на конце которой закреплена стрелка спидометра, ось удерживается в подшипниках и соединена с цилиндрической пружиной. Сверху катушка закрыта металлическим экраном, который предотвращает возникновение ложных показаний из-за наличия внешних магнитных полей.

Работа этого скоростного узла основана на эффекте магнитной индукции, порождающей вихревые токи в немагнитном материале. Здесь все очень просто: при вращении магнита в катушке (алюминиевом цилиндре) возникают вихревые токи, которые взаимодействуют магнитным полем этого магнита, и в результате катушка тоже начинает вращаться, однако из-за пружины она только отклоняется на тот или иной угол. Этот угол зависит от скорости вращения магнита, то есть — чем быстрее вращается магнит, тем сильнее отклоняется катушка, и тем большую скорость показывает закрепленная на катушке стрелка.

Крутящий момент на магнит передается от ДСА через гибкий вал. Сам датчик представляет собой шестерню, которая входит в соединение шестерней, закрепленной на вторичном (ведущем) валу коробки передач. Почему выбран именно вторичный вал? Потому что от скорости его вращения зависит и скорость вращения ведущих колес, а значит — и скорость автомобиля.

Однако ДСА в коробке ставится преимущественно на заднеприводных автомобилях, а на машинах с передним приводом датчик устанавливается на привод переднего левого колеса.

От приводного вала во вращение также приводится и одометр. Для этого предусмотрен несложный редуктор, который обеспечивает поворот крутящего момента от гибкого вала и передачу его на счетный узел одометра. Обычно редуктор выполнен на червячных передачах и имеет большое передаточное число — от 600:1 до 1700:1 и более.

Механические спидометры просты и надежны в работе, однако они нередко дают большие погрешности, также некоторые проблемы создает гибкий вал, поэтому сегодня все большее распространение получают электромеханические и электронные спидометры.

Устройство и работа электромеханического спидометра

Электромеханические спидометры — это большое разнообразие конструкций и технических решений. Независимо от конструкции все электромеханические спидометры имеют те же функциональные узлы, что и механические — датчик, скоростной узел и счетный узел. Однако существует несколько различных реализаций этих узлов, а значит — множество видов и разновидностей спидометров. Поэтому удобнее провести классификацию электромеханических спидометров по типу используемых в них датчиков и скоростных узлов.

В электромеханических спидометрах используется три основных типа датчиков:

Что касается скоростных узлов, то их разнообразие меньше:

В модифицированных магнитоиндукционных скоростных узлах изменение направления силовых магнитных линий от вращающегося магнита измеряется с помощью специализированной микросхемы или датчика, этот сигнал усиливается и преобразуется электронным блоком, и подается на миллиамперметр. Величина тока, поступающего на прибор, пропорциональна скорости движения автомобиля, поэтому стрелка отклоняется на ту или иную отметку спидометра.

В скоростных узлах второго типа электронный блок преобразует сигнал, поступающий непосредственно от датчика скорости, а индикация скорости производится так же, как описано выше — с помощью миллиамперметра.

Важно отметить, что в электромеханических спидометрах используются классические барабанные одометры. Их привод осуществляется с помощью шаговых электродвигателей, а управление двигателем обеспечивается тем же электронным блоком, который управляет спидометром.

Сегодня наибольшее применение получили электромеханические спидометры с электронными датчиками. Они обеспечивают более точные показания, просты в настройке и калибровке (например, при установке нового спидометра или спидометра иного типа, чем был установлен ранее, его калибровка производится с помощью специального сканера без вмешательства в механическую и электронную часть), а передача сигналов от датчиков осуществляется по проводам, которые более удобны и надежны, чем гибкий вал обычных спидометров. При этом в современных автомобилях может использоваться несколько датчиков скорости (обычно это датчики ABS), которые повышают точность измерения скорости и надежность работы спидометра в целом.

Устройство и работа электронного спидометра

В сущности, электронный спидометр отличается от электромеханического тем, что в нем установлен полностью электронный одометр с цифровой индикацией. В остальном спидометры идентичны. В настоящее время именно электронные спидометры получили наибольшее распространение, они устанавливаются как на легковые, так и на грузовые автомобили и иную технику.

Такую популярность этого вида спидометров легко объяснить их надежностью и большей защищенностью. Дело в том, что «скрутить» показания одометра, установленного в обычном механическом или электромеханическом спидометре, без особого труда может каждый водитель, а изменить показания электронного одометра можно только с помощью специального оборудования. Поэтому сегодня даже в старых автомобилях при установке тахографа (прибора для записи скоростного режима автомобиля и пройденного пути) или системы контроля транспорта рекомендуется устанавливать и новые электронные спидометры, защищенные от постороннего вмешательства.

Нужно отметить, что сегодня наибольшее распространение имеют электронные спидометры с традиционной стрелочной индикацией, а приборы с цифровой индикацией являются редкостью. Почему так? Дело в особенностях нашего восприятия: положение стрелки, даже изменяющееся, воспринимается проще и быстрее, чем цифровая индикация скорости. Мы легко оцениваем скорость автомобиля по стрелке, которая может колебаться, но не способны сразу осознать скорость, выраженную в двух или трех постоянно изменяющихся цифрах. Поэтому датчики со стрелками вряд ли когда-нибудь потеряют свою актуальность.

Особенности эксплуатации спидометров

У спидометров есть одна особенность — они имеют довольно высокую погрешность измерения, при этом точность измерения зависит от ряда факторов.

Наибольшей погрешностью обладают спидометры с механическим приводом (с шестереночным датчиком), причем с течением времени неточность показаний прибора повышается. Это связано с износом шестерни датчика и в некоторой степени с износом шестерни привода датчика на вторичном валу КПП. Погрешность может достигать 10% и более, а в какой-то момент датчик и вовсе перестанет нормально работать. Электронные спидометры с импульсными или индукционными датчиками лишены этого недостатка, так что они отличаются лучшей точностью.

Но никакой из типов спидометров не застрахован от ошибок, возникающих вследствие различных факторов. Например, погрешность в 2,5% и более возникает при установке на автомобиль колес уменьшенного или увеличенного диаметра, а также при езде на спущенных покрышках. Ошибка возникает из-за того, что датчики скорости отсчитывают количество оборотов, совершенных вторичным валом или валом привода ведущего колеса за единицу времени. Так, при уменьшении диаметра колес (или при слишком низком давлении в покрышках) количество оборотов вторичного вала КПП, совершенное за километр пути, будет больше, чем при езде на колесах увеличенного диаметра. А значит, на колесах малого диаметра спидометр будет показывать увеличенную скорость, а одометр будет отсчитывать увеличенный пробег.

Дополнительную погрешность измерения скорости и пройденного расстояния дают спидометры на переднеприводных автомобилях. Дело в том, что скорость вращения переднего колеса неодинакова при разных углах поворота угла: при повороте влево показания уменьшаются, при повороте вправо — увеличиваются (речь идет, напомним, о левом переднем колесе).

Однако даже на автомобилях, оснащенных колесами рекомендованного диаметра, спидометр может давать погрешность до 10%. Максимальная ошибка возникает на больших скоростях (до 200 км/ч и более) — спидометр завышает показания на 10-20 км/ч., однако при скоростях до 60-70 км/ч показания прибора точные. Эта погрешность вносится в спидометры осознанно в целях безопасности — высокие показания заставляют водителя снизить скорость, да и в реальных условиях показания спидометра более 120 км/ч, в общем-то, и не нужны, а в городе практический предел показаний и вовсе лежит в пределах 40-60 км/ч.

Особое внимание необходимо уделять выбору нового спидометра, который будет установлен на автомобиль в случае поломки старого. Необходимо ставить те спидометры и датчики, которые рекомендованы производителем автомобиля, в противном случае прибор будет выдавать показания с большой ошибкой. Современные электронные спидометры в этом плане более универсальны — их можно настроить (прописать в компьютере автомобиля) с помощью специального прибора.

При эксплуатации автомобиля необходимо помнить об этих особенностях, а при поломке спидометра как можно скорее делать его ремонт или замену. И в этом случае у водителя не будут возникать проблемы с соблюдением скоростного режима и противоречия с приложениями к ПДД.

В сельском хозяйстве, садоводстве и других сферах возникает необходимость в регулярной обработке растений и почвы различными препаратами. Для правильного дозирования и эффективного внесения этих средств в жидкой форме используются опрыскиватели — об этих приспособлениях подробно рассказано в статье.

Велосипедные прогулки и серьезные занятия различными видами велоспорта будут более комфортными и безопасными при использовании специальных аксессуаров — велосипедных перчаток. О велоперчатках, их типах и конструкции, а также о правильном подборе, использовании и уходе за перчатками читайте в статье.

Для пиления древесины, ДСП, металлов, пластиков, керамики и других материалов применяется универсальный режущий инструмент — электрический лобзик. О лобзиках, их существующих типах, конструкции и характеристиках, а также о выборе и правильной эксплуатации этого инструмента рассказано в данной статье.

Для работы с винтами и другими метизами, имеющими шестиугольный шлиц, используются специальные шестигранные ключи, которые часто предлагаются в наборах. О наборах шестигранных ключей, их типах, составе и характеристиках, а также о правильном подборе и применении этого инструмента — читайте в статье.

Изготовление и ремонт электронного оборудования, многие монтажно-слесарные и другие работы требуют применения специального инструмента — паяльника. Все, что вы хотели узнать о паяльниках, их существующих типах, устройстве и работе, а также о верном выборе и применении паяльников, рассказано в статье.

В слесарном деле, при выполнении ремонтных работ и в других случаях обработка изделий часто выполняется многолезвийными режущими инструментами — напильниками. О том, что такое напильник, какие типы этого инструмента существуют, как они устроены и как их правильно использовать — рассказано в статье.

Тугой или закисший крепеж становится проблемой, которую можно решить с помощью специального инструмента — ударной отвертки. О том, что такое ударная отвертка, каких типов бывает этот инструмент, как он устроен и работает, а также о правильном выборе и применении ударных отверток — читайте в статье.

Источник

Устройство спидометра (электронного, механического привода)

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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:

Спидометр на ВАЗ 2107 механический, а дополнительное устройство установленное после привода спидометра так называемый датчик скорости, необходим для корректной работы ЭБУ.

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:

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.

Устройство спидометра (электронного, механического привода)

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:

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. Устройство и способы смотки одометра мы рассматривали ранее, поэтому заострять внимание на этом не будем.

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

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.

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.

К основным неисправностям относятся:

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

Схема и устройство спидометра

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.

Устройство автомобилей

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.

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.

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.

Главная страница

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Спидометр: скорость под контролем

В каждом транспортном средстве обязательно предусмотрен простой прибор, необходимый для контроля скоростного режима и обеспечения безопасности — спидометр. О том, что такое спидометр, как он устроен и работает, а также о существующих типах спидометров и особенностях их эксплуатации читайте в статье.

Назначение спидометра в транспортном средстве

Современные правила дорожного движения в ряде случаев оговаривают максимально допустимую скорость, с которой автомобиль может двигаться в городе, по мостам и магистралям, по различным типам дорог и т.д. Поэтому водитель сталкивается с необходимостью контролировать скорость движения своего автомобиля. Эта задача решается с помощью специального прибора — спидометра.

Спидометр — один из основных приборов любого транспортного средства, позволяющий измерять текущую (мгновенную) скорость ТС. Также все современные спидометры объединены с еще одним прибором — одометром, который позволяет измерять пробег автомобиля. Сегодня спидометр и одометр неразделимы, поэтому здесь мы рассмотрим оба этих прибора.

Интересно отметить, что первые автомобили не имели никаких средств для измерения скорости, так как в этом не было особой нужды — машины конца XIX – начала XX века ездили неспешно, едва обгоняя конные повозки, и не создавали проблем.

Однако с течением времени скорости автомобилей росли, и производители стали предлагать простейшие спидометры в качестве, как говорят сегодня, опции.

С 1910 года многие автомобили уже имели спидометры в базовой комплектации, что требовалось и новыми редакциями национальных правил дорожного движения.

Показать все товары

Первый механический спидометр современной конструкции был установлен в 1923 году на несколько моделей автомобилей Oldsmobile.

Это были приборы OSA (Otto Schulze Autometer), в них использовались принципы, которые и сегодня применяются в механических спидометрах.

Лишь в 1970-х годах появились спидометры новых систем — с электронными датчиками, с цифровой индикацией и т.д. Однако новые приборы стали массово устанавливаться на автомобили только с 1990-х годов.

Сегодня эксплуатация автомобилей без спидометра или с неисправным спидометром запрещена во многих странах, в том числе и в России. Об этом указывает пункт 7.

4 «Перечня неисправностей и условий, при которых запрещается эксплуатация транспортных средств» действующих ПДД.

Поэтому состоянию и работоспособности спидометра необходимо уделять самое серьезное внимание, а в случае поломки незамедлительно решать проблему.

Типы современных спидометров

Все спидометры можно разделить на три большие группы:

Эти спидометры отличаются способами измерения скорости и отображения результатов измерений.

Механические спидометры. Это традиционное и самое простое решение. В спидометрах этого типа и процесс измерения скорости (а также пройденного расстояния), и индикация производится с помощью механических устройств.

В качестве датчика выступает специальная шестерня, соединенная с вторичным валом КПП, а в качестве индикатора — скоростной узел магнитоиндукционного типа со стрелочным указателем и барабанный счетчик (одометр).

Ранее использовались барабанные и ленточные спидометры, однако они вышли из употребления 30-40 лет назад.

Электромеханические спидометры. В таких приборах измерение скорости производится с помощью различных электронных или электромеханических датчиков, подключенных к КПП или непосредственно к колесу.

Индикация скорости в электромеханических спидометрах осуществляется с помощью миллиамперметра или модифицированного скоростного узла механического спидометра, а индикация пройденного расстояния — счетным барабаном, приводимым в движение шаговым электромотором.

Электронные спидометры. Это дальнейшее развитие электромеханических спидометров, главное отличие заключается в замене одометра — в электронном спидометре он полностью цифровой (на основе ЖК-дисплея). Также некоторое распространение получили спидометры с цифровой индикацией скорости, однако они значительно уступают стрелочным приборам.

Рассмотрим устройство каждого типа спидометров более подробно.

Устройство и работа механического спидометра

Механический спидометр состоит из следующих основных частей:

Основу спидометра составляет магнитоиндукционный скоростной узел, который состоит из обычного постоянного магнита, закрепленного на приводном валу, и катушки, представляющей собой просто плоский алюминиевый цилиндр.

Катушка соединена с осью, на конце которой закреплена стрелка спидометра, ось удерживается в подшипниках и соединена с цилиндрической пружиной.

Сверху катушка закрыта металлическим экраном, который предотвращает возникновение ложных показаний из-за наличия внешних магнитных полей.

Работа этого скоростного узла основана на эффекте магнитной индукции, порождающей вихревые токи в немагнитном материале.

Здесь все очень просто: при вращении магнита в катушке (алюминиевом цилиндре) возникают вихревые токи, которые взаимодействуют магнитным полем этого магнита, и в результате катушка тоже начинает вращаться, однако из-за пружины она только отклоняется на тот или иной угол.

Этот угол зависит от скорости вращения магнита, то есть — чем быстрее вращается магнит, тем сильнее отклоняется катушка, и тем большую скорость показывает закрепленная на катушке стрелка.

Крутящий момент на магнит передается от ДСА через гибкий вал. Сам датчик представляет собой шестерню, которая входит в соединение шестерней, закрепленной на вторичном (ведущем) валу коробки передач. Почему выбран именно вторичный вал? Потому что от скорости его вращения зависит и скорость вращения ведущих колес, а значит — и скорость автомобиля.

Однако ДСА в коробке ставится преимущественно на заднеприводных автомобилях, а на машинах с передним приводом датчик устанавливается на привод переднего левого колеса.

От приводного вала во вращение также приводится и одометр. Для этого предусмотрен несложный редуктор, который обеспечивает поворот крутящего момента от гибкого вала и передачу его на счетный узел одометра. Обычно редуктор выполнен на червячных передачах и имеет большое передаточное число — от 600:1 до 1700:1 и более.

Механические спидометры просты и надежны в работе, однако они нередко дают большие погрешности, также некоторые проблемы создает гибкий вал, поэтому сегодня все большее распространение получают электромеханические и электронные спидометры.

Устройство и работа электромеханического спидометра

Электромеханические спидометры — это большое разнообразие конструкций и технических решений.

Независимо от конструкции все электромеханические спидометры имеют те же функциональные узлы, что и механические — датчик, скоростной узел и счетный узел.

Однако существует несколько различных реализаций этих узлов, а значит — множество видов и разновидностей спидометров. Поэтому удобнее провести классификацию электромеханических спидометров по типу используемых в них датчиков и скоростных узлов.

В электромеханических спидометрах используется три основных типа датчиков:

Что касается скоростных узлов, то их разнообразие меньше:

В модифицированных магнитоиндукционных скоростных узлах изменение направления силовых магнитных линий от вращающегося магнита измеряется с помощью специализированной микросхемы или датчика, этот сигнал усиливается и преобразуется электронным блоком, и подается на миллиамперметр. Величина тока, поступающего на прибор, пропорциональна скорости движения автомобиля, поэтому стрелка отклоняется на ту или иную отметку спидометра.

В скоростных узлах второго типа электронный блок преобразует сигнал, поступающий непосредственно от датчика скорости, а индикация скорости производится так же, как описано выше — с помощью миллиамперметра.

Важно отметить, что в электромеханических спидометрах используются классические барабанные одометры. Их привод осуществляется с помощью шаговых электродвигателей, а управление двигателем обеспечивается тем же электронным блоком, который управляет спидометром.

Сегодня наибольшее применение получили электромеханические спидометры с электронными датчиками.

Они обеспечивают более точные показания, просты в настройке и калибровке (например, при установке нового спидометра или спидометра иного типа, чем был установлен ранее, его калибровка производится с помощью специального сканера без вмешательства в механическую и электронную часть), а передача сигналов от датчиков осуществляется по проводам, которые более удобны и надежны, чем гибкий вал обычных спидометров. При этом в современных автомобилях может использоваться несколько датчиков скорости (обычно это датчики ABS), которые повышают точность измерения скорости и надежность работы спидометра в целом.

Устройство и работа электронного спидометра

В сущности, электронный спидометр отличается от электромеханического тем, что в нем установлен полностью электронный одометр с цифровой индикацией. В остальном спидометры идентичны. В настоящее время именно электронные спидометры получили наибольшее распространение, они устанавливаются как на легковые, так и на грузовые автомобили и иную технику.

Такую популярность этого вида спидометров легко объяснить их надежностью и большей защищенностью.

Дело в том, что «скрутить» показания одометра, установленного в обычном механическом или электромеханическом спидометре, без особого труда может каждый водитель, а изменить показания электронного одометра можно только с помощью специального оборудования.

Поэтому сегодня даже в старых автомобилях при установке тахографа (прибора для записи скоростного режима автомобиля и пройденного пути) или системы контроля транспорта рекомендуется устанавливать и новые электронные спидометры, защищенные от постороннего вмешательства.

Нужно отметить, что сегодня наибольшее распространение имеют электронные спидометры с традиционной стрелочной индикацией, а приборы с цифровой индикацией являются редкостью.

Почему так? Дело в особенностях нашего восприятия: положение стрелки, даже изменяющееся, воспринимается проще и быстрее, чем цифровая индикация скорости.

Мы легко оцениваем скорость автомобиля по стрелке, которая может колебаться, но не способны сразу осознать скорость, выраженную в двух или трех постоянно изменяющихся цифрах. Поэтому датчики со стрелками вряд ли когда-нибудь потеряют свою актуальность.

Особенности эксплуатации спидометров

У спидометров есть одна особенность — они имеют довольно высокую погрешность измерения, при этом точность измерения зависит от ряда факторов.

Наибольшей погрешностью обладают спидометры с механическим приводом (с шестереночным датчиком), причем с течением времени неточность показаний прибора повышается.

Это связано с износом шестерни датчика и в некоторой степени с износом шестерни привода датчика на вторичном валу КПП. Погрешность может достигать 10% и более, а в какой-то момент датчик и вовсе перестанет нормально работать.

Электронные спидометры с импульсными или индукционными датчиками лишены этого недостатка, так что они отличаются лучшей точностью.

Но никакой из типов спидометров не застрахован от ошибок, возникающих вследствие различных факторов. Например, погрешность в 2,5% и более возникает при установке на автомобиль колес уменьшенного или увеличенного диаметра, а также при езде на спущенных покрышках.

Ошибка возникает из-за того, что датчики скорости отсчитывают количество оборотов, совершенных вторичным валом или валом привода ведущего колеса за единицу времени. Так, при уменьшении диаметра колес (или при слишком низком давлении в покрышках) количество оборотов вторичного вала КПП, совершенное за километр пути, будет больше, чем при езде на колесах увеличенного диаметра.

А значит, на колесах малого диаметра спидометр будет показывать увеличенную скорость, а одометр будет отсчитывать увеличенный пробег.

Дополнительную погрешность измерения скорости и пройденного расстояния дают спидометры на переднеприводных автомобилях. Дело в том, что скорость вращения переднего колеса неодинакова при разных углах поворота угла: при повороте влево показания уменьшаются, при повороте вправо — увеличиваются (речь идет, напомним, о левом переднем колесе).

Однако даже на автомобилях, оснащенных колесами рекомендованного диаметра, спидометр может давать погрешность до 10%. Максимальная ошибка возникает на больших скоростях (до 200 км/ч и более) — спидометр завышает показания на 10-20 км/ч.

, однако при скоростях до 60-70 км/ч показания прибора точные.

Эта погрешность вносится в спидометры осознанно в целях безопасности — высокие показания заставляют водителя снизить скорость, да и в реальных условиях показания спидометра более 120 км/ч, в общем-то, и не нужны, а в городе практический предел показаний и вовсе лежит в пределах 40-60 км/ч.

Особое внимание необходимо уделять выбору нового спидометра, который будет установлен на автомобиль в случае поломки старого.

Необходимо ставить те спидометры и датчики, которые рекомендованы производителем автомобиля, в противном случае прибор будет выдавать показания с большой ошибкой.

Современные электронные спидометры в этом плане более универсальны — их можно настроить (прописать в компьютере автомобиля) с помощью специального прибора.

При эксплуатации автомобиля необходимо помнить об этих особенностях, а при поломке спидометра как можно скорее делать его ремонт или замену. И в этом случае у водителя не будут возникать проблемы с соблюдением скоростного режима и противоречия с приложениями к ПДД.

Источник