Μηχανικό και ηλεκτρονικό ταχύμετρο. Συσκευή και αρχή λειτουργίας
Δεν είναι τυχαίο ότι το ταχύμετρο βρίσκεται στο πιο εμφανές σημείο στο ταμπλό του αυτοκινήτου. Εξάλλου, αυτή η συσκευή δείχνει πόσο γρήγορα οδηγείτε και σας επιτρέπει να ελέγχετε τη συμμόρφωση με το επιτρεπόμενο όριο ταχύτητας, το οποίο επηρεάζει άμεσα την οδική ασφάλεια. Ας μην ξεχνάμε τα εισιτήρια υπέρβασης της ταχύτητας, τα οποία μπορούν να αποφευχθούν αν ρίχνετε περιοδικά μια ματιά στο ταχύμετρο. Επιπλέον, σε επαρχιακούς δρόμους με τη βοήθεια αυτής της συσκευής, μπορείτε να εξοικονομήσετε καύσιμα εάν διατηρείτε τη βέλτιστη ταχύτητα με την οποία η κατανάλωση καυσίμου είναι ελάχιστη.
Το μηχανικό ταχύμετρο εφευρέθηκε πριν από εκατό χρόνια και εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως στα οχήματα σήμερα. Ο αισθητήρας εδώ είναι συνήθως ένα γρανάζι που δένει με ένα ειδικό γρανάζι στον δευτερεύοντα άξονα. Στα προσθιοκίνητα οχήματα, ο αισθητήρας μπορεί να βρίσκεται στον άξονα των κινητήριων τροχών και σε οχήματα με κίνηση σε όλους τους τροχούς, στη θήκη μεταφοράς.
Ως ένδειξη ταχύτητας (6) στο ταμπλό, χρησιμοποιείται μια συσκευή δείκτη, η λειτουργία της οποίας βασίζεται στην αρχή της μαγνητικής επαγωγής.
Η μετάδοση της περιστροφής από τον αισθητήρα (1) στον δείκτη ταχύτητας (στην πραγματικότητα το ταχύμετρο) πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας έναν εύκαμπτο άξονα (καλώδιο) (2) από πολλά στριμμένα χαλύβδινα σπειρώματα με τετραεδρικό άκρο και στα δύο άκρα. Το καλώδιο περιστρέφεται ελεύθερα γύρω από τον άξονά του σε ειδικό πλαστικό προστατευτικό περίβλημα.
Ο ενεργοποιητής αποτελείται από έναν μόνιμο μαγνήτη (3), ο οποίος είναι τοποθετημένος σε ένα καλώδιο κίνησης και περιστρέφεται μαζί του, και έναν κύλινδρο ή δίσκο αλουμινίου (4), στον άξονα του οποίου είναι στερεωμένη η βελόνα του ταχύμετρου. Η μεταλλική οθόνη προστατεύει τη δομή από τις επιδράσεις των εξωτερικών μαγνητικών πεδίων, τα οποία θα μπορούσαν να παραμορφώσουν τις ενδείξεις της συσκευής.
Η περιστροφή ενός μαγνήτη προκαλεί δινορεύματα σε ένα μη μαγνητικό υλικό (αλουμίνιο). Η αλληλεπίδραση με το μαγνητικό πεδίο ενός περιστρεφόμενου μαγνήτη προκαλεί την περιστροφή του δίσκου αλουμινίου επίσης. Ωστόσο, η παρουσία ενός ελατηρίου επιστροφής (5) οδηγεί στο γεγονός ότι ο δίσκος, και μαζί του το βέλος δείκτη, περιστρέφεται μόνο μέσα από μια ορισμένη γωνία ανάλογη με την ταχύτητα του οχήματος.
Κάποτε, ορισμένοι κατασκευαστές προσπάθησαν να χρησιμοποιήσουν δείκτες ταινίας και τύμπανου σε μηχανικά ταχύμετρα, αλλά αποδείχτηκαν ότι δεν ήταν πολύ βολικοί και τελικά εγκαταλείφθηκαν.
Παρά την απλότητα και την ποιότητα των μηχανικών ταχύμετρων με έναν εύκαμπτο άξονα ως κίνηση, αυτός ο σχεδιασμός συχνά δίνει ένα μάλλον μεγάλο σφάλμα και το ίδιο το καλώδιο είναι το πιο προβληματικό στοιχείο σε αυτό. Επομένως, τα αμιγώς μηχανικά ταχύμετρα γίνονται σταδιακά παρελθόν, δίνοντας τη θέση τους σε ηλεκτρομηχανικές και ηλεκτρονικές συσκευές.
Το ηλεκτρομηχανικό ταχύμετρο χρησιμοποιεί επίσης έναν εύκαμπτο άξονα μετάδοσης κίνησης, αλλά το συγκρότημα ταχύτητας μαγνητικής επαγωγής στη συσκευή είναι διατεταγμένο διαφορετικά. Αντί για έναν κύλινδρο αλουμινίου, είναι εγκατεστημένο εδώ ένας επαγωγέας, στον οποίο παράγεται ηλεκτρικό ρεύμα υπό την επίδραση ενός μεταβαλλόμενου μαγνητικού πεδίου. Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα περιστροφής του μόνιμου μαγνήτη, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα που διαρρέει το πηνίο. Ένα χιλιομετρόμετρο δείκτη συνδέεται στους ακροδέκτες του πηνίου, το οποίο χρησιμοποιείται ως ένδειξη ταχύτητας. Μια τέτοια συσκευή σας επιτρέπει να αυξήσετε την ακρίβεια των μετρήσεων σε σύγκριση με ένα μηχανικό ταχύμετρο.
Σε ένα ηλεκτρονικό ταχύμετρο, δεν υπάρχει μηχανική σύνδεση μεταξύ του αισθητήρα ταχύτητας και της συσκευής στο ταμπλό.
Η μονάδα υψηλής ταχύτητας της συσκευής διαθέτει ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα που επεξεργάζεται το ηλεκτρικό παλμικό σήμα που λαμβάνεται από τον αισθητήρα ταχύτητας μέσω των καλωδίων και εξάγει την αντίστοιχη τάση στην έξοδό του. Αυτή η τάση εφαρμόζεται σε ένα χιλιοστόμετρο καντράν, το οποίο χρησιμεύει ως ένδειξη ταχύτητας. Σε πιο σύγχρονες συσκευές, το stepper ICE ελέγχει τον δείκτη.
Ως αισθητήρας ταχύτητας, χρησιμοποιούνται διάφορες συσκευές που παράγουν παλμικό ηλεκτρικό σήμα. Μια τέτοια συσκευή μπορεί να είναι, για παράδειγμα, ένας επαγωγικός αισθητήρας παλμών ή ένα οπτικό ζεύγος (δίοδος εκπομπής φωτός + φωτοτρανζίστορ), στο οποίο ο σχηματισμός παλμών συμβαίνει λόγω διακοπής της φωτεινής επικοινωνίας κατά την περιστροφή ενός δίσκου με σχισμή που είναι τοποθετημένος σε έναν άξονα.
Αλλά, ίσως, οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι αισθητήρες ταχύτητας, η αρχή λειτουργίας των οποίων βασίζεται στο φαινόμενο Hall. Εάν τοποθετήσετε έναν αγωγό μέσω του οποίου ρέει συνεχές ρεύμα σε ένα μαγνητικό πεδίο, τότε προκύπτει μια εγκάρσια διαφορά δυναμικού σε αυτόν. Όταν αλλάζει το μαγνητικό πεδίο, αλλάζει και το μέγεθος της διαφοράς δυναμικού. Εάν ένας δίσκος οδήγησης με σχισμή ή προεξοχή περιστρέφεται σε μαγνητικό πεδίο, τότε παίρνουμε μια αλλαγή παλμού στην εγκάρσια διαφορά δυναμικού. Η συχνότητα των παλμών θα είναι ανάλογη με την ταχύτητα περιστροφής του κύριου δίσκου.
Για εμφάνιση ταχύτητας αντί για δείκτη Συμβαίνει να χρησιμοποιείται ψηφιακή οθόνη. Ωστόσο, οι συνεχώς μεταβαλλόμενοι αριθμοί στο σετ του ταχύμετρου γίνονται αντιληπτοί χειρότερα από τον οδηγό από την ομαλή κίνηση του βέλους. Εάν εισάγετε καθυστέρηση, τότε η στιγμιαία ταχύτητα ενδέχεται να μην εμφανίζεται με μεγάλη ακρίβεια, ειδικά κατά την επιτάχυνση ή την επιβράδυνση. Επομένως, οι αναλογικοί δείκτες εξακολουθούν να επικρατούν στα ταχύμετρα.
Παρά τη συνεχή τεχνολογική πρόοδο στην αυτοκινητοβιομηχανία, πολλοί σημειώνουν ότι η ακρίβεια των μετρήσεων του ταχύμετρου δεν παραμένει πολύ υψηλή. Και αυτό δεν είναι καρπός της υπερδραστήριας φαντασίας μεμονωμένων οδηγών. Ένα μικρό σφάλμα ορίζεται σκόπιμα από τους κατασκευαστές που ήδη κατασκευάζουν συσκευές. Επιπλέον, αυτό το σφάλμα είναι πάντα στη μεγάλη κατεύθυνση, προκειμένου να αποκλειστούν καταστάσεις όπου, υπό την επίδραση διαφόρων παραγόντων, οι ενδείξεις του ταχύμετρου θα είναι χαμηλότερες από την πιθανή ταχύτητα του αυτοκινήτου. Αυτό γίνεται έτσι ώστε ο οδηγός να μην υπερβεί κατά λάθος την ταχύτητα, καθοδηγούμενος από λανθασμένες τιμές στη συσκευή. Εκτός από τη διασφάλιση της ασφάλειας, οι κατασκευαστές επιδιώκουν επίσης το δικό τους συμφέρον - επιδιώκουν να αποκλείσουν αγωγές από δυσαρεστημένους οδηγούς που έλαβαν πρόστιμο ή έπεσαν σε ατύχημα λόγω ψευδών μετρήσεων ταχύμετρου.
Το σφάλμα των ταχύμετρων, κατά κανόνα, είναι μη γραμμικό. Είναι κοντά στο μηδέν με περίπου 60 km/h και σταδιακά αυξάνεται με την ταχύτητα. Με ταχύτητα 200 km / h, το σφάλμα μπορεί να φτάσει έως και 10 τοις εκατό.
Άλλοι παράγοντες επηρεάζουν επίσης την ακρίβεια των μετρήσεων, όπως αυτοί που σχετίζονται με τους αισθητήρες ταχύτητας. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τα μηχανικά ταχύμετρα, στα οποία φθείρονται σταδιακά οι ταχύτητες.
Συχνά, οι ίδιοι οι ιδιοκτήτες των αυτοκινήτων εισάγουν ένα πρόσθετο σφάλμα ορίζοντας το μέγεθος του οποίου διαφέρει από το ονομαστικό. Το γεγονός είναι ότι ο αισθητήρας μετράει τις στροφές του άξονα εξόδου του κιβωτίου ταχυτήτων, οι οποίες είναι ανάλογες με τις στροφές των τροχών. Αλλά με μειωμένη διάμετρο ελαστικού, το αυτοκίνητο θα διανύσει μικρότερη απόσταση με μία περιστροφή του τροχού από ότι με ελαστικά ονομαστικού μεγέθους. Και αυτό σημαίνει ότι το ταχύμετρο θα δείξει μια ταχύτητα που υπερεκτιμάται κατά 2 ... 3 τοις εκατό σε σύγκριση με την πιθανή. Η οδήγηση με ελάχιστα φουσκωμένα ελαστικά θα έχει το ίδιο αποτέλεσμα. Η τοποθέτηση ελαστικών με αυξημένη διάμετρο, αντίθετα, θα προκαλέσει υποεκτίμηση των ενδείξεων του ταχύμετρου.
Το σφάλμα μπορεί να αποδειχθεί εντελώς απαράδεκτο εάν, αντί για κανονικό, εγκαταστήσετε ένα ταχύμετρο που δεν έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί σε αυτό το συγκεκριμένο μοντέλο αυτοκινήτου. Αυτό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη εάν είναι απαραίτητο να αντικαταστήσετε μια ελαττωματική συσκευή.
Το οδόμετρο χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της διανυθείσας απόστασης. Δεν πρέπει να συγχέεται με το ταχύμετρο. Στην πραγματικότητα, πρόκειται για δύο διαφορετικές συσκευές, οι οποίες συχνά συνδυάζονται σε μία περίπτωση. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι και οι δύο συσκευές, κατά κανόνα, χρησιμοποιούν τον ίδιο αισθητήρα.
Στην περίπτωση χρήσης ενός εύκαμπτου άξονα ως κίνησης, η μετάδοση της περιστροφής στον άξονα εισόδου του χιλιομετρητή πραγματοποιείται μέσω κιβωτίου ταχυτήτων με μεγάλη σχέση μετάδοσης - από 600 έως 1700. Προηγουμένως, χρησιμοποιήθηκε ένα γρανάζι ατέρμονα, με το οποίο γρανάζια με αριθμούς περιστρεφόμενους. Στους σύγχρονους αναλογικούς χιλιομετρητές, η περιστροφή των τροχών ελέγχεται από βηματικούς κινητήρες.
Όλο και περισσότερο, μπορείτε να βρείτε συσκευές στις οποίες τα χιλιόμετρα του αυτοκινήτου εμφανίζονται ψηφιακά σε οθόνη υγρών κρυστάλλων. Σε αυτήν την περίπτωση, οι πληροφορίες σχετικά με τη διανυθείσα απόσταση αναπαράγονται στη μονάδα ελέγχου κινητήρα και αυτό συμβαίνει στο ηλεκτρονικό κλειδί του αυτοκινήτου. Εάν ολοκληρώσετε ένα ψηφιακό χιλιομετρητή μέσω προγραμματισμού, μια πλαστογραφία μπορεί πολύ απλά να εντοπιστεί μέσω διαγνωστικών μέσω υπολογιστή.
Εάν υπάρχουν προβλήματα με το ταχύμετρο, σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να αγνοηθούν, πρέπει να επιδιορθωθούν άμεσα. Αφορά την ασφάλειά σας και των άλλων χρηστών του δρόμου. Και αν ο λόγος έγκειται σε έναν ελαττωματικό αισθητήρα, τότε μπορεί επίσης να προκύψουν προβλήματα, καθώς η μονάδα ελέγχου κινητήρα θα ρυθμίσει τη λειτουργία της μονάδας με βάση λανθασμένα δεδομένα ταχύτητας.
