«А какой пробег?» Наверное, все владельцы транспортных средств отвечали на этот вопрос при продаже своей колесницы, или задавали его при приобретении техники на вторичном рынке. Скорее всего, пробег, это основной показатель, отражающий техническое состояние автомобиля или мотоцикла. Чем меньше пробег, тем дороже можно продать, либо быть уверенным (ну или хотя бы надеяться), что время ремонта придет нескоро. Ну что ж, взглянем на спидометр, и обсудим как скрутить пробег на электронном спидометре самому?
Что измеряет спидометр? Если вникать в название, то speed – это скорость (англ.), а метр (не будем вас нагружать греческим алфавитом) – мера (греч.), что практически дословно говорит о измерении скорости данным прибором.
И лет этому прибору уже очень много. Его дебют был в 1901 на Олдсмобиле. А патент был получен Николой Тесла лишь спустя 15 лет. Хотя есть сведения, что верстомер – изобретение крепостного самоучки механика Егора Григорьевича Кузнецова, был создан в XVIII веке. Он был установлен на механические дорожки. Стрелки верстомера показывали пройденное расстояние, а колокольчик своим звоном отмерял каждую версту. Изобретение можно посмотреть в Эрмитаже в Санкт-Петербурге.
За прошедший век обывателю было показано много различных модификаций прибора, как по типу предоставления информации, так и по способу ее измерения. Наиболее распространены сегодня стрелочные и цифровые приборы, появились графические панели, как монитор ноутбука. Люди постарше могут помнить ленточный спидометр, как на ГАЗ-24 до 1975 года. На довоенных машинах часто встречались барабанные, где значения скорости были нанесены на барабан, который, вращаясь, показывал их в окошке. Сейчас такой можно увидеть на Ситроене.
По способу измерения скорости тоже много вариантов. Их можно разделить на группы:
- Механические спидометры (центробежный, хронометрический, вибрационный);
- Электромеханические (электромагнитный, индукционный) и электронные.
Существуют приборы, определяющие скорость через систему спутникового позиционирования (GPS или ГЛОНАСС). Однако GPS спидометр для автомобиля является скорее опцией, повышающей удобство водителя. Штатно с завода они не устанавливаются.
В механических спидометрах момент со вторичного вала коробки передач передается на спидометр гибким валом (тросом спидометра). Стрелка же, удерживаемая пружиной, отклоняется за счет центробежной силы, показывая значение скорости. Слабым местом здесь является именно тросик. При его неисправности либо стрелка спидометра скачет, либо в машине стоит довольно неприятный визг. Опытные водители наверняка его слышали.
В электромеханических приборах скорость вращения вторичного вала преобразуется либо в ток, либо в ЭДС, и измеряется уже с помощью миллиамперметра или вольтметра. При этом шкала приборов размечена в единицах скорости. Принцип работы электронного спидометра основан на законах электродинамики.
Электронные же спидометры получают информацию от датчиков в КПП уже в электронном виде, или от генератора импульсов.
Какая разница между одометром и спидометром?
То, что мы на автомобилях привыкли называть спидометром, в действительности является комбинированным прибором. Он объединяет в себе непосредственно спидометр – измеритель скорости, и одометр – измеритель пройденного расстояния автомобилем с даты его выпуска. Обычно одометр дополняют счетчиком суточного пробега, который водитель может обнулять специальной кнопкой.
Причины скручивания пробега
Желающих подправить показания пробега автомобиля сегодня достаточно много. Подкрутка спидометра — достаточно распространенное явление. И каждый оправдывает свое желание по-разному. Это и неисправность спидометра, и замена панели приборов, и езда на нештатной резине. Хотя, если быть честным, основное оправдание подобным действиям, это желание продлить молодость своему четырехколесному другу, возможно, с целью последующей продажи. Продать машину с меньшим пробегом легче, а купить приятнее. Довольны оба, и продавец и покупатель. Поэтому вопрос о том, как смотать электронный спидометр самому не утрачивает своей популярности. Кстати, при езде на нештатной резине решить проблему вдолгую поможет калибровка спидометра.
И не нужно будет регулярно уменьшать пробег.
Есть и те, кто хочет увеличить пробег. В основном на коммерческом транспорте, или если автомобиль используется в служебных целях. Это тоже по-своему объяснимо. Зачастую нормы расхода топлива, по которым считает бухгалтерия, не покрывают реальных расходов на бензин. А компенсация за использование личного транспорта наоборот, покрывает только заправку, не учитывая амортизацию и износ техники. Пытаясь компенсировать эти затраты, водители идут на хитрость и увеличивают пробег.
Стоимость работ по корректировке показаний
Многие сегодня задаются вопросом, так сколько же стоит скорректировать показания спидометра?
Как с любой работой, все зависит от ее объема и сложности. Если с механическим спидометром все достаточно просто, достаточно крутить его привод в нужную сторону, только бы время свободное было, то с современными системами все обстоит гораздо сложнее. Здесь нужны знания не только автомобильной электроники, а порой и квалификация программиста. В первых электронных спидометрах данные о пробеге записывались в память прибора и поменять их было не очень сложно. Сейчас же производители дублируют эту информацию в различных электронных блоках (блок управления двигателем, управления тормозной системой, блок иммобилайзера). Кроме того, эти данные могут быть зашифрованы.
Для корректной работы «мозгов» автомобиля необходимо данные о пробеге менять во всех местах, где они записаны, а это достаточно сложная и кропотливая работа. Нужно не повредить данные других систем, например, того же иммобилайзера.
При неквалифицированной попытке смотать электронный спидометр,- купить на автомобиль возможно придется не одну дорогую запчасть. И работы по ремонту обойдутся недешево.
В связи с этим стоимость работ по корректировке показаний спидометра разнится в широком диапазоне в зависимости от марки автомобиля и года его производства. Разброс цен составляет от 1,5 тысяч рублей (для УАЗ Patriot) до 15 тысяч рублей (для новых Landrover). В некоторых компаниях верхняя планка достигает 25 тысяч рублей.
Как сделать подмотку спидометра самостоятельно
Ну с механическим спидометром, как описано выше, все достаточно просто. Нужно отсоединить тросик прибора от КПП и прикрепить к валу небольшого электромоторчика или к дрели. Выбрать направление вращения и крутить. Крутить придется долго, потому что передаточное число в редукторе высоко. В принципе от этого «дедовского» метода и произошло понятие «скрутка спидометра». Есть и второй вариант… Нужно извлечь одометр и с помощью специального инструмента и грубой силы выставить искомые значения.
С электромеханическим измерителем пройденного пути немного сложнее.
Если вам нужно уменьшить пробег, это только «ручками» выставить значение на колесиках одометра с его разборкой. Если же пробег необходимо «намотать», тогда не обойтись без генератора импульсов.
Схема управления одометра преобразует импульсы в электрический ток, который посредством микродвигателя уже вращает барабанчики с километрами. Здесь уже нужен специалист по электронике. Хотя сейчас эти генераторы можно и купить, но об этом позже.
Сложнее всего с электронными счетчиками километров. В интернете часто можно встретить поисковые запросы типа: «Как сделать подмотку электронного спидометра своими руками?». И самый частый ответ: «Обращайтесь к специалистам!». И это правильно! В случае необходимости уменьшения пробега лучше так и сделать, поскольку возможный ремонт электроники автомобиля может встать гораздо дороже. Но а как подмотать электронный спидометр? Если же вам нужно «намотать» километры, то есть решение проще. Существует прибор «Крутилка…» или «Подмотка спидометра». Купить «Подмотку» электронного спидометра можно в интернете за пару кликов мышью.
Цены разнятся от трехсот рублей за генератор импульсов для автомобилей постарше до 3-4 тысяч за прибор, работающий по CAN шине, и подключаемый в стандартный диагностический разъем OBD II. Обнаружить следы работы этого прибора невозможно. Но не забывайте, что есть и погрешность спидометра автомобиля, которая может равняться 5-7%.
В принципе, пробег как таковой не всегда может отражать реальное техническое состояние автомобиля. Можно за год накатать 50 тысяч километров, при этом ездить аккуратно и регулярно проводить регламентные работы. А можно «убить» машину и за 10 тысяч. Поэтому при желании приобрести нового железного коня не ставьте пробег во главу угла. Осмотрите внимательно машину целиком.
Если вы все же решились на корректировку показаний одометра, подходите к этому вопросу осторожно. Не гонитесь за низкими ценами, узнайте больше про специалиста. Узнайте, имеет ли он опыт, каким оборудованием работает, какие гарантии дает. Предложений на рынке очень много. Решать вам.
Как работает механический спидометр?
Принцип работы механических спидометров заключается в том, что они измеряют скорость автомобиля путём достаточно простого способа - механической связи стрелки спидометра с выходным валом редуктора (который в свою очередь получает привод от вращающихся колёс). Так как этот вал лежит "ниже по течению" от коробки передач - то есть ближе к колёсам, то скорость, с которой он вращается, продиктована уже конечной скоростью после коробки переключения передач. Для сравнения, скорость вращения коленвала на 1 и на 5 передаче может быть одинакова, а конечная скорость авто отличаться в десятки раз. И поэтому именно вал редуктора даёт истинную меру скорости движения (точнее дадут только колёса машины).
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:
Как видно на рисунке, от вращающегося с определённой скоростью выходного вала КПП отходит специальный тросик, также вращаемый им, далее на другом конце к этому тросику прикреплён магнит, который в зависимости от скорости вращения тросика с силой притягивает металлическую пластину, совсем немного поворачивая её, которая, в свою очередь, соответственно своему повороту поднимает стрелку спидометра, оказывая на неё силу бóльшую, чем спиральная пружинка, задача которой - держать стрелку на нуле. В общем, спидометр работает почти как механические наручные часы, не правда ли?!
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.
А вот у переднеприводных машин начало тросика спидометра расположено у переднего колеса после главной пары, а, так как переднее колесо служит ещё для поворота машины, то к погрешности добавляется ещё и поворот этого левого колеса, ведь если мы поворачиваем, к примеру, налево, то колесо будет вращаться медленнее, а направо - быстрее. Соответственно, и обман спидометра будет в меньшую сторону от реальной скорости, когда мы поворачиваем налево, и в бóльшую - когда направо.
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.
Леонардо да Винчи в 1500 г. создал прототип механизма для измерения скорости конного экипажа. И только в 1901 году усовершенствованный аналог изобретения был установлен компанией Oldsmobile на автомобили. С тех пор устройство спидометра разительно изменилось. Рассмотрим принцип работы, почему врут механические и электрические спидометры, а также основные поломки.
Механические
По своему устройству аналоговые спидометры делятся на следующие виды:
Аналоговый спидометр
Механический спидометр стрелочного типа – единственный из аналоговых видов измерителей скорости, которые до сих пор устанавливаются на многие автомобили. Рассмотрим устройство аналогового спидометра, принцип работы которого основывается на явлении магнитной индукции. Составные компоненты:
Сопутствующим элементом спидометра можно считать счетчик пройденного расстояния, который через червячную передачу соединен с тросиком. мы рассматривали ранее, поэтому заострять внимание на этом не будем.
В полноприводных автомобилях скоростная часть спидометра может находиться в раздаточной коробке.
Принцип работы
Вращение вторичного вала МКПП через главную передачу связано с червяком и шестерней (червячная передача), которая крепится к тросу. Соответственно, вращение вторичного вала провоцирует движение троса, который оборачивается вокруг своей оси внутри кожуха. Трос, тянущийся от КПП к приборной панели, соединен с магнитом, который находится вблизи металлической пластины и соединен со стрелкой. С курса физики все мы знаем о влиянии магнитных полей на ферромагнетики. Вращаясь вокруг своей оси, магнит провоцирует отклонение металлической пластины, как бы утягивая ее за собой. Соответственно, чем выше скорость вращения магнита, тем быстрее будет крутиться металлическая часть, и тем больше будет подыматься стрелка автомобильного спидометра. Именно так работает механический спидометр.
Электронный спидометр
В электронном счетчике отсутствует механическая связь между показаниями на приборной панели и вторичным валом КПП. Способ реализации во многом зависит от устройства датчика скорости, который бывает двух типов:
Еще большее распространение получил электронный спидометр, работающий на эффекте Холла. Если к проводнику или полупроводнику прямоугольной формы приложено постоянное напряжение и его пронизывает под прямым углом линии магнитного поля, на противоположных плоскостях проводника возникает напряжение, которое и было названо в честь первооткрывателя Эдвина Холла.
Частота изменения выходного напряжения будет пропорциональна скорости вращения задающего диска. Именно частота импульсов напряжения позволяет ЭБУ высчитывать фактическую скорость автомобиля. Стоит заметить, что ранее главная функция датчика скорости – показывать скорость движения авто, стала теперь по большей мере сервисной. Датчик скорости используется системой питания двигателя в определенных режимах работы. Поэтому при поломке или некорректной работе электронного датчика мотор может глохнуть при смене передач, неустойчиво работать, терять тягу.
Почему спидометр врет
Любой автомобильный спидометр искажает показания. По большей мере связано это с калибровкой устройств, точно выполнить которую достаточно сложно. Также стоит учесть, что скорость измеряется по вращению лишь одной из оси главной передачи (редуктор, установленный в МКПП). А ведь при повороте колесо, находящееся на внутреннем радиусе, проходит меньшее расстояние, нежели внешнее колесо.
Но главную поправку в показания автомобильного спидометра вносит размерность колес. Чем больше диаметр колеса, тем большее расстояние автомобиль пройдет за один оборот приводного вала.
В среднем измерители врут на 5-10 км/час. Поскольку неточные показания могут стать причиной ДТП, производители автомобилей, калибруя электронные спидометры, перестраховываются. Измеритель скорости на новом автомобиле никогда не будет врать в большую сторону.
Поломки
К основным неисправностям относятся:
- разрушение шестеренок червячной передачи, которые часто изготавливаются из пластика;
- обламывание троса в месте зацепления со скоростной частью, вкручивающейся в КПП;
- окисление контактов датчика, обламывание проводов питания. Проверку питания можно осуществить своими руками при помощи мультиметра;
- неисправность электронной части, располагающейся в щитке приборов.
Предлагаем посмотреть видео процесса базовой диагностики в случае, если не работает спидометр.
Вне зависимости от того, как именно спидометр показывает скорость, он считается одним из наиболее важнейших устройств современного автомобиля. Мы вынуждены смотреть на его показания, иначе не получится избежать наказания за нарушения скоростных ограничений, действующих на территории страны.
Что собою представляет комбинация спидометр/одометр
Комбинированный прибор обозначает ведомую скорость в машине, измеряет пройденный пробег, показывает километраж одной поездки и мгновенную скорость движения.
Внимание! Значение шкалы спидометра помогает водителю определить срок замены моторной жидкости и фильтров и рассчитать топливный расход.
Спидометр бывает оснащён одометром - механизмом, замеряющим количество оборотов колеса машины. Таким образом, выявляется километраж, пройденный машиной. Удаётся рассчитать суточный и общий пробег.
Состоит одометр из:
- счётчика количества оборотов автомобиля;
- индикатора, демонстрирующего пройденный путь в км или милях;
- устройства, фиксирующего обороты.
Одометр классифицируются на следующие типы.
- Механический прибор считается прародителем современных устройств. Он был придуман ещё в Древней Греции.
Скручивать такой одометр проще простого, достаточно воздействовать на механизм кручения. Счётчик механического одометра реагирует на обороты и преобразовывает их в километры. Однако недостатком такого устройства является самопроизвольное обнуление данных при достижении определённого значения. - Комбинированный одометр - усовершенствованная модель, дающая возможность корректировать данные посредством CAN-крутилки.
- Цифровой прибор, действующий на основе микроконтроллёра. Всё в таком одометре происходит в цифре, а воздействовать на показания устройства можно только с помощью высокопрофессионального оборудования. Электронные одометры входят в систему бортового компьютера автомобиля.
Принцип функционирования спидометра хорошо виден на примере механического устройства. Изменение скорости осуществляется за счёт механической связи между редукторным валом и стрелкой. Оба элемента соединяются тросом достаточной длины, поскольку вал расположен далеко от трансмиссии. Скорость его обусловлена конечной амплитудой вращения колёс.
Особая шестерёнка в главной передаче вращается вместе с выходным шкивом и тоже напрямую связана с тросиком, заключённым в специальный защитный кожух.
Ещё один обязательный элемент - дискообразный магнит, поставленный рядом со стальным барабаном. Последний закреплён на игле, а полученные показатели выводятся на шкалу.
Даже электронный одометр имеет неточности. Их невозможно исключить, поэтому принято учитывать определённые стандарты, допускающие предел этого значения. К примеру, на механическом приборе погрешность не должна превышать 5%-15%.
Ошибки устройства объясняется наличием различных зазоров, слабостью троса, плохим сцеплением и слабыми пружинами. Больше погрешностей выдаёт механический одометр, цифровой - гораздо меньше, ведь имеется возможность считывать показания микроконтроллёра, датчика.
Погрешность бывает и на спидометре, рассчитывающим скорость автомобиля. Идеально точную информацию прибор вывести просто неспособен, так как скорость зависит от нескольких составляющих: вращения колеса, его диаметра и т. д.
Интересно будет проследить за погрешностями прибора на разных скоростных режимах.
- 60 км/ч - погрешностей почти не бывает.
- 110 км/ч - погрешность составляет 5-10 км/ч.
- 200 км/ч - среднее значение доходит до 10%.
Ещё погрешность варьируется согласно следующим моментам.
- На автомобилях с передним приводом погрешность проявляется, чуть ли, не на каждом повороте. Причина - спидометр интегрирован с одним колесом. Из-за этого поворот влево снижает показания, вправо - увеличивает их.
- На погрешность влияет нестандартный размер колёс. Разница в 1 см увеличивает погрешность до 2,5%.
- Немаловажное значение имеет диаметр резины. При малейшем несоответствии со стандартом показания спидометра занижаются или завышаются.
- Влиять на погрешность может давление в шинах и износ протектора. К примеру, если колесо плохо накачено, это приводит к занижению показателей максимальной скорости.
Наиболее точные показания даёт, как и говорилось, только цифровой девайс или устройство, подключённое к GPS-навигатору. Преимущества спутникового позиционирования трудно недооценить. Современные системы демонстрируют точную скорость транспортного средства без каких-либо погрешностей.
Стандартный спидометр помечен шкалой в 10 км/ч, а его стрелка дёргается на ухабах. Он может лишь завышать показания, но не занижать. В противном случае дорожная обстановка будет ложно оценена, и возникнет аварийная ситуация. Например, если будет показываться 100 км/ч вместо реальных 120 км/ч.
Несколько слов о погрешностях, связанных с размерами шин. Тут вступает в силу сама конструкция спидометра. Он состоит из двух приборов, объединённых в едином корпусе. Один прибор измеряет скорость, другой - показывает пробег автомобиля. Так они и называются: скоростным и счётным узлами.
Теперь конкретно: если автомобиль обут в резину, порядком поношенную, спидометр будет завышать показания, так как вступает в силу система градации через каждые 10 км/ч и закон округления чисел, используемый в одометрах.
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:
- спидометр показывает только скорость движения автомобиля;
- одометр - указывает пройденный путь в км.
Функционал обоих приборов не взаимосвязан, а комбинирование обеих шкал сказывается всего лишь на удобстве водителя.
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.
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:
- Механические спидометры;
- Электромеханические спидометры;
- Электронные спидометры.
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:
- Шестеренчатый датчик скорости автомобиля (ДСА);
- Гибкий вал, передающий вращение от датчика на спидометр;
- Скоростной узел спидометра (собственно, спидометр);
- Счетный узел спидометра (одометр).
- магнитный диск
- алюминиевый колпак
- возвратная пружина
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:
- Традиционные шестереночные датчики, соединенные со вторичным валом КПП или приводом левого переднего колеса;
- Импульсные датчики, работающие на основе эффекта Холла;
- Индукционные датчики, работающие на основе эффекта электромагнитной индукции;
- Комбинированные датчики (включают в себя шестереночный датчик, соединенный с КПП, и любой из электронных датчиков, сигнал от которых и служит для измерения скорости автомобиля).
Что касается скоростных узлов, то их разнообразие меньше:
- Модифицированные скоростные узлы магнитоиндукционного типа с индикацией с помощью магнитоэлектрического прибора (миллиамперметра) — используются только в паре с обычным шестереночным ДСА;
- Счетные узлы на основе электронного блока и с индикацией с помощью миллиамперметра — работают только в паре с электронными и комбинированными датчиками.
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.