Как всегда я постараюсь вас заинтересовать новой статьей, которую меня попросил написать "Ярик". В своем сообщении он попросил рассмотреть в подробностях тему "Устройство и принцип работы спидометра с электрическим приводом"
Так как сейчас скорости автомобилей очень большие, а их влияние на безопасность водителя и его пассажиров очень весомо, без спидометра трудно представить жизнь современного автомобилиста.
Спидометр не только может украсить приборную панель, но и сохранить деньги, время, а зачастую и жизнь. Как мы будет определять скорость машины, но по мельканию же зданий за окном? Глаза даже водителя с опытом, привыкают к скорости, и 100 км/ч могут казаться черепашьим шагом.
Скорость, о которой мы сейчас разговариваем «мгновенная». Именно она очень важна при энергичном маневре или резком торможении. Однако спидометр включает в себя и одометр, который в точности до 100 м, может определить какое вы прошли расстояние. Если же вы хотите, чтобы данные были точнее, то вам стоит приобрести систему GPS.
Так какое же устройство и принцип работы спидометра с электрическим приводом?
Чтобы ответить на этот вопрос, для начала надо разобраться с его более простым собратом, спидометром с механическим приводом. Он приводится в действие от трансмиссии с гибким валом, при помощи особого тросика, который очень точно может передать вращение. Так как один и тот же спидометр можно установить на различные типы авто, в нем находится специальный редуктор, который поможет подобрать передаточное число оборотов для данного автомобиля. Если автомобиль с задним приводом, то спидометр зачастую контролирует вращение вторичного вала коробки передач. Следовательно, его показания будут напрямую зависеть от замера шин, погрешности прибора и передаточного числа редуктора. К примеру, на «Жигули» замена пары 4,44 на 3,9 приведет к тому, что прибор будет показывать данные с погрешностью 15%. В этих случаях, замена редуктора спидометра просто обязательна. Из-за того, что зубчатки редуктора не резиновые, идеально подобрать размер шин и спидометра практически невозможно, этому также препятствует и износ деталей. Ошибка в показаниях таких приборов будет равна ~10%, часто именно этим можно объяснить те рекорды, которые ставят дворовые гонщики.
Спидометры, которые устанавливаются на преднеприводные автомобили с поперечным двигателем, зачастую берут данные с датчика, который приспосабливается на левое колесо после главной пары. Значит на погрешность спидометра, помимо размера шины влияет еще и эффект закругления дороги. На поворотах вправо, приборная скорость будет чуть больше, влево - меньше.
Как на скорости могут сказаться шины нештатного размера?
К примеру, если вы поменяете шину 175/70R13 на 165/70R13, или на оборот, то показания спидометра и в том и в другом случае изменятся на 2,5%. Это вроде как немного. Но вопрос еще состоит в том, как такая погрешность будет влиять на: износ шин, работу редуктора и самого спидометра, давление в шинах и т.д. Такая деформация очень «хитрая», платой могут выступить: повышенный расход топлива и падение максимально возможной скорости, которая на спидометре будет завышена.
Устроен механический спидометр очень просто: сверху магнитного диска, который приводится в действие тросом, располагается вращающийся элемент (с небольшим зазором), зачастую он выглядит как колпак сделанный из алюминия, с возвратной пружиной и стрелкой. При вращении диска его силовые магнитные линии возбуждают на катушке точки, которые создают магнитное поле. Когда поля взаимодействуют, катушка начинает увлекаться за диском, однако ограничивает ее поворот пружина, которая изменяет угол в зависимости от скорости вращения двигателя. В соответствии с тарировкой прибора отградуирован циферблат, все это зависит от жесткости возвратной пружины. Если жесткость будет изменена, путь даже незначительно, то это сильно повлияет на показания прибора.
Одометр - это набор барабанов, на которые нанесены цифры. Каждый из них связан с соседним, отношение равно один к десяти. Когда начинается движение, крайний (который показывает километры) начинает свой отсчет. Когда первый делает оборот, то второй показывает, что вы проехали 10 км. По аналогичной схеме отсчитывается 100 и 1000 км. Одометры, которые делались в советское время, могут вести счет до 99 999 км, после чего следует их обнуление. Сейчас же многие производители ставят на свои автомобили шестизначные одометры. Некоторые их них оснащены, так называемым счетчиком короткого, которые показывает точные данные (до километра) в первые 1000 км. Водитель может обнулить его, всего лишь нажав определенную кнопку.
Работоспособность механического спидометра, к сожалению, зависит от износа его деталей, а также износа привода. Гибкий вал важно проложить без резких перегибов, что не получится сделать на каждом автомобиле. В противном случае механизм будет шуметь, трос быстро изнашиваться, а стрелка - колебаться. Затрудняет разборку и сборку приборного щитка - тросовый привод. В результате чего, от троса начали отказываться, заменяя его электронным спидометром . Работает такой прибор по сигналу датчика скорости. Такой датчик совмещается с редуктором. Его можно установить и на старую машину, для этого надо открутить колпачок с накаткой и прикрутить трос. Впервые электронные спидометры появились на отечественных автомобилях ВАЗ-2110 и ГАЗ-3110, также такими устройствами был укомплектован последний вариант «ИЖ-Ода».
По внешнему виду эти устройства сложно различимы, а вот по устройству и принципу работы, спидометры с электрическим приводом совершенно не похожи на механические. Стрелка у таких приборов совершенно одинакова, все датчики тоже на месте. Однако стрелка в этом случае - это деталь, которая изменяет число импульсов от датчика скорости. Насколько она повернется, зависит от того, сколько прошло импульсов в единицу времени. Одометр также очень похож на механический, однако декады тут подчиняются управляемому электроникой механизму.
Электронные спидометры на много точнее чем их механический собраться, но и в них есть своя погрешность, составляет она примерно 5% Устройство и принцип работы спидометра с электрическим приводом. Приборы, которые полностью состоят из электроники, естественно совершеннее. В Европе не редкостью будет встретить табло над дорогой, где будет высвечена ваша скорость с предельной точностью. И если сравнить ее со скоростью на вашем спидометре, то можно понять степень погрешности прибора.
Механический измерительный прибор расстояния, который мы взяли за основу для этой статьи, имеет редуктор 1690:1! Это значит, что входной вал его должен провернуться 1690 раз, прежде чем на табло появится 1 километр. Одометры как этот в настоящее время заменены на цифровые спидометры, которые предоставляют больше возможностей и стоят меньше, но они не идут ни в какое сравнение с настоящими одометрами. В этой статье мы рассмотрим каждую мелочь данного сложнейшего механизма, а затем поговорим о том, как работают цифровые спидометры.
Механические одометры, внутреннее устройство
Механические одометры вращаются гибким кабелем, который сделан из туго скрученной пружины. Обычно кабель вращается внутри металлической трубки в резиновом корпусе. На велосипеде, маленькое колесико вращается в противоположную от колеса сторону, тем самым приводя в движение кабель, а передаточное число на таком приборе должно быть откалибровано в соответствии с размером маленького колесика.
В автомобиле кабель вращается выходным валом коробки передач. Кабель подключен к приборной панели, где он соединяется с входным валом одометра.
Зубчатая передача
Сам одометр использует серию из трех червячных передач (червячная передача - механическая передача, осуществляющаяся зацеплением «червяка» и сопряженного с ним червячного колеса) для достижения редуктора показателя 1690:1. Входной клапан приводит в движение первого «червя», который приводит в движение передачу. Каждый полный оборот «червя» проворачивает только один зубец. Этот же механизм приводит в движение следующего «червя», который проворачивает другую передачу, которая, в свою очередь, приводит в движение последнего «червя», который подключен к индикатору одометра и переворачивает цифру с десятыми мили.
Каждый индикатор имеет ряд шпилек, торчащих с одной стороны, и один набор из двух шпилек, торчащих с другой стороны. Когда набор из двух шпилек подходит к белой пластиковой шестерне, один из зубцов
попадает между этих шпилек и проворачивается вместе с индикатором, пока шпильки не пройдут дальше. В этом механизме также участвует одна из шпилек индикатора с большим числом и совершает 1/10 его поворота.
Возможно теперь, вы можете понять почему, когда ваш спидометр «зашкаливает» (например, показывая цифру от 19 999 километров до 20 000 километров), цифра «два» в левой части дисплея может находиться не на одном уровне с остальным цифрами. Все дело в небольшом количестве маленьких шпилек, которые предотвращают идеальное выравнивание всех цифр. Как правило, прежде чем цифры выстроятся в правильный ряд, на спидометре должно быть как минимум 21 000 км.
Вы могли слышать о том, что механические спидометры можно перемотать назад. Это так, ведь сами по себе - это зубчатые передачи и при движении автомобиля назад он тоже будет вращаться в обратном направлении. Но вам не обязательно ехать сотни миль задом наперед, можно лишь подключить кабель к дрели и отмотать столько километров, сколько вам нужно. Если вы служили в армии на должности водителя, то данный способ скрутки пробега машины, кустовым способом, должен быть вам известен. Если же армейские сапоги пришлись вам не к лицу, то учится никогда не поздно. Если приспичит, конечно.
Все, что работает с механическим измерителем расстояния не пройдет с цифровым и вы в этом убедитесь, прочитав следующую часть нашей статьи.
Цифровые или компьютеризированные одометры. Внутренне устройство и как работает?
Если вы совершите прогулку по магазинам велосипедов, вероятнее всего, что вы не найдете ни одного велосипеда оснащенного одометром (или спидометром) с кабельным управлением. Вместо этого вы найдете велосипедные компьютеры. У таких велосипедов к одному из колес прикреплен магнит, а к раме прикреплен датчик. Каждый раз, когда колесо делает один полный оборот, магнит проходит мимо датчика, создавая в нем напряжение. Компьютер подсчитывает эти всплески напряжения, или импульсы, и использует их для подсчета расстояния.
Если у вас есть или был велосипед с подобным компьютером, вы должны знать, что его необходимо запрограммировать на окружность колеса. Окружность - это расстояние, пройденное колесом за один полный оборот. Каждый раз, когда компьютер чувствует импульс, он добавляет окружность колеса к общему расстоянию и обновляет цифровой дисплей.
Многие современные автомобили используют подобную систему. Кстати, статью про пару таких современных новинок от Volkswagen вы можете почитать . Вместо магнитного датчика на колесе, эта система использует зубчатое колесо, установленное на входном валу коробки передач, и магнитный датчик, который подсчитывает импульсы каждый раз, когда мимо проходит один из зубцов колеса. В некоторых автомобилях используются щелевые колеса и оптический датчик, точно такой же, как и в компьютерной мыши. Точно так же, как и в велосипеде, компьютер знает какое расстояние автомобиль проходит между каждым импульсом, и использует его для обновления показаний одометра.
Одной из самых интересных вещей в автомобильном одометре является то, как информация поступает на приборную панель. Вместо кабеля, который передает сигнал в механическом датчике, в цифровом информация о пройденном расстоянии (вместе с другими данными) поступает на приборную панель через провод связи от блока управления двигателем. Автомобиль является локальной сетью, к которой подключены различные устройства. Ниже мы приводим список некоторых из устройств, которые подключены к компьютеру автомобиля:
- Блок управления двигателем
- Система климат-контроля
- Приборная панель
- Контроль гидроусилителя руля
- Радио
- Антиблокировочная тормозная система
- Блок управления надувной подушки безопасности
- Блок управления (работает с освещением салона и т.п.)
- Блок управления коробкой передач
Во многих автомобилях используется стандартизированный коммуникационный протокол, SAE J1850, чтобы дать возможность всем электронным модулям общаться между собой.
Считает все импульсы и отслеживает общее расстояние, пройденное автомобилем. Именно поэтому невозможно «открутить» 
цифровой одометр назад, т.к. значение, которое хранится в блоке управления двигателем, не будет совпадать с желаемым, а это невозможно. Это значение можно проверить с помощью компьютерной диагностики, которая есть в каждом сервисном центре официального дилера. Так что, если вы, к примеру, стоите на пороге покупки б/у автомобиля и терзаетесь сомнениями по поводу слишком маленького пробега на его панели приборов, знайте, что обращение к одному из более менее приличных СТО сможет помочь вам с проверкой «белого» пробега авто. Но вернемся к нашим «баранам». Несколько раз в секунду блок управления двигателем посылает пакет информации, состоящий из заголовка и данных. Заголовок - это просто номер, который идентифицирует пакет, как чтение расстояния, а данные - это цифра, соответствующая пройденному расстоянию. В панели инструментов расположен другой компьютер, который знает, что ему нужно искать эти пакеты с информацией и, как только он видит один из них, он тут же обновляет одометр новыми значениями. В автомобилях с цифровым одометром, приборная панель просто отображает новое значение. Автомобили с аналоговыми одометрами оборудованы небольшими шаговыми моторами, которые переворачивают цифры на одометре.
Если ваш спидометр или тахометр на ВАЗ, Газель, Тойоту, Ниссан, Mitsubishi или другую марку авто, вышел из строя, не отчаивайтесь. всегда будет рад помочь вам. У нас вы сможете найти и купить такой товар как цифровой спидометр, трос спидометра, стрелки спидометра, тахометр и многое, многое другое. Для этого требуется лишь оставить заявку на сайте, после чего десятки автомагазинов выйдут на вас со своими предложениями.
Показатели спидометра автомобиля необходимы, чтоб определять и контролировать скорость транспортного средства соответственно ограничениям, действующим на территории той или иной страны. Он входит в список обязательной комплектации автомашин.
[ Скрыть ]
Для чего нужен спидометр?
Автомобильный спидометр (АС) - прибор, который определяет модуль мгновенной скорости движения транспортного средства.
Ориентируясь на показатели «девайса» водитель может:
- узнать интенсивность движения автомобиля в реальном времени;
- вычислить расход топлива при каждой конкретной скорости.
Скомплектованный со спидометром автомобиля одометр - прибор для измерения пройденного пробега. Иногда эти «девайсы» не разделяют и говорят про спидометр-одометр.
С помощью одометра можно определить, когда необходимо менять:
- автомобильные масла;
- фильтры;
- ремни (генератора и ГРМ).
Виды спидометров
Есть большое разнообразие АС, всех их классифицируют на виды по:
- методу измерения;
- типу индикатора.
По способу измерения
Классификация спидометров автомобилей по принципу работы:
| Вид АС | Принцип работы |
| Хронометрический | Гибрид одометра и часов – пройденное расстояние разделяется на затраченное время. В результате получается скорость движения транспортного средства. |
| Центробежный | Плечо регулятора, удерживаемое пружиной, вращается вместе со шпинделем и отбрасывается в стороны центробежной силой. При этом расстояние смещения пропорционально скорости. |
| Вибрационный | Прибор данного типа используется для транспортных средств, которые быстро вращаются. Механический резонанс колебаний рамы или подшипников машины приводит к вибрации градуированных язычков с частотой, соответствующей числу оборотов транспортного средства. |
| Индукционный | Состоит из системы постоянных магнитов, вовлечённых во вращательное движение вместе с приводным шпинделем. Он производит вихревые токи в установленном в магнитном поле диске. Происходит привлечение во вращательное движение диска, которое ограничивается специальной пружиной. Скорость указывает стрелка, соединённая с ним. |
| Электромагнитный | Датчик быстроты движения подаёт электросигналы, а сам привод «девайса» перемещается в соответствии с количеством сигналов. |
| Электронный | Датчик вырабатывает импульс тока за каждый оборот шпинделя. Сигналы поступают на счетчик, который подсчитывает их за фиксированный промежуток времени. Далее информацию обрабатывает микропроцессор, где происходит ее конвертирование в показания скорости, которая визуализируется на панели управления автомобиля. |
По типу индикатора
По способу визуализации данных спидометры делятся на:
- аналоговые, или механические;
- цифровые.
Аналоговый
Схема работы универсального аналогового АС:
- стрелка спидометра связана с валом редуктора;
- последний в свою очередь получает привод от вращающихся колёс.
Интенсивность движения вала редуктора пропорциональна быстроте вращения колес. Поэтому именно этот узел наиболее достоверно отображает скорость автомобиля.
В таблице представлены разные аналоговые спидометры:
Из всех типов аналоговых спидометров в современных автомобилях используется только стрелочный.
Цифровой
Особенности цифрового АС:
- имеет наивысшие показатели точности;
- индикатор – дисплей, отображающий скорость в цифровом эквиваленте;
- на экране водитель может посмотреть суточный и суммарный пробег;
- имеет сигнализацию, которая срабатывает при превышении установленного предела скорости движения транспортного средства.
Основным недостатком цифрового автомобильного спидометра является задержка показаний. В результате некорректно отображаются данные при смене скорости.
Наглядно, как работает цифровой автомобильный спидометр с использованием IPHONE 4 можно посмотреть на видео, снятым каналом videoSPBLIFE.
Фотогалерея
На фото представлены разные виды АС:
Принцип работы спидометра на переднеприводных и заднеприводных авто
Есть особенности в принципах работы АС на передне- и заднеприводных автомобилях. На авто, приводящихся в движение задними колёсами, спидометр контролирует вращение вторичного вала коробки передач и по нему рассчитывается скорость.
На переднеприводных машинах оборудование измеряет интенсивность движения автомобиля с помощью привода левого колеса. Погрешность АС в этом случае большая, поскольку передние шины поворачивают авто и прибавляется эффект от закругления дороги. При поворотах влево «фиксированная скорость» чуть меньше, чем при прямолинейном движении, а вправо – немного больше.
Погрешность спидометра
Всем АС, как и любым другим техническим устройствам свойственна неточность показаний.
Причины неточного измерения:
- заводская калибровка приборов, которую точно на 100% невозможно выполнить;
- высота и диаметр шин – влияют на расстояние, которое пройдёт машина за 1 оборот приводного вала;
- «эффект поворота» на спидометрах переднеприводных автомобилей.
Правило автопроизводителей – погрешность АС конструктивно должна быть в сторону увеличения показаний, против фактической скорости движения.
Видео
На видео от пользователя Виктора Хабибулина сравниваются цифровые спидометры с GPS и аналоговые.
Спидометр определяет скорость машины, ведь глаз водителя «замыливается» – и немалые 100 км/ч кажутся черепашьим шагом. Расскажем что это такое, почему «врут» его показания и указывают большую скорость, чем на самом деле.
Что это такое?
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 приборы. На некоторых современных машинах вместо традиционного стрелочного указателя появился цифровой. Числа считываются удобнее, но всё же цифровой спидометр обладает некоторой инертностью. Например, очень сложно при езде по трассе со скоростью 120 км/ч быстро сбросить до разрешенных 79 км/ч.
Что показывает?
На заднеприводных автомобилях спидометр контролирует вращение вторичного вала коробки передач и по нему рассчитывается скорость. Значит, показания зависят от размера шин, передаточного числа редуктора заднего моста и собственной погрешности.
Спидометры переднеприводных авто измеряют скорость с помощью привода левого колеса. Значит, к погрешности и влиянию размера шины прибавляется эффект от закругления дороги: на поворотах влево значения будут чуть меньше, чем посередине, а вправо – чуть больше.
Почему «врёт»?
Нетрудно догадаться, почему он «преувеличивает» и показывает большую скорость. Во-первых, у водителя будет меньше шансов нарушить скоростной режим и получить штраф . Во-вторых, если бы спидометр занижал настояющую скорость, водители затаскали бы автопроизводителей по судам, доказывая, что аварии и штрафы случились из-за неверных показаний.Почему спидометр обязательно должен «врать»? Дело в том, что ему труднее быть точным, чем многим другим приборам. Ведь скорость движения обычно определяется по вращению колеса и зависит от диаметра колеса, а это - параметр нестабильный.
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. До 60 км/ч погрешности почти нет или она минимальная.
Как сказываются шины нештатного размера на показания спидометра. Замена покрышек 185/60R14 на 195/50R15 или наоборот меняет показания на 2,5%. Немного? Например, при 90 км/ч реальная скорость машины составит 92,78 км/ч. Т.е. реальные данные не совпадают. И когда есть допуск плюс 20км/ч, за которым следует штраф - это не столько существенно. А когда сменили колёса наоборот, с низких на высокие - значения будут меньше настоящей скорости авто. Вопрос в том, как эта ошибка сложится с погрешностью самого прибора, как скажется износ шин , давление в них (повышенное или пониженное). Низкое давление в колёсах также искажает значение в большую сторону.
Если спидометр автомобиля показывает скорость в милях в час, то как перевести в километры в час? Это касается машин из Америки, где изначально приборы калибруются в непривычных числах. Считайте, что 1 миля равна 1,6 км. Значит, если спидометр показывает скорость 90 миль/ч, то это 144 км/ч (90 х 1,6 = 144 км/ч). Обратный подсчет из км/ч в миль/ч производиться путем деления на 1,6.
История
Источники и примечания
См. также
Приборы, измеряющие скорость, могут иметь другие названия:
- Лаг - на кораблях;
- Указатель скорости на самолётах;
- Скоростемер в локомотиве;
- Велокомпьютер - электронный прибор для велосипедов , обычно совмещающий в себе спидометр с часами и счётчиком пробега.
- Доплеровский измеритель
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Спидометр" в других словарях:
Спидометр … Орфографический словарь-справочник
СПИДОМЕТР, прибор, указывающий скорость движения транспортных средств. В традиционно сконструированных легковых и грузовых машинах спидометр приводится в движение гибким тросом, соединенным с ПЕРЕДАЧЕЙ, которая вращается со скоростью,… … Научно-технический энциклопедический словарь
спидометр - СПИДОМЕТР, а, м. Медицинский прибор для проведения анализа крови на наличие вируса спид; сам анализ. Ирон. переосмысл. общеупотр. «спидометр» прибор для измерения скорости … Словарь русского арго
спидометр - и устарелое спидометр … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке
- (от английского speed скорость и...метр), прибор, указывающий скорость движения транспортных машин. Бывают магнитоиндукционными, реже механическими, привод механический и электрический от силовой передачи либо от колеса … Современная энциклопедия
- (от англ. speed скорость и...метр) прибор, указывающий скорость (км/ч) движения транспортных машин. Спидометры бывают магнитоиндукционные, реже механические, привод механический и электрический от трансмиссии либо от колеса … Большой Энциклопедический словарь
СПИДОМЕТР, спидометра, муж. (от англ. speed скорость и греч. metreo мерю) (спец.). Прибор, указывающий скорость движения автомобиля и др. механических экипажей, а также пройденное расстояние. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова