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.
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!
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.
Аналоговый спидометр
1. Первый спидометр, установленный на автомобиль в 1899 году, работал по принципу центробежного регулятора. После этого принцип действия и конструкция спидометра много раз менялась, в результате чего на многие годы вплоть до наших дней классической стала конструкция спидометра с индукционной передающей муфтой (см. Рис. 2.11 ).
Ведущая часть муфты представляет собой цилиндр, выштампованный из легкого алюминиевого сплава. Цилиндр вращается в поле постоянного магнита, в результате чего в цилиндре индуцируется ток, образующий вокруг цилиндра электромагнитное поле. Взаимодействие двух магнитных полей приводит к тому, что внутренний постоянный магнит увлекается вслед за цилиндром.
2. Ведущий вал спидометра приводит также в действие счетчик дневного и полного пробеге, который устроен подобно велосипедному счетчику.
Спидометр этого типа имеет один недостаток — необходимость тянуть трос от коробки передач к приборной панели, поэтому конструкторы ищут новые технические решения.
Цифровой спидометр
3. Датчик такого спидометра расположен в трансмиссии. Принцип действия датчика может быть различным: индукционный, генератор Холла , фотоэлектрический и пр. (см. Рис. 2.12 ). Выходным сигналом датчика являются импульсы напряжения, частота которых пропорциональна скорости автомобиля. После прохождения через блок формирования (триггер Шмидта ) прямоугольные импульсы попадают в мультиплексор.
После мультиплексора импульсы попадают во временные ворота, открывающиеся на определенный промежуток времени. Число импульсов, прошедших через ворота, и подсчитанных счетчиком, пропорционально скорости автомобиля. Со счетчика число передается на микропроцессор, где пересчитывается в скорость, и далее — через демультиплексор и декодер поступает на цифровой дисплей. После считывания и обработки очередного измерения счетчик сбрасывается на нуль и готов к принятию очередного пакета импульсов.
Читайте также:
- Подобное оборудование используется для того, чтобы обеспечить остановку транспортного средства по первому желанию водителя. Для…
- Популярность с каждым годом автомобилей стремительно набирает оборотов. Владельцы автомобилей по максимуму хотят выжать возможностей…
- Новый автомобиль, или автомобиль после капитального ремонта двигателя должен пройти обкатку, в течение которой пробег…
- Все любители автотранспорта, которые решили приобрести или заменить машину, должны помнить про обязательную регистрацию авто.…
- В среднем срок эксплуатации аккумуляторной батареи составляет пять лет. Длительность периода эксплуатации зависит от правильного…
Сегодня существует очень много способов усовершенствовать свое транспортное средство, один из них – поставить электронный привод спидометра. Первый раз слышите? Тогда давайте разбираться!
Функции и устройство спидометра
Спидометр является важнейшим элементом в автомобиле, автобусе, мотоцикле или мопеде, ведь, когда мы едем, нам обязательно необходимо следить за скоростью, дабы не нарушать правила. При этом определение скорости – не единственная функция данного устройства. В состав механизма входит еще один прибор – одометр, который показывает пройденное расстояние. Основными частями являются для спидометра трос привода и гибкий вал, посредством которых и осуществляется передача вращательного движения от трансмиссии на прибор . Они, по сути, соединяют щиток, который расположен в салоне автомобиля на приборной панели и показывает текущие значения, с приводом, находящимся непосредственно в коробке переключения передач.
Практически любой спидометр имеет скоростные магнитные узлы, вращение магнита образуется поток, который, проходя сквозь катушку, способствует индукции вихревых токов в ней. Эти токи, в свою очередь, создают еще одно магнитное поле. Данные поля начинают взаимодействовать, и стрелка прибора перемещается по шкале пропорционально частоте, с которой вращается магнит.
Для того чтобы правильно подобрать передаточное число авто, в спидометре находится специальный редуктор. В заднеприводных автомобилях он осуществляет контроль вторичного вала. Что же насчет машин, на которых установлен , то здесь данные поступают от датчика, установленного на левом переднем колесе. То есть в первом случае погрешность будет зависеть только от размера покрышек, а во втором, еще и от закругления дороги.
Привод спидометра – основные неисправности
Первый и главный признак того, что необходим ремонт привода спидометра – его стрелка перестает реагировать на изменение скорости. Причин такого поведения может быть несколько. Вполне возможно, что необходимо просто подтянуть гайку, посредством которой крепится гибкий вал к самому прибору (к его приводу). Вторая причина может заключаться в обрыве этого вала, или же в выходе из строя механизма, который расположен на приборной панели автомобиля.
Также иногда можно услышать характерный стук, это тоже не самым благоприятным образом отражается на работоспособности прибора. Ведь его причинами могут послужить загрязнения посадочного отверстия КПП, где подключается гибкий трос, неправильный монтаж прибора либо же ослабление его крепления. А вот «рычащий» шум свидетельствует о том, что необходимо смазать трос. Когда стрелка прибора зашкаливает, то произошел разрыв противодействующей пружины, и спидометр необходимо полностью заменить.
Если же устройство показывает неверные данные, то, скорей всего, просто неправильно прикреплен трос к валу. Иногда придется еще выполнить и .
Ремонт привода спидометра своими руками
В случае, когда необходима замена уплотнительного кольца, шестерни либо корпуса, следует демонтировать привод спидометра, ВАЗовское устройство внутренностей машины позволяет достать до него почти без затруднений, а вот в иномарке придется повозиться. Установив местоположение механизма с помощью руководства по эксплуатации авто, приступим к изъятию. Для этого нужно открутить крепежный болт, посредством которого узел крепится к коробке передач, и, поддев его отверткой, снять.
После этого осуществляем визуальный контроль как самой шестерни, так и посадочного гнезда, в котором расположен конец гибкой тяги прибора. Они не должны иметь никаких дефектов и загрязнений. Также внимательно осмотрите корпус коробки, в случае если обнаружите на нем маслянистые пятна, то немедленно замените уплотнительное кольцо . Чтобы до него добраться, сначала снимается ведомая шестерня привода спидометра, а затем меняется сам уплотнитель. Перед сборкой все элементы следует хорошенько промыть в керосине.
Спидометр
(от англ. speed - скорость) - прибор для измерения скорости движения и пройденного пути транспортного средства. спидометр обеспечивает измерения до километра, иногда - до 100 метров.
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. Суммарная ошибка показаний до 10%. Спидометры переднеприводных автомобилей с поперечным расположением двигателя обычно "обслуживают" привод левого колеса после главной пары. На Погрешность измерения спидометра влияет размер шин и эффект от закругления дороги: на поворотах влево "приборная скорость" чуть меньше, чем посередине машины, а вправо - чуть больше.
Замена шины 175/70R13 на шину 165/70R13 или наоборот меняет показания спидометра на 2,5%. Ошибка складывается с погрешностью самого спидометра и его редуктора, износа шин и давления в них. Низкое давление уменьшает радиус качения.
История
Как на старых так и на новых автомобилях применяется стандартный вариант, где обычная стрелка указывает на шкале скорость движения.
Как и любые нововые технологии, первые спидометры были очень дороги, и были лишь опциональными приборами для автомобиля. Это продолжалось до 1910 г., когда автомобильные заводы начали включать спидометр в автомобиль как стандартное оборудование. Одной из первых компаний, изготавливаемой спидометры была "Otto Schulze Autometer" (OSA) - предшественник нынешней компании "Siemens VDO Automotive AG" , разрабатывающей различные автомобильные запчасти и детали.
Первый спидометр "OSA" был изготовлен в 1923 г., и его базовая конфигурация особо не менялась в течение 60 лет.
Мало кто знает, что первым изобретателем Спидометра был крепостной механик-самоучка Кузнецов (Жепинский) Егор Григорьевич (1725-1805).
Одно из самых известных своих изобретений - механические дрожки с верстомером - Егор Кузнецов задумал построить в 60 лет. Он отдал этому изобретению 16 лет жизни. Неизвестно, для кого они создавались. Но известно, что название придумал сам автор и что изделие получилось на славу.
Дрожки были рассчитаны на пару лошадей или одну лошадь, запрягались в оглобли с дугой, отличались легкостью и поворотливостью. Впереди на дрожках сидел кучер, а позади спиной друг к другу - пассажиры, за сиденьями для пассажиров находился музыкальный инструмент орган, а за органом - верстомер. Под верстомером над задней осью дрожек был прикреплен портрет изобретателя на металлическом листе.
Механизм верстомера получал вращение от правого заднего колеса посредством зубчатой передачи. Стрелки верстомера показывали пройденный путь, а колокольчик, приводимый в движение механизмом верстомера, отмечал каждую пройденную версту. Механизм органа получал вращение от заднего левого колеса. Музыку можно было переключать с одной мелодии на другую и выключать вовсе.
Дрожки отличались и изящной отделкой, были покрашены красной и черной краской, отделаны лаком, сиденья укреплены мягким зеленым бархатом.
В 1801 г. дрожки показали императрице Марии Федоровне. Изобретение благополучно дожило до наших дней, найдя свое пристанище в Государственном Эрмитаже в Петербурге.
Классификация
По способу измерения
■
Хронометрический - комбинация одометра и часового механизма.
■
Центробежный - плечо регулятора, удерживаемое пружиной, вращается вместе со шпинделем и отбрасывается в стороны центробежной силой так что расстояние смещения пропорционально скорости.
■
Вибрационный - используется для быстровращающихся машин. Механический резонанс колебаний рамы или подшипников машины вызывает колебания градуированных язычков с частотой, соответствующей числу оборотов машины.
■
Индукционный - система постоянных магнитов, вращающихся вместе с приводным шпинделем, генерирует вихревые токи в диске из меди или алюминия, помещённом в магнитное поле. Диск, таким образом, втягивается в круговое движение, но его вращение замедляется ограничительной пружиной. Диск соединен со стрелкой, показывающей скорость.
■
Электромагнитный - скорость определяется по ЭДС вырабатываемой тахогенератором, подключённым к шпинделю.
■
Электронные - оптический, магнитный или механический датчик вырабатывает импульс тока за каждый оборот шпинделя. Импульсы обрабатываются электронной схемой и скорость выводятся на индикатор.
■
По системе спутникового позиционирования - скорость определяется по системе спутникового позиционирования GPS электронным путём как пройденное расстояние делённое на время пути.
По типу индикатора
■
Аналоговый
1. Стрелочный - наиболее распространён; скорость указывает вращающаяся вокруг оси стрелка;
2. Ленточный - использовался на ГАЗ-24 до 1975 г., многих американских и некоторых европейских и японских моделях; скорость показывает лента, проходящая мимо делений на неподвижной шкале;
3. Барабанный - использовался на многих довоенных автомобилях, некоторых американских автомобилях шестидесятых, а также - относительно современных моделях "Ситроена"; деления нанесены на вращающийся барабанчик и при его вращении появляются в окошке, отображая текущую скорость.
■
Цифровой
Датчик такого спидометра расположен в трансмиссии.
Выходным сигналом датчика являются импульсы напряжения, частота которых пропорционально скорости автомобиля.
После прохождения через блок формирования прямоугольные импульсы попадают в мультиплексер. После мультиплексера импульсы попадают во временные ворота, открывающиеся на определённый промежуток времени. Число импульсов, прошедших через ворота, и подсчитанных счетчиком, пропорционально скорости автомобиля. Со счетчика число передается на микропроцессор, где пересчитывается в скорость, и далее через демультиплексер и декодер поступает на цифровой дисплей. После считывание и обработки очередного измерения счетчик сбрасывается на нуль и готов к принятию очередного пакета импульсов. Такая система создана для вывода более точной скорости движения чем на типичном спидометре со стрелкой.
Индикатор цифрового спидометра представляет собой жидкокристаллический или аналогичный дисплей, отображающий скорость в виде цифр.
В последнем случае основной проблемой является задержка показаний: в отсутствие задержки отображения значения скорости или слишком малой задержки водитель не способен корректно воспринимать постоянно "скачущие" перед глазами цифры; при введении существенной задержки же, индикатор начинает некорректно отображать данные о скорости в данный момент времени при разгоне и торможении из-за запаздывания.
В силу этого, аналоговые индикаторы всё ещё очень широко используются, а цифровые получили распространение на относительно небольшом числе моделей; всплеск их популярности произошёл в США в конце семидесятых - восьмидесятых годах, откуда эта мода передалась японским производителям, но впоследствии на большинстве моделей их сменили традиционные стрелочные спидометры.
Часто спидометр совмещают в одном корпусе со счётчиком пройденного расстояния - одометром.
Используемые источники
1. ru.wikipedia.org/wiki.
2. moikompas.ru.
3. belinka.ur.ru.
4. devichnick.ru.
