Mechanický a elektronický rýchlomer. Zariadenie a princíp činnosti

Nie náhodou je rýchlomer umiestnený na najvýraznejšom mieste palubnej dosky auta. Koniec koncov, toto zariadenie ukazuje, ako rýchlo jazdíte, a umožňuje vám kontrolovať dodržiavanie povolenej rýchlosti, čo priamo ovplyvňuje bezpečnosť na cestách. Nezabúdajme na pokuty za prekročenie rýchlosti, ktorým sa dá vyhnúť, ak budete pravidelne pozerať na tachometer. Navyše na vidieckych cestách s pomocou tohto zariadenia môžete ušetriť palivo, ak budete udržiavať optimálnu rýchlosť, pri ktorej je spotreba paliva minimálna.

Mechanický merač rýchlosti bol vynájdený pred viac ako sto rokmi a dodnes sa vo vozidlách bežne používa. Snímač je tu zvyčajne ozubené koleso, ktoré zaberá so špeciálnym ozubeným kolesom na sekundárnom hriadeli. Vo vozidlách s pohonom predných kolies môže byť snímač umiestnený na osi hnacích kolies a vo vozidlách s pohonom všetkých kolies v prevodovke.



Ako ukazovateľ rýchlosti (6) na prístrojovej doske slúži ukazovacie zariadenie, ktorého činnosť je založená na princípe magnetickej indukcie.

Prenos rotácie zo snímača (1) na rýchlomer (v skutočnosti rýchlomer) sa uskutočňuje pomocou ohybného hriadeľa (kábla) (2) z niekoľkých točených oceľových závitov s štvorstennou špičkou na oboch koncoch. Kábel sa voľne otáča okolo svojej osi v špeciálnom plastovom ochrannom plášti.

Pohon pozostáva z permanentného magnetu (3), ktorý je namontovaný na hnacom kábli a otáča sa s ním, a hliníkového valca alebo kotúča (4), na ktorého osi je upevnená ručička rýchlomera. Kovová clona chráni konštrukciu pred účinkami vonkajších magnetických polí, ktoré by mohli skresliť údaje zariadenia.

Rotácia magnetu indukuje vírivé prúdy v nemagnetickom materiáli (hliník). Interakcia s magnetickým poľom rotujúceho magnetu spôsobuje, že sa otáča aj hliníkový disk. Prítomnosť vratnej pružiny (5) však vedie k tomu, že kotúč a s ním aj šípka ukazovateľa sa otáča len o určitý uhol úmerný rýchlosti vozidla.

Niektorí výrobcovia sa svojho času pokúsili použiť páskové a bubnové indikátory v mechanických rýchlomeroch, ale ukázalo sa, že nie sú príliš pohodlné a nakoniec sa od nich upustilo.



Napriek jednoduchosti a kvalite mechanických rýchlomerov s ohybným hriadeľom ako pohonom, tento dizajn často spôsobuje pomerne veľkú chybu a samotný kábel je v ňom najproblematickejším prvkom. Preto sa čisto mechanické rýchlomery postupne stávajú minulosťou a ustupujú elektromechanickým a elektronickým zariadeniam.

Elektromechanický rýchlomer tiež používa ohybný hnací hriadeľ, ale zostava rýchlosti magnetickej indukcie v zariadení je usporiadaná inak. Namiesto hliníkového valca je tu inštalovaný induktor, v ktorom vzniká elektrický prúd pod vplyvom meniaceho sa magnetického poľa. Čím vyššia je rýchlosť otáčania permanentného magnetu, tým väčší prúd preteká cievkou. Na svorky cievky je pripojený ručičkový miliampérmeter, ktorý sa používa ako indikátor rýchlosti. Takéto zariadenie vám umožňuje zvýšiť presnosť údajov v porovnaní s mechanickým rýchlomerom.

V elektronickom rýchlomere neexistuje mechanické spojenie medzi snímačom rýchlosti a zariadením v prístrojovej doske.

Vysokorýchlostná jednotka zariadenia má elektronický obvod, ktorý spracováva elektrický impulzný signál prijatý zo snímača rýchlosti cez vodiče a vydáva zodpovedajúce napätie na jeho výstup. Toto napätie sa privádza na číselníkový miliampérmeter, ktorý slúži ako indikátor rýchlosti. V modernejších zariadeniach krokový ICE ovláda ukazovateľ.

Ako snímač rýchlosti sa používajú rôzne zariadenia, ktoré generujú impulzný elektrický signál. Takýmto zariadením môže byť napríklad pulzný indukčný snímač alebo optický pár (svetelná dióda + fototranzistor), v ktorom dochádza k tvorbe impulzov v dôsledku prerušenia svetelnej komunikácie pri otáčaní štrbinového kotúča namontovaného na hriadeli.

Ale možno najpoužívanejšie snímače rýchlosti, ktorých princíp činnosti je založený na Hallovom efekte. Ak umiestnite vodič, cez ktorý preteká jednosmerný prúd, do magnetického poľa, vznikne v ňom priečny potenciálny rozdiel. Pri zmene magnetického poľa sa mení aj veľkosť rozdielu potenciálov. Ak sa hnací disk so štrbinou alebo rímsou otáča v magnetickom poli, potom dostaneme impulznú zmenu v priečnom potenciálovom rozdiele. Frekvencia impulzov bude úmerná rýchlosti otáčania hlavného disku.



Zobrazenie rýchlosti namiesto ukazovateľa Stáva sa, že sa používa digitálny displej. Neustále sa meniace čísla na sade rýchlomera však vodič vníma horšie ako plynulý pohyb šípky. Ak zadáte oneskorenie, okamžitá rýchlosť sa nemusí zobraziť celkom presne, najmä počas zrýchľovania alebo spomaľovania. Preto v rýchlomeroch stále prevládajú analógové ukazovatele.

Napriek neustálemu technologickému pokroku v automobilovom priemysle mnohí poznamenávajú, že presnosť údajov rýchlomeru nie je príliš vysoká. A to nie je plod príliš aktívnej predstavivosti jednotlivých vodičov. Výrobcovia úmyselne uvádzajú malú chybu už pri výrobe zariadení. Okrem toho je táto chyba vždy veľkým smerom, aby sa vylúčili situácie, keď pod vplyvom rôznych faktorov budú hodnoty rýchlomeru nižšie ako možná rýchlosť vozidla. Deje sa tak, aby vodič náhodne neprekročil rýchlosť podľa nesprávnych hodnôt na zariadení. Okrem zaistenia bezpečnosti sledujú výrobcovia aj svoj vlastný záujem – snažia sa vylúčiť žaloby nespokojných vodičov, ktorí dostali pokutu alebo sa dostali k nehode kvôli falošným údajom na tachometri.

Chyba rýchlomerov je spravidla nelineárna. Približne pri 60 km/h sa blíži k nule a s rýchlosťou sa postupne zvyšuje. Pri rýchlosti 200 km/h môže chyba dosiahnuť až 10 percent.

Na presnosť odčítania majú vplyv aj ďalšie faktory, napríklad tie, ktoré súvisia so snímačmi rýchlosti. Týka sa to najmä mechanických rýchlomerov, pri ktorých sa prevody postupne opotrebúvajú.

Samotní majitelia automobilov často zavádzajú ďalšiu chybu nastavením veľkosti, ktorá sa líši od nominálnej hodnoty. Faktom je, že snímač počíta otáčky výstupného hriadeľa prevodovky, ktoré sú úmerné otáčkam kolies. Ale so zmenšeným priemerom pneumatiky prejde auto na jednu otáčku kolesa kratšiu vzdialenosť ako s pneumatikami nominálnej veľkosti. A to znamená, že rýchlomer ukáže rýchlosť, ktorá je nadhodnotená o 2 ... 3 percentá v porovnaní s možnou. Rovnaký efekt bude mať aj jazda s podhustenými pneumatikami. Inštalácia pneumatík so zväčšeným priemerom naopak spôsobí podhodnotenie údajov tachometra.

Chyba sa môže ukázať ako úplne neprijateľná, ak namiesto bežného nainštalujete rýchlomer, ktorý nie je určený na prácu v tomto konkrétnom modeli auta. Toto je potrebné vziať do úvahy, ak je potrebné vymeniť chybné zariadenie.

Počítadlo kilometrov sa používa na meranie prejdenej vzdialenosti. Nemalo by sa zamieňať s rýchlomerom. V skutočnosti ide o dve rôzne zariadenia, ktoré sú často kombinované v jednom puzdre. Vysvetľuje to skutočnosť, že obe zariadenia spravidla používajú rovnaký snímač.

V prípade použitia ohybného hriadeľa ako pohonu sa prenos otáčania na vstupný hriadeľ počítadla kilometrov uskutočňuje cez prevodovku s veľkým prevodovým pomerom - od 600 do 1700. Predtým sa používal závitovkový prevod, s ktorým ozubené kolesá s otočenými číslami. V moderných analógových počítadlách kilometrov je otáčanie kolies riadené krokovými motormi.



Čoraz častejšie nájdete zariadenia, v ktorých sa najazdené kilometre auta zobrazujú digitálne na displeji z tekutých kryštálov. V tomto prípade sú informácie o prejdenej vzdialenosti duplikované v riadiacej jednotke motora a stáva sa, že v elektronickom kľúči auta. Ak programovo natiahnete digitálny počítadlo kilometrov, falzifikát sa dá celkom jednoducho odhaliť pomocou počítačovej diagnostiky.

Ak sa vyskytnú problémy s rýchlomerom, v žiadnom prípade by sa nemali ignorovať, musia sa okamžite opraviť. Ide o vašu bezpečnosť a bezpečnosť ostatných účastníkov cestnej premávky. A ak je príčinou chybný snímač, môžu nastať aj problémy, pretože riadiaca jednotka motora bude regulovať činnosť jednotky na základe nesprávnych údajov o rýchlosti.