Как работают автомобильные спидометры?

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.

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.

Возможные неисправности электронного спидометра

Правильная работа спидометра крайне важна для работы всего автомобиля. Поэтому следует постоянно внимательно следить за его исправностью.

В случае, если спидометр неисправен, проблему следует искать в нескольких узлах. Поломки могут происходить в результате:

  • нарушения работы датчика;
  • разъединения наконечника тросика устройства и шестерни;
  • поломки «электронной начинки» спидометра;
  • нарушения целостности электрических проводов;
  • окисления и загрязнения поверхности разъёмов;
  • перегоревшего предохранителя, который вмонтирован в электросеть приборной панели;
  • ошибок функционирования блока электронного управления;
  • ошибки, допущенной в ходе монтажа приборной панели после её разборки.

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.

Механические

По своему устройству аналоговые спидометры делятся на следующие виды:

  • стрелочные. Скорость показывается перемещением стрелки по циферблату в форме полусферы;
  • ленточные. Положение окрашенной ленты на горизонтально размеченной шкале показывает фактическую скорость автомобиля. Немного видоизмененный аналог такого измерителя вы могли видеть на ВАЗ 2101 и 2102;
  • барабанные. Индикатор был нанесен на барабане, который вращался пропорционально изменению скорости.

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:

  • червячный узел, устанавливающийся в КПП. Шестерня вращается вместе с вторичным валом КПП, что позволяет рассчитать скорость вращения приводов, соответственно, и колес;
  • тросиковый привод, который тянется от червячного узла к приборной панели;
  • магнитный элемент;
  • металлическая пластина, соединенная со стрелкой;
  • пружина;
  • шкала.

Сопутствующим элементом спидометра можно считать счетчик пройденного расстояния, который через червячную передачу соединен с тросиком. Устройство и способы смотки одометра мы рассматривали ранее, поэтому заострять внимание на этом не будем.

Рекомендуем:  Нужно ли балансировать колеса автомобиля и как часто

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.

Статья в тему:  Наиболее часто угоняемые машины в Москве

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:

  • оптоэлектронный. В корпусе КПП, как и в случае с механическим спидометром, устанавливается скоростная часть с тросиком. Вот только показания скорости автомобиля рассчитывается на основании импульсов, формирующихся фотопрерывателем. Частота импульсов пропорциональна скорости вращения троса, что позволяет высчитать фактическую скорость автомобиля;
  • безтросовый. В корпусе КПП устанавливается магнитно-резистивный элемент (МРЭ). Многополюсный магнит вращается вместе с ведомым валом КПП. Возникающие изменения магнитного поля увеличивают/уменьшают сопротивление МРЭ, которое преобразовывается мостовой схемой в импульсы.

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.

Статья в тему:  Объезд препятствия слева

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.
Рекомендуем:  Что такое вариатор (CVT) в автомобиле и как он работает?

Этот отрывок (второй) взят из статьи: https://autolirika.ru/teoriya/ustrojstvo-spidometra.html

Механические

По своему устройству аналоговые спидометры делятся на следующие виды:

  • стрелочные. Скорость показывается перемещением стрелки по циферблату в форме полусферы;
  • ленточные. Положение окрашенной ленты на горизонтально размеченной шкале показывает фактическую скорость автомобиля. Немного видоизмененный аналог такого измерителя вы могли видеть на ВАЗ 2101 и 2102;
  • барабанные. Индикатор был нанесен на барабане, который вращался пропорционально изменению скорости.

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:

  • червячный узел, устанавливающийся в КПП. Шестерня вращается вместе с вторичным валом КПП, что позволяет рассчитать скорость вращения приводов, соответственно, и колес;
  • тросиковый привод, который тянется от червячного узла к приборной панели;
  • магнитный элемент;
  • металлическая пластина, соединенная со стрелкой;
  • пружина;
  • шкала.

Сопутствующим элементом спидометра можно считать счетчик пройденного расстояния, который через червячную передачу соединен с тросиком. Устройство и способы смотки одометра 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:

  • оптоэлектронный. В корпусе КПП, как и в случае с механическим спидометром, устанавливается скоростная часть с тросиком. Вот только показания скорости автомобиля рассчитывается на основании импульсов, формирующихся фотопрерывателем. Частота импульсов пропорциональна скорости вращения троса, что позволяет высчитать фактическую скорость автомобиля;
  • безтросовый. В корпусе КПП устанавливается магнитно-резистивный элемент (МРЭ). Многополюсный магнит вращается вместе с ведомым валом КПП. Возникающие изменения магнитного поля увеличивают/уменьшают сопротивление МРЭ, которое преобразовывается мостовой схемой в импульсы.

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.

Рекомендуем:  Предпусковой подогреватель двигателя: их виды и различия

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.

Устройство измерения скорости электронного типа

Изначально устройства для измерения скорости авто основывались на механике, но уже давно автомобильное строение перешло в этом плане на электронику. Сегодняшний спидометр основан на действии эффекта Холла.

В целом автомобильный блок контроля скорости движения включает в себя следующие составные элементы:

  • датчик измерения (монтируется в автомобильной коробке передач);
  • табло;
  • электропроводка;
  • блок электронного управления.

Задача датчика – выработка электрических импульсов. За каждый километр расстояния, который преодолевает машина, датчик отправляет на контроллер 6004 импульса. Частота и длительность импульсов зависит от того, с какой скоростью в данный момент движется автомобиль.

Эта информация получается путём анализа данных, которые поступают от вращающегося вала, выходящего из коробки передач. Получаемые данные датчик трансформирует в электроимпульсы: чем больше скорость авто, тем меньше временной интервал между импульсами.

Данные от датчика поступают на электронный управляющий блок, где обрабатываются и трансформируются в конкретное значение, выводящееся на табло.

Параллельно сформированные данные получает блок управления, который на основе этой информации выполняет корректировку работы мотора.

Например, если спидометр показывает, что автомобиль движется со скоростью около 20 км/ч накатом, подача горючего не происходит. Таким образом, спидометр косвенным образом помогает водителю экономить топливо.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: