Спидометр: контроль скорости и безопасность
Контроль скорости — одна из основ успешного и безопасного вождения автомобиля. Специально для решения этой задачи в автомобиле устанавливается прибор, который известен даже далеким от техники людям — спидометр. О конструкции спидометров, их функционировании и особенностях их использования — в статье.
Назначение и роль спидометра
В ПДД любой страны указаны допустимые скоростные режимы на различных дорогах, также действуют и знаки, ограничивающие максимальную и минимальную скорость. Это необходимо в первую очередь для обеспечения безопасности, а в ряде случаев только определенный скоростной режим обеспечивает движение без заторов. Так что каждый автомобилист должен иметь возможность отслеживать свою текущую скорость и при необходимости быстро менять ее.
Эта цель достигается с помощью специального прибора, предусмотренного в автомобиле — спидометра. Данный прибор является обязательным, в России это особо указано в ПДД в пункте 7.4 «Перечня неисправностей и условий, при которых запрещается эксплуатация транспортных средств». Несоблюдение правил и движение с неработающим прибором или вовсе без него согласно статье 12.5 КоАП карается штрафом, размер которого на сегодняшний день составляет всего 500 рублей.
Современные спидометры помимо измерения скорости могут выполнять и другие функции. Главная из них — измерение пройденного расстояния (за это отвечает одометр), причем отдельно отсчитывается общий пробег автомобиля и пробег за выбранный водителем промежуток времени. Часто на спидометрах располагаются различные индикаторы, которые важны для вождения автомобиля (так как водитель наиболее часто обращает внимание именно на спидометр, то и эти индикаторы тоже всегда находятся в поле зрения).
Классификация автомобильных спидометров
Сегодня находят применение спидометры трех типов:
- Механические;
- Электромеханические;
- Электронные.
В каждом из типов приборов заложены разные принципы измерения и индикации скорости движения ТС. Также эти три типа приборов можно условно принять за поколения спидометров: исторически первыми были механические (появились в 1910 годах), электромеханические массово применяются с 1970-х годов, а электронные — с 1990-х годов. Однако спидометры разных типов имеют свои преимущества и недостатки, поэтому все они сегодня находят применение.
Конструкция и функционирование механического спидометра
Спидометр механического типа — это прибор, в котором измерение скорости осуществляется шестеренчатым датчиком скорости, установленном в коробке передач или на оси ведущих колес (в переднеприводных авто). Такой спидометр измеряет угловую скорость вращения вторичного вала КП или оси колеса и с помощью простейшего механизма рассчитывает скорость.
Механический спидометр делится на четыре ключевых узла — скоростной узел спидометра (обеспечивает отображение текущей скорости), шестеренчатый датчик скорости автомобиля (или просто ДСА), соединяющий их гибкий вал и одометр со своей механической передачей (связанной с гибким валом).
Главная деталь спидометра — скоростной узел, в работе которого используется магнитная индукция. Узел состоит из цилиндрического постоянного магнита, закрывающего его сверху алюминиевого стакана и пружины, которая удерживает стакан в определенном положении. Магнит соединен с гибким валом, а стакан — со стрелкой спидометра, выведенной на табло прибора. При вращении магнита в окружающем его алюминиевом стакане возникают вихревые токи, они взаимодействуют с магнитным полем магнита и в результате стакан тоже стремится вращаться вслед за магнитом. Однако из-за пружины он отклоняется лишь на тот или иной угол, соответственно, отклоняется и соединенная с ним стрелка спидометра. Понятно, что чем выше угловая скорость магнита, тем сильнее алюминиевый стакан отклоняется от нулевой точки и тем большую скорость показывает стрелка. Для защиты скоростного узла от посторонних магнитных полей предусмотрен металлический экран.
Момент от вторичного вала КП на скоростной узел передается от ДСА, который в простейшем случае представляет собой шестерню малого диаметра, соединенную с соответствующей шестерней на вторичном валу КП или оси ведущего колеса.
Одометр — это механический счетчик, который через простейшую червячную передачу связан с гибким валом. Передаточное число данной передачи лежит в пределах 600:1 – 1700:1, оно вкупе с передаточными числами ДСА и самого счетчика обеспечивает перерасчет оборотов в метры и километры.
Несмотря на необходимость выполнения механической передачи (применения гибкого вала), спидометр данного типа имеет простое устройство и очень надежен, что и обеспечило его популярность. Правда, сегодня на большинстве новых автомобилях используются электромеханические и электронные спидометры, которые имеют ряд преимуществ.
Конструкция и функционирование электромеханического спидометра
К электромеханическим спидометрам относится большое количество типов и видов приборов, в которых сочетаются механические узлы и электронные компоненты. В частности, во всех таких спидометрах используются механические одометры, также могут применяться механические или электронные датчики и узлы индикации.
Если говорить о датчиках, они могут быть четырех основных типов по принципу действия:
- Простые шестеренчатые ДСА;
- Датчики индукционного типа;
- Датчики Холла (или датчики импульсного типа);
- Комбинированные ДСА, сочетающие в себе механические и электронные части.
В любом случае ДСА монтируется на КПП или на передних ведущих колесах (в современных автомобилях часто совмещаются ДСА для спидометра и системы ABS). Очень широкое распространение получили комбинированные датчики, в которых объединены шестерня и импульсный либо индукционный датчик.
Если говорить о скоростных узлах, то здесь возможно два варианта:
- Магнитоиндукционный узел, объединенные с миллиамперметром;
- Электронный узел с миллиамперметром.
Спидометры первого типа являются модификацией механических, в их скоростном узле вместо алюминиевого стакана используется обычная катушка, в результате образуется генератор электрического тока, соединенный с миллиамперметром. Чем быстрее вращается магнит, тем больший ток порождается в катушке, тем сильнее отклоняется стрелка прибора. Данный тип прибора используется только с механическими ДСА (шестереночными), связь осуществляется гибким валом.
Приборы второго типа включают в себя электронный блок, преобразующий сигналы от электронного датчика в ток, который подается на стрелочный миллиамперметр. Связь ДСА со спидометром — проводная, а для привода одометра используется шаговый электродвигатель.
Электромеханические спидометры, оборудованные электронными ДСА, сегодня получили широчайшее распространение, хотя их все сильнее теснят полностью электронные приборы.
Конструкция и функционирование электронного спидометра
Электронные спидометры отличаются от электромеханических лишь одометром — здесь он тоже электронный. В качестве ДСА используются исключительно электронные датчики, а управляет спидометром электронный блок. Эти спидометры имеют ряд преимуществ перед другими, главное из них — невозможность простой «скрутки» одометра, для этого требуется вмешательство в бортовой компьютер автомобиля, что доступно далеко не всем.
Отдельным видом электронных спидометров являются приборы с цифровой индикацией скорости. Сегодня такие спидометры не слишком распространены, так как традиционная стрелочная индикация куда более удобна для восприятия и обеспечивает лучший контроль скоростного режима.
Погрешность спидометра
Следует обратить внимание на один важный момент — все спидометры характеризуются погрешностью, которая может лежать в пределах до 10% и более. Чаще всего «врут» механические и электромеханические приборы с ДСА шестеренчатого типа. Причем на разных скоростях погрешность разная, а при определенной скорости датчик спидометр просто перестает нормально работать.
Определенной погрешностью отличаются спидометры авто с передним приводом, она возникает вследствие того, что колеса при повороте проходят разный путь — это сказывается и на показаниях спидометра, и на работе одометра.
А вот при замене колес может возникнуть не погрешность, а постоянная ошибка. Например, используя колеса меньшего диаметра, показания спидометра будут на 1,5-2,5% выше, чем реальная скорость авто. При использовании колес большего диаметра показания, напротив, будут меньшими.
Наконец, практически все современные спидометры дают точные показания до скоростей 60-70 км/ч, а выше они начинают «врать» в большую сторону. Это сделано специально в целях безопасности, устранить такую погрешность невозможно, так как она заложена в алгоритм работы прибора.
Выбор и замена спидометра
Пристальное внимание следует уделять покупке нового спидометра и ДСА к нему. Главное, чтобы новый прибор и датчики были той же модели и типа, что старые — только так будет достигнута точность в показаниях. Новый же спидометр рекомендуется ставить и при монтаже на автомобиль тахографа.
При своевременном ремонте, правильном выборе и грамотной установке спидометра будет выполнено не только требование ПДД, но также и приняты меры для обеспечения безопасности транспортного средства.
Другие статьи
Запчасти в продаже
