Центробежный тахометр принцип действия

Обновлено: 08.05.2024

Тахометр – это измерительное устройство используемое для определения частоты вращения подвижных деталей в механизмах и агрегатах. Обычно результаты его замеров вычисляются количеством оборотов в минуту. Устройство используется в автомобилях, мотоциклах, тракторах, комбайнах, морских и речных судах, самолетах, вертолетах и прочей технике с двигателем внутреннего сгорания. Его наличие позволяет контролировать пределы нагрузки в работе мотора, для увеличения его срока службы.

Зачем нужен тахометр в автомобиле

Устройство можно встретить на приборной панели практически каждого автомобиля за редким исключением. Оно используется водителем для контроля за работой двигателя. Дело в том, что эксплуатация мотора на повышенных оборотах несет опасность его повреждения. Следя за тахометром можно регулировать нажатие педали газа таким образом, чтобы коленвал оборачивался в безопасном режиме.

Наличие тахометра в автомобиле обеспечивает:
  • Продления срока эксплуатации мотора.
  • Оптимизацию расхода горючего.
  • Выбор правильного режима езды в зависимости от нагрузки.
  • Исключение ударного воздействия на трансмиссию при переключении передач.

Тахометры автомобилей имеют цифровую шкалу, последние числа и деления на которой отмечены красным цветом. Так на приборе выделяются критические обороты для данного двигателя. При достижении такого рабочего уровня коленчатый вал вращается на придельной для мотора скорости. Это сопровождается ускорением нагрева и увеличением вибрации, что способно вывести из строя поршневую группу, клапана, ГРМ и т.д. Глядя на тахометр, водитель может предотвратить такую нагрузку и вовремя перейти на более высокую передачу, сбросив при этом педаль газа.

После определенного предела оборотов, разного для каждого двигателя, тот начинает более интенсивно сжигать горючее. Контролируя вращение коленвала по тахометру, можно не допускать режим работы, при котором автомобиль начнет потреблять больше топлива.

С помощью тахометра подбираются оптимальные обороты двигателя для начала движения или подъема под гору. От этих данных зависит и удачный момент для переключения между передачами.

В автомобилях без тахометра контролировать нагрузку на двигатель приходится на слух, что при достаточной звукоизоляции салона сложно. Водителю нужно определять усиление по реву двигателя и только в этот момент переходить на более высокую передачу.

Устройство и виды тахометров

Главной частью прибора является датчик, установленный непосредственно возле коленчатого вала. Он считывает частоту вращения коленвала и с помощью электрических импульсов или механических связующих передает информацию на панель.

Существует 3 типа тахометров:
  1. Механические.
  2. Аналоговые.
  3. Цифровые.

От датчика зависит точность измерения оборотов. Он фиксирует угловое положение коленвала в определенный момент времени. Обычно его устанавливают возле маховика.

Механический тахометр

Это самое простое устройство, которое уже не используется. Его еще можно встретить на старых авто и мотоциклах. В основе конструкции предусматривается использование тросика, который подключается к распредвалу или коленвалу. Его задача заключается в передаче крутящего момента на приемный механизм устройства, связанный со стрелкой. Отклонение последней на определенный угол и позволяет определять фактические обороты в текущий момент.

Такие устройства применялись на старых низкооборотистых двигателях, поэтому цена их деления обычно составляла всего 250 оборотов в минуту. Главный недостаток подобных приборов в их низкой точности, что связано со спецификой передачи — применением тросика. Поскольку тот состоит из витой проволоки, то может скручиваться. Это приводит к неправильному вычислению передаточного момента шестеренок. Уровень погрешности механических тахометров может достигать 500 оборотов в минуту. Также существенным недостатком является изнашивание тросика. Чем дольше он используется, тем выше становится погрешность. При его перетирании процесс замены сопровождается целым рядом трудностей.

Аналоговый

Такое устройство является более современным, но тоже уже практически не устанавливается на современные автомобили. Его можно встретить на почти всех старых машинах возрастом от 20 лет. Аналоговый тахометр внешне очень похож на механический. Он также имеет циферблат со стрелкой, которая указывает на количество оборотов. При этом отличается сам механизм связи между стрелкой и датчиком на коленвале.

Прибор состоит из четырех главных деталей:
  • Магнитная катушка.
  • Датчик.
  • Размеченная шкала оборотов.
  • Стрелка.

Установленный на коленчатом вале датчик считывает количество его оборотов. В результате формируется электрический сигнал, передаваемый по проводам на катушку. Та под воздействием магнитного поля отклоняет стрелку, указывающую на шкалу. Фактически повторяется устройство практически каждого аналогового измерительного прибора, используемого в автомобилях и авиации.

Аналоговые устройства намного надежнее механических, хотя они также имеют погрешность до 500 оборотов в минуту. Однако в их конструкции отсутствует слабый тросик. Кроме этого установка аналогового тахометра происходит намного проще, поскольку в отличие от троса, провода возможно прокладывать под любыми углами. Это позволяет выводить тахометры в любое место на панели приборов, даже если двигатель располагается в задней части авто.

Цифровой

Это современный тахометр, работающий с погрешностью до 100 оборотов в минуту. Датчик устройства подсчитывает количество оборотов и передает их на основную часть устройства в виде многочисленных сигналов. На приборной панели автомобиля количество сигналов отображается как обороты.

Основными составными частями цифрового тахометра являются:
  • Процессор.
  • Восьмиразрядный АЦП.
  • Датчик.
  • Экран.
  • Оптрон.
  • Электронная плата.

Результаты измерения оборотов двигателя в цифровом тахометре отображаются на дисплее. Это могут быть просто цифры или стилизованный циферблат со стрелкой. При выключенном зажигании тахометр выглядит как темный экран.

Определение неисправности тахометра

Единственным признаком того, что устройство перестало работать, являются скачки показаний оборотов двигателя на холостом ходу. Также симптомом неисправности является положение стрелки на нулевой отметке даже во время нажатии педали газа. Второй симптом это явная неисправность тахометра. Скачки же оборотов могут быть вызваны и неправильной работой системы зажигания или плохим качеством горючего.

Основной причиной неисправности обычно выступает плохой контакт электроцепей прибора. Для устранения поломки разбирается и прочищается вся контактная группа. С помощью тестера проверяются провода тахометра. На работоспособность прибора могут влиять незначительные дефекты, поэтому даже малейшие следы коррозии на контактной группе удаляются. При необходимости нужно поджать места подключения контактов проводов. Также следует проверить массу электропроводки. Если она плохая, то наблюдаются сбои с работой не только тахометра, но и прочих электроприборов. Если тахометр после проверки все равно продолжает работать плохо, то проверяется контактная группа на трамблере.

Существуют и другие способы устранения неполадок, но для их диагностики необходимо наличие специализированного оборудования, которого у обычного автовладельца просто нет. Зачастую проблемы вызваны не самим тахометром, а электропроводкой авто в целом. В таком случае покупка другого устройства никак не повлияет на ситуацию. Поэтому все равно придется обращаться к автоэлектрику в сервисный центр. Тот проверит высоковольтную проводку, сам датчик коленвала и т.д.

Виды тахометров по способу установки
В зависимости от предусматриваемого способа монтажа существуют 2 типа тахометров:

Штатные являются стандартными устройствами, которые устанавливаются на приборную панель автомобиля и прочей техники еще на конвейере. Они имеют свои персональные размеры, поэтому тахометр с одного авто редко когда подойдет к другому. На шкале устройства наносятся отметки с техническими возможностями оборотов конкретного двигателя с визуальным выделением опасной зоны. Штатные тахометры самые сложные в установке, поэтому в случае их поломки замена и диагностика сопровождается необходимостью разбора всей приборной панели автомобиля. Как следствие потребуется не один час.

Выносные тахометры это внешние дополнительные приборы. Они используются для установки на транспорт, в конструкции которого изначально не предусматривается датчика оборотов. Их в основном покупают для малолитражных бюджетных авто. Те в целях экономии очень часто не имеют тахометра, что осложняет вождение машины. Выносные устройства являются бесконтактными. Обычно они работают по лазерной технологии, поэтому устанавливаются очень легко. Их конструкция предусматривает возможность закрепления на центральной консоли поблизости приборной панели.

При измерении центробежным тахометром возможны ошибки, зависящие от разных причин - отклонения от прямой пропорциональности между деформацией пружины и действующей силой, трения в механизме тахометра, неточности установки и градуировки шкалы, влияния температурных деформаций деталей тахометра, который обычно регулируется и градуируется при 20 С. Кроме того, могут быть неточности, зависящие от неправильной установки тахометра. [31]

Величину температурной погрешности центробежного тахометра можно определить, принимая во внимание, что основной причиной этой погрешности является изменение жесткости - пружины чувствительного элемента. Рассмотрим центробежный тахометр с грузиками ( фиг. [32]

К общим недостаткам механических центробежных тахометров относится большое количество трущихся механических деталей: осей, подшипников, шарниров, зубчатых передач. У стационарных тахометров эти детали находятся в непрерывном движении, что способствует их быстрому износу. Образующиеся в соединениях неплотности приводят к возрастанию погрешности, а износ зубьев шестерен влечет за собой выход всего прибора из строя. [33]

Чувствительным элементом регулятора является центробежный тахометр 2, приводимый во вращение синхронным вспомогательным двигателем. [34]

Для увеличения точности отсчета ручные центробежные тахометры имеют коробку скоростей с различным числом ступеней, включаемых по мере необходимости. У стационарных тахометров приводная ось соединяется с валом машины посредством специальной передачи. [35]

Для расширения диапазона измерения центробежных тахометров применяют в одних случаях пружины переменной жесткости, а в других - специальные механические редукторы с ручным переключением скоростей вращения вала тахометра при переходе с одного предела на другой. Редукторы применяют в переносных конструкциях тахометров. [36]

Как устроен измерительный механизм центробежного тахометра . [37]

Скорость вращения двигателя измеряют центробежным тахометром , который обычно имеет несколько пределов измерения. [38]

В У группе приведены механизмы центробежных тахометров и тахографов. [39]

Датчик частоты вращения, чувствительный элемент центробежного тахометра , устанавливается на кронштейне и крепится к передней стенке станины. Он соединяется с сельсиновым датчиком, сигнал которого передается на сельсиновый приемник, приводящий в движение стрелку регистратора. Предел измерения частоты вращения 500 об / мин. [41]

При изменении числа оборотов турбины грузы центробежного тахометра Т расходятся и через рычаг Рг воздействуют на маятниковый золотник ( МЗ), который перепускает масло в одну из полостей сервопоршня СЯЬ который воздействует через редуктор на заслонку. [42]

Уравнение ( 14 - 34) характеризует центробежный тахометр как колебательное звено. [43]

Схемы центробежных измерительных устройств: а - центробежный тахометр ; / - валик; 2 - грузы; 3 - пружина; 4 - выходной шток; б - центробежный импеллер; / - крыльчатка; 2 - вал; 3 - корпус. [44]

Принципиальная схема электромеханического регулятора: / - центробежный тахометр ; 2 - гидравлический золотник; 3 - контактное устройство; 4 - промежуточное реле; 5 - серводвигатель; 6 - электромеханический тормоз; 7-воль-тодобавочный двигатель-генератор; 8, 9, 0 - переключатели; / / - реле реверса; 12 - поршень; 13 - концевые выключатели; 14 - переключатель защелочного типа. [45]

Не путать с тахографом , используемым для записи данных о транспортном средстве, тахеометром , используемым для съемки, или тахометром (часами) , используемым на часах.

"Революция-счетчик" и "Тач" перенаправляют сюда. Для противодействия фундаментальной смене власти см контрреволюцию . Для использования в других целях, см Тах (значения) .


Тахометра ( революция-счетчик , тахометр , тахометр , RPM датчик ) является инструментом измерения скорости вращения на валу или на диске, как в двигателе или другой машине. [1] Устройство обычно отображает число оборотов в минуту (об / мин) на калиброванном аналоговом циферблате, но цифровые дисплеи становятся все более распространенными.


Содержание


Датчики на эффекте Холла обычно используют вращающуюся цель, прикрепленную к колесу, коробке передач или двигателю. Эта мишень может содержать магниты или может быть зубчатым колесом. Зубцы колеса изменяют плотность магнитного потока магнита внутри сенсорной головки. Зонд устанавливается так, чтобы его головка находилась на точном расстоянии от целевого колеса и обнаруживает зубцы или магниты, проходящие через его поверхность. Одна из проблем этой системы заключается в том, что необходимый воздушный зазор между целевым колесом и датчиком позволяет железной пыли из-под рамы транспортного средства накапливаться на датчике или цели, препятствуя их работе.

Датчики с оптоизолятором полностью закрыты для предотвращения проникновения из внешней среды. Единственные открытые детали - это герметичный разъем и приводная вилка, которая прикреплена к диску с прорезями внутри через подшипник и уплотнение. Щелевой диск , как правило , зажатый между двумя печатными платами , содержащих фото- диодом , фото- транзистор , усилителем, и фильтрующих цепями , которые производят квадрат выходной волны импульс поезда настроенных к напряжению клиентов и импульсам в соответствии с требованиями вращения. Эти типы датчиков обычно обеспечивают от 2 до 8 независимых выходных каналов, которые могут регистрироваться другими системами транспортного средства, такими как системы автоматического управления поездом и контроллеры движения / торможения.

Датчики, установленные по окружности диска, обеспечивают выходные данные с квадратурной кодировкой и, таким образом, позволяют компьютеру транспортного средства определять направление вращения колеса. Это требование закона в Швейцарии для предотвращения откатапри трогании с места. Строго говоря, такие устройства не являются тахометрами, поскольку они не обеспечивают непосредственного считывания скорости вращения диска. Скорость должна определяться извне путем подсчета количества импульсов за период времени. Трудно окончательно доказать, что транспортное средство неподвижно, кроме как подождать определенное время, чтобы убедиться, что больше не будет импульсов. Это одна из причин, по которой между остановкой поезда, воспринимаемой пассажиром, и открытием дверей часто бывает задержка по времени. Дисковые устройства с прорезями представляют собой типичные датчики, используемые в системах одометров для рельсовых транспортных средств, например, требуемые для систем защиты поездов, в частности Европейской системы управления поездом .

Помимо измерения скорости, эти датчики часто используются для расчета пройденного расстояния путем умножения оборотов колеса на длину окружности колеса.

Их можно использовать для автоматической калибровки диаметра колеса путем сравнения количества оборотов каждой оси с ведущим колесом, измеренным вручную. Поскольку все колеса проходят одинаковое расстояние, диаметр каждого колеса пропорционален его числу оборотов по сравнению с главным колесом. Эта калибровка должна выполняться при движении по инерции с фиксированной скоростью, чтобы исключить возможность проскальзывания / скольжения колеса, вносящего ошибки в расчет. Автоматическая калибровка этого типа используется для получения более точных сигналов тяги и торможения, а также для улучшения обнаружения пробуксовки колес.

Недостатком систем, которые полагаются на вращение колес для тахометрии и одометрии, является то, что колеса поезда и рельсы очень гладкие, а трение между ними низкое, что приводит к высокому уровню ошибок, если колеса проскальзывают или скользят. Чтобы компенсировать это, во вторичных входах одометрии используются блоки доплеровского радара под поездом для независимого измерения скорости.

На многих самописцах шпиндель тахометра соединен осью с вращающимся магнитом, который индуцирует изменяющееся магнитное поле на транзисторе с эффектом Холла . Другие системы подключают шпиндель к стробоскопу , который чередует свет и темноту на фотодиоде .

Наличие идеально отрегулированной скорости ленты важно, потому что человеческое ухо очень чувствительно к изменениям высоты тона, особенно внезапным, и без саморегулирующейся системы для управления скоростью ленты по голове высота тона может измениться на несколько процентов. Этот эффект называется вау -и- флаттер , и современный, тахометр, регулируемая кассетная дека есть вау-и-трепетание 0,07%.

Тахометры подходят для воспроизведения звука с высокой точностью , но не для записи синхронно с кинокамерой . Для этих целей необходимо использовать специальные самописцы, фиксирующие пилотаж .

Сигналы тахометра могут использоваться для синхронизации нескольких магнитофонов вместе, но только если в дополнение к сигналу тахометра передается сигнал направления, чтобы сообщить ведомым машинам, в каком направлении движется ведущий.


Тахометр — прибор, помогающий определять скорость вращения каких-либо элементов различных механизмов. Существует множество модификаций данных устройств: как простейшие – счетчики оборотов, так и более усовершенствованные тахометры, показывающие текущую скорость (число оборотов за единицу времени).

Обычно данные приборы состоят из датчика скорости и индикатора. Датчик регистрирует число импульсов и паузы между ними. Разные модели могут работать от разных источников питания — как от переменного, так и от постоянного тока, и нередко оснащены режимом экономии энергии.

Функциональные ]]> тахометры ]]> повсеместно используются в автомобилях. Также они находят широкое применение в промышленности — например, при использовании машин, работа которых должна постоянно контролироваться. Нередко изменения скорости вращения вала свидетельствуют о возникновении какой-либо технической проблемы. Поэтому тахометры часто используются в промышленности в двигателях внутреннего сгорания, насосах с паровым двигателем и т.д.

Типы тахометров

В зависимости от возможности установки тахометры могут быть стационарными, дистанционными и ручными. Также данные устройства могут отличаться по принципу действия. Наиболее распространенные следующие типы устройств.

  • Механические. Это наиболее часто используемый тип тахометров. В данных устройствах есть вал со скользящей муфтой. Ее перемещение позволяет фиксировать количество оборотов и определять скорость. Главное преимущество механических тахометров – высокая точность.
  • Электрические. Данные приборы вырабатывают напряжение, пропорциональное скорости вращения вала. Индикатор данного устройства измеряет его и преобразует полученные данные в показания количества оборотов в минуту.
  • Магнитные. Работа этого прибора основывается на взаимодействии магнитных полей. Первое поле постоянное, второе — переменное, которое образует вращающийся ротор.
  • Стробоскопические. Работа этих устройств заключается в измерении частоты вспыхивающего источника света, который отражает скорость вращения вала.

Читайте также: