Схема усилителя сигнала тахометра

Обновлено: 02.07.2024

Автомобильный тахометр — это измерительный прибор, который предназначен для измерения количества оборотов коленчатого вала двигателя в минуту (об/мин). Раньше в автомобили устанавливались механические тахометры. В современных автомобилях устанавливаются электрические или электронные тахометры.

Во время работы двигателя автомобиля тахометр позволяет контролировать стабильность его оборотов на холостом ходу и при движении автомобиля. По стабильности оборотов на холостом ходу можно судить о состоянии системы подачи топлива, системы зажигания и самого двигателя.

При установке оборотов холостого хода и регулировки угла опережения зажигания двигателя с помощью стробоскопа без тахометра не обойтись. Необходимо одновременно производить регулировку и наблюдать за оборотами двигателя. После каждого подкручивания винта регулировки смотреть показания тахометра, установленного в салоне автомобиля неудобно. Может выручить установленное в салоне зеркало, но это тоже не лучшее решение. Гораздо удобнее иметь тахометр, вмонтированный в стробоскоп.

При изготовлении стробоскопа своими руками я вмонтировал, тахометр в его корпус. При проверке и настройке УОЗ двигателя такое техническое решение показало удобство в работе.

Опубликованные в Интернете аналоговые схемы тахометров отличаются большей погрешностью показаний, выполненные на цифровых микросхемах не каждому автолюбителю под силу повторить.

Предлагаемое Вашему вниманию схемное решение тахометра отличается простотой и высокой точностью показаний в независимости от изменения температуры окружающей среды и питающего напряжения. Имеет растянутую шкалу, что позволяет при применении малогабаритного стрелочного индикатора измерять частоту оборотов двигателя с высокой точностью.

Электрическая принципиальная схема

Представленная схема тахометра отличается простотой и доступностью деталей для повторения благодаря применению интегрального таймера - микросхемы КР1006ВИ1 (аналог NE555).

Питающее напряжение на схему тахометра подается непосредственно с клемм автомобильного аккумулятора.

Принцип работы

При поступлении импульсов от прерывателя или катушки индуктивности, используемой в стробоскопе, конденсатор С1 через диод VD1 и резистор R1-R2 перезаряжается, создавая на базе транзистора VT1 импульсы, открывая его. В результате на коллекторе транзистора, включенного в ключевом режиме, образуются короткие положительные импульсы, длительность которых определяется емкостью конденсатора С1. VT2 служит для инвертирования импульсов, перед подачей на вход DA1. Форма импульсов приведена на электрической схеме тахометра с правой стороны, верхняя осциллограмма. На фото ниже структурная схема КР1006ВИ1.

Интегральный таймер КР1006ВИ1 включен по типовой схеме формирователя импульсов. По положительному фронту импульсов, поступающих на вход 2, микросхема формирует на выходе 3 положительные импульсы с шириной, линейно изменяющейся в зависимости от частоты поступающих на вход. Частота выше, импульсы шире. Исходная ширина импульсов зависит от постоянной времени R6, R7 и C3.

Благодаря такому схемному решению удалось исключить нелинейные элементы, получить линейное показание миллиамперметра при изменении частоты и обеспечить высокую точность измерений частоты вращения двигателя за счет растянутой шкалы. Так как в тахометре, по соображениям габаритных размеров, применен малогабаритный миллиамперметр от индикатора уровня записи магнитофона, у которого длина шкалы мала, то только благодаря растянутой шкале удалось получить высокую точность показаний.

Микросхемы стабилизаторов серии К142ЕН обеспечивают стабильное выходное напряжение в широком диапазоне температуры, чем и обусловлено применение микросхемы К142ЕН8А в тахометре. Конденсаторы С2, С5 и С6 установлены для сглаживания пульсаций питающего напряжения.

Конструкция и детали

Так как схема простая, то печатную плату я не разрабатывал. Монтаж всех деталей, кроме миллиамперметра, выполнил на универсальной макетной плате размером 30 мм×50 мм. На фотографии видно как размещены элементы схемы.

Для подвода питающего напряжения и входного сигнала применен трехконтактный разъем. Шкала миллиамперметра напечатана на принтере и приклеена сверху на его штатную шкалу.

Плата с деталями закреплена в крышке корпуса стробоскопа на винтах. Миллиамперметр установлен в вырезанном в крышке корпуса прямоугольном окне и закреплен с помощью силикона.

Такая конструкция размещения тахометра обеспечивает удобство доступа к плате стробоскопа, достаточно снять крышку, отсоединить разъем.

Настройка тахометра

Если не допущены ошибки при монтаже деталей и исправны элементы схемы, то тахометр сразу начнет работать. Необходимо будет только подогнать номиналы резисторов моста. Для этого нужно с импульсного генератора подать на вход тахометра прямоугольные импульсы частотой, взятой из нижеприведенной таблицы и откалибровать шкалу.

Таблица перевода оборотов вращения двигателя в частоту
Обороты двигателя, оборотов в минуту	700	800	900	1000	1100	1200	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5000	6000
Частота генератора, Гц	12	13	15	17	18	20	25	33	42	50	58	67	75	83	100
Частота генератора, 2×Гц	24	26	30	34	36	40	50	66	84	100	116	134	150	166	200

Так как в автомобилях обычно за один оборот вала двигателя датчик выдает два импульса, то при калибровке тахометра нужно устанавливать частоту на генераторе в два раза больше. Например, при калибровке точки шкалы 800 нужно будет подать на вход тахометра импульсы частотой не 13 Гц, а 26 Гц. Ряд частот для такого случая приведен в нижней строке таблицы.

Для того, чтобы не испытывать трудностей при калибровке шкал тахометра нужно знать принцип работы мостовой схемы. Перед Вами принципиальная схема моста постоянного тока. При равенстве соотношений величин резисторов R1/R2 и R3/R4 напряжения в точках диагонали моста A и B равны, и ток через mA не протекает, стрелка стоит на нуле.

Если, например, уменьшить величину резистора R1, то напряжение в точке А увеличится, а в точке В останется прежним. Через миллиамперметр, находящийся в диагонали моста потечет ток и стрелка отклонится. То есть при постоянном напряжении в точке В и изменении напряжения в точке А стрелка прибора будет двигаться относительно шкалы.

В схеме тахометра функцию резистора R1 выполняет резистор R9, и так далее. При увеличении оборотов двигателя, частота и ширина импульсов с выхода микросхемы увеличивается и таким образом увеличивается напряжение в левой точке подключения миллиамперметра, протекающий ток увеличивается и стрелка отклоняется. Резисторы в плечах моста подобраны в таком соотношении, чтобы мост был изначально разбалансирован, и равенство напряжений в точках подключения миллиамперметра наступало при 700 оборотов двигателя.

Номиналы резисторов на схеме указаны при сопротивлении рамки миллиамперметра 1,2 кОм. Если использовать прибор, имеющий другое сопротивление рамки, то придется подбирать номинал резисторов R8, R9 и R12, R13, временно заменив их переменными. После калибровки прибора, измеряется сопротивление переменных резисторов, и они заменяется постоянными.

Переключатель S1 можно не устанавливать и настроить прибор для измерения в требуемом диапазоне по одной шкале. В таком случае точность измерений снизится в два раза. При растянутой шкале прибора такой точности тоже будет достаточно.

Тахометр, выполненный по предложенной схеме, является законченным прибором и его можно применять для измерения частоты вращения любых валов, например, двигателя моторной лодки, электродвигателей. В качестве датчиков могут использоваться датчики холла, фото и электромагнитные датчики. Достаточно доработать схему входного формирователя импульсов.

Схема подключения тахометра ВАЗ-2106

пластикового цилиндрического корпуса со стеклодержателем;
шкалы, разделённой на зоны безопасного и опасных режимов;
лампы подсветки;
миллиамперметра, на валу которого закреплена стрелка;
электронной печатной платы.

Принцип его работы построен на измерении количества импульсов электрического тока в первичной (низковольтной) цепи системы зажигания автомобиля. В двигателе ВАЗ 2106 за один оборот вала трамблёра, соответствующий двум вращениям коленчатого вала, контакты в прерывателе замыкаются и размыкаются ровно четыре раза. Эти импульсы снимаются прибором с конечного вывода первичной обмотки катушки зажигания. Проходя через детали электронной платы, их форма из синусоидальной преобразуется в прямоугольную, имеющую постоянную амплитуду. С платы ток поступает на обмотку миллиамперметра, где в зависимости от частоты следования импульсов, увеличивается, или уменьшается. Стрелка прибора реагирует именно на эти изменения. Чем больше сила тока, тем больше стрелка отклоняется право и наоборот.

Подключение тахометра в карбюраторных ВАЗ 2106

В бесконтактной системе зажигания тахометр подключается не к катушке, а к коммутатору

Подключение тахометра в инжекторных ВАЗ

Кабель белого цвета необходимо для соединения подсветки.
Провод красного цвета подключается к замку зажигания, для этого используется предохранитель, этот кабель подает питание при активированном зажигании.
Кабель белого цвета с черной поломкой необходим для подключения к кузову авто.
Коричневый проводок подключается к выводу К+ на катушке.
Проводок черного цвета подключается к реле индикатора зарядного тока. Последний, в свою очередь, установлен справа в моторном отсеке.
Серо-черный кабель необходим для соединения с регулятором давления моторной жидкости, установленным слева от мотора.

Схема подключения тахометра ВАЗ-2108 и 2109

Сразу отметим, что здесь не играет особой роли система подачи топлива – инжектор или карбюратор. Как известно, в настоящее время наиболее распространенными являются автомобили со следующими типами двигателя: бензиновые или дизельные. В зависимости от этого и подбирается тахометр, если, конечно, он не идет в стоковой версии. Все дело в том, что на бензиновых двигателях тахометр считывает данные с катушки зажигания, вернее, возникающие здесь импульсы. Однако конструкция дизельных силовых установок не предусматривает этого узла. Соответственно, здесь тахометр считывает импульсы не с катушки зажигания (за неимением таковой), а генератора.

Схема подключения тахометра ВАЗ-2110

тахометр ВАЗ;
маршрутный компьютер;
контроллер ЭСУД;
датчик положения коленвала;
модуль зажигания.

Тахометр ВАЗ 2110 – с четырьмя выводами: если он стоит на машине с впрыском, то подключен не к зажиганию (вх. 2), а к контроллеру ЭСУД предусмотренным для этого дополнительным выводом (вх. 1) – и в этом случае считывает количество импульсов оборотов непосредственно с контроллера. Он получает сигнал о положении вала.

Принципиальная схема электроники тахометра

Подключение современных электронных тахометров:

Тахометр, предназначенный для 4-х цилиндрового двигателя, поставить на другой нельзя, потому что показания будут ложными. Поэтому подбирайте тахометр в соответствии с маркой автомобиля и количеством цилиндров.

Про датчик тахометра ДПКВ

У тахометра есть датчик (датчик положения коленчатого вала – ДПКВ). Это устройство служит не только для того, чтобы считать обороты коленвала, но и определять его положение в определённый момент, что необходимо электронному блоку управления для обеспечения правильной работы силового агрегата. При прохождении рядом с сердечником датчика металлического предмета в нём образуется электрический импульс, который передаётся на электронный блок управления двигателем. Роль такого предмета в силовом агрегате авто играет зубчатая шестерня коленвала.

Почему прыгает тахометр ВАЗ

Очень часто случается такое, что стрелка начинает дергаться. Если автомобиль инжекторный, то поиск неисправности заключается в том, чтобы подключить диагностический сканер и проверить системы двигателя. Скачки стрелки ТХ-193 в большинстве случаев также являются симптомом неисправностей, связанных с его электрической цепью. Причинами такого поведения прибора могут быть:

Решается подобная проблема путём зачистки контактов, замены крышки распределителя зажигания, бегунка, опорного подшипника, восстановления целостности изоляции питающего провода прибора, замены датчика коленвала.

Ещё скачок может быть обусловлен неработоспособностью конденсатора, расположенном в нижней части прерывателя. Конденсатор может быть пробитым либо его контакт очень слабый.

Если не работает тахометр на ВАЗ

Обычно, отсутствие реакции стрелки связано с нарушением контакта в разъёмах основных проводов его подключения, или же повреждением проводки цепи. Первым делом следует:

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

ВАЗ 2108 ВЫСОКАЯ ПАНЕЛЬ КАРБЮРАТОР ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ ЗАЖЫГАНИЯ СТРЕЛКА ТАХОМЕТРА ПАДАЕТ ЗА 8 ТЫСЯЧ

Тахометр

Тахометр - устройство, предназначенное для измерения частоты вращения моторов, валов, а также других механизмов. Устройство, устанавливаемое на приборную панель, используется уже более ста лет.

Тахометр — это устройство для измерения частоты вращения двигателей, валов, др. механизмов. В транспортной технике тахометр используется уже более ста лет. Как правило, его устанавливают на приборную панель. Устройство индицирует частоту вращения двигателя внутреннего сгорания во время его работы. В современных автомобилях, оснащенных электронными системами управления двигателей, он устанавливается не всегда. Однако показания тахометра позволяют выбрать наиболее подходящий режим движения. В некоторых случаях это позволяет сэкономить топливо либо, наоборот, перейти к более агрессивному стилю езды. Поэтому опытные автолюбители, профессиональные водители часто самостоятельно устанавливают приборные панели с тахометрами.

Рассмотрим, каким образом произвести самостоятельное подключение тахометра.

Тахометр

Принцип действия тахометра

В настоящее время различают тахометры:

Механические. К механическому тахометру информация о частоте вращения двигателя поступает с помощью вращающегося тросика, механически связанного с коленчатым валом двигателя. Сейчас такие устройства в автомобилях уже практически не применяются;
Электромеханические. Принцип действия электромеханических тахометров основан на преобразовании электрических импульсов с датчиков, установленных на двигателе либо с других электронных устройств. Эти сигналы преобразуются в магнитные импульсы, отклоняющие стрелку измерительного устройства подобно стрелочному вольтметру;
Цифровые. Цифровые тахометры применяют в составе современных компьютеризированных панелей и управляются программно-техническими средствами. Самостоятельная установка тахометра такого типа практически невозможна.

Способы включения тахометра

Информацию о частоте вращения двигателя внутреннего сгорания можно считать с:

генератора;
датчика частоты вращения коленчатого вала;
датчика частоты вращения распределительного вала;
импульса управления катушкой зажигания.

Генераторы некоторых автомобилей (например, Volkswagen T4) имеют дополнительный вывод переменного напряжения, частота которого зависит от частоты вращения двигателя. В этих машинах сигнал на тахометр подается из этой точки.

Нерационально менять генератор только для установки тахометра.

Схема подключения тахометра

Датчики частоты вращения коленчатого и распределительного вала работают на электромагнитном принципе. На более ранних автомобилях устанавливались датчики, использующие эффект Холла. В любом случае электрический импульс, вырабатываемый этими устройствами, имеет амплитуду не более 5В, их внутреннее сопротивление не менее 200 Ом. Для того чтобы осуществить подключение тахометра к этим датчикам, необходим дополнительный усилитель. Эффективнее всего использовать более мощный импульс, приходящий к катушке зажигания.

Система зажигания бензиновых двигателей

Управление процессами зажигания двигателей может быть организовано несколькими методами:

Трамблерный с одной катушкой зажигания;
Бестрамблерный со сдвоенной (тройной, четверной в зависимости от количества цилиндров, деленных на 2) катушкой зажигания;
Индивидуальный (на каждую свечу зажигания).

Во всех случаях на катушку поступает мощный импульс амплитудой 12В с прерывателя (для автомобилей до 90-х годов), транзисторного коммутатора или непосредственно с блока управления двигателя. Именно из этой точки и следует брать сигнал на тахометр.

Техническое решение

Следующей, более сложной задачей является электрическое соединение узлов. В качестве проводника следует взять многожильный медный провод сечением не менее 2 кв.мм. с полихлорвиниловой изоляцией.

Точки соединений провода к катушке зажигания зачищают, производят механическую скрутку, пропаивают и тщательно изолируют. Укладывают провод вдоль любых электрических жгутов, используя пластмассовые хомутки, в сторону перегородки отсека двигателя возле приборной панели. Ввести проводник внутрь пассажирского отсека можно рядом с любым жгутом электрических соединений. Для этого проще воспользоваться упругой струной. Наконец, соединяют проводник с сигнальным выводом тахометра. В некоторых автомобилях, предусматривающих модификации с тахометром и без него, можно просто поменять приборную панель, найти штатный проводник и подключить его к катушке зажигания.

Испытание, регулировка тахометра

Если автомобиль оборудован бестрамблерной или индивидуальной системой зажигания, подключение тахометра можно произвести к любой катушке. В этом случае показания скорости вращения двигателя (количество оборотов в минуту) будут неадекватными, так как на трамбленое зажигание импульс подается каждый такт, индивидуальное – в четыре раза реже. Однако можно градуировать измерительную шкалу по-новому.

На первом этапе испытаний заводят двигатель, проверяют работоспособность системы (отклонение стрелки на холостых оборотах). Как правило, частота оборотов в этом режиме находится в пределах 800 – 1000 об/мин.

Далее регулируют уровень показаний. Если стрелка тахометра отклоняется незначительно, можно между сигнальным проводом и массой автомобиля включить дополнительный конденсатор емкостью около 1 мкФ. Наоборот, если стрелка зашкаливает, в разрыв сигнальной цепи включить переменное сопротивление около 1 кОм и масштабировать сигнал.

Следующий этап – ходовые испытания. На заведенном двигателе достигают предельных оборотов. Стрелка тахометра не должна выходить в красную зону. В противном случае регулировку осуществляют вновь. Перед началом эксплуатации еще раз проверяют надежность соединений и изоляции. И помните, дополнительное оборудование – новые проблемы.

Тахометр является устройством, которое активно используется на бензиновых и дизельных автомобилях. Данный прибор служит для измерения скорости вращения (оборотов) коленчатого вала или генератора. Большинство современных транспортных средств оснащаются штатным тахометром прямо с завода.

Потребность самостоятельно установить тахометр на дизельном двигателе может возникнуть по разным причинам. Следует отметить, что схема подключения тахометра на дизеле несколько отличается от аналогичного решения для бензиновых ДВС. В процессе выбора тахометра для дизеля необходимо учитывать данную особенность, так как тахометр для бензиновых двигателей на дизельный мотор не подойдет.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как самому заменить свечи накаливания дизельного двигателя. Из этой статьи вы узнаете об особенностях проведения процедуры замены калильных свечей.

Откуда берет сигнал тахометр на дизельный двигатель

Сегодня для дизельных двигателей в продаже представлены электронные, цифровые и аналоговые тахометры, схема подключения которых предполагает ряд особенностей. Дело в том, что местом подключения тахометра для дизеля в подавляющем большинстве случаев выступает генератор.

Для реализации подключения к генератору необходимо иметь сам тахометр, провод с изоляцией и сопроводительную инструкцию по установке и эксплуатации автомобильного тахометра.

Подключение устройства

В основе принципа работы электронного тахометра лежит считывание электрических импульсов. В бензиновых агрегатах считываются импульсы, которые в определенном количестве подаются на катушку зажигания. Что касается дизельного мотора, то считывание осуществляется со специальной клеммы, которая находится в корпусе генератора.

Также в отдельных источниках рекомендуется дополнительно реализовать замыкание контакта, который идет от маслонасоса. Данную операцию выполняют для того, чтобы тахометр после установки выдавал правильные показания, а также для исключения других проблем. Отмечено, что в противном случае после выхода мотора на определенную частоту вращения коленвала на панели приборов возможно ложное загорание сигнальной лампы, указывающей на критически низкое давление моторного масла в системе смазки двигателя.

Рекомендуем также прочитать статью о КПД дизельного двигателя. Из этой статьи вы узнаете о том, почему коэффициент полезного действия дизельного двигателя больше сравнительно с бензиновыми агрегатами.

Также стоит учесть, что прямое подключение провода к тахометру приведет к неправильным значениям. Дополнительно потребуется плата-делитель, которая сделает показания оборотов корректными.

Почему дизельный двигатель не нужно крутить так, как бензиновый мотор. Особенности и отличия дизельных ДВС в сравнении с бензиновыми. Оптимальные обороты.

Обороты и мотресурс двигателя. Недостатки езды на низких и высоких оборотах. На каком количестве оборотов мотора ездить лучше всего. Советы и рекомендации.

Принцип работы и устройство автомобильного генератора. Составные элементы генератора переменного тока в автомобиле: ротор, статор, обмотки, регулятор.

На холостом ходу "плавают" обороты: почему так происходит. Основные неисправности, связанные с холостыми оборотами на бензиновом и дизельном двигателе.

Настройка холостых оборотов на карбюраторном и инжекторном моторе. Особенности регулировки ХХ карбюратора, регулировка холостого хода на инжекторе.

Плавающие холостые обороты двигателя "на холодную". Основные неисправности, симптомы и выявление поломки. Неустойчивый холостой ход дизельного двигателя.

Читайте также: