Как осуществляется привод спидометра

Обновлено: 04.07.2024

Спидометр на машине работает от механического редуктора или электронного датчика, расположенного на выходе вторичного вала из коробки передач или в ступице ведущего колеса. Прибор должен показывать скорость не ниже значения, высчитанного при помощи радара. Точность индикации зависит от размерности шин и дисков, состояния дорожного покрытия и погрешности счетного механизма.

Что такое автомобильный спидометр?

Спидометр, установленный в комбинации приборов, обеспечивает измерение и визуальное отображение скорости перемещения автомобиля. Классический узел оборудован шкалой, имеющей градуировку в километрах или милях. Предусмотрены лампы подсветки и окно для механического счетчика пробега или жидкокристаллического дисплея. На части приборов одометр вынесен на центральный экран, на циферблате расположены контрольные лампы с пиктограммами, поясняющими назначение индикатора.

В 1980-х появились первые серийные спидометры без стрелок, для отображения скорости использовалось жидкокристаллическое табло.

Подобные комбинации приборов встречались на Opel Kadett E и Senator B (на части модификаций). Позднее измеритель скорости интегрировали в состав электронной панели, имеющей цветной дисплей. Владелец машины может настраивать визуализацию спидометра, выбирать единицы измерения и способ отображения информации (виртуальным циферблатом со стрелкой или цифрами).

История появления

Идея создания прибора, способного определять скорость перемещения, была высказана Леонардо да Винчи в 1500 г. Ученый предлагал создать прибор, пригодный для установки на конные экипажи, но рабочие механизмы изготовлены не были. Появление автомобилей, отличавшихся улучшенными динамическими характеристиками, потребовало применения спидометров. Первым производителем, внедрившим прибор, стал американский завод Oldsmobile. Выпущенная в 1901 г. модель Curved Dash получила спидометр как стандартное оснащение.

Электромагнитный узел был разработан в 1916 г. Николой Теслой, который получил патент United States Patent Office на свое изобретение. Заложенные идеи продолжают использоваться в изделиях, выпускаемых и в 2021 г. В процессе развития отрасли была повышена точность измерений, устранено дрожание стрелки (дефект хорошо прослеживается на старых советских грузовиках типа ГАЗ-51 или 53).

Вместо боковых ламп подсветки внедрили внутреннее освещение, снизившее нагрузку на глаза водителя и улучшившее видимость индикаторов в ночное время.

Устройство и принцип работы

Основные разновидности приборов:

с механическим способом измерения и передачи сигнала;
с электронным датчиком и проводной схемой коммутации;
электронные с механическим приводом одометра.

Механический спидометр

Оборудование связано с редуктором гибким тросом в оболочке. При движении автомобиля крутящий момент передается на вращающийся намагниченный диск, расположенный внутри алюминиевой плоской катушки, соединенной со стрелкой. Узлы установлены на подшипниках скольжения, не требующих смазки или обслуживания на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля. Поверх катушки предусмотрен стальной экран, обеспечивающий защиту от внешних электромагнитных помех (например, от работающей системы зажигания).

После начала движения вращающийся магнит наводит вихревые токи в катушке, взаимодействующие с постоянным полем и приводящие к отклонению стрелки. В конструкции предусмотрена спираль, удерживающая стрелку в требуемом положении.

Угол отклонения индикатора зависит от частоты вращения постоянного магнита и скорости движения автомобиля. Одновременно работает редуктор для привода механического счетчика пробега, частота вращения барабанов настраивается на заводе под характеристики трансмиссии автомобиля.

В конструкции счетного узла используют червячный механизм, обеспечивающий повышенное передаточное соотношение при небольших габаритах. Редуктор заполнен специальной смазкой, инертной к перепадам температуры. Задняя часть спидометра закрыта пластиковым или металлическим кожухом с резьбовой втулкой для крепления троса. Спереди установлено плоское либо фасонное стекло, в корпусе предусмотрены гнезда для монтажа ламп накаливания системы подсветки.

Оборудование отличается низкой точностью, при работе наблюдается колебание стрелки из-за нестабильности вращающегося магнитного поля.

Электронный спидометр

Прибор работает с датчиком, установленным в коробке передач и определяющим скорость вращения вторичного вала. Контроллер спидометра получает дополнительную информацию от тахометра, некоторые производители автомобилей заносят в память допустимые размерности шин, снижая погрешность измерения.

Электромеханический спидометр

Оборудование отличается применением счетчика пробега с приводом от шагового электродвигателя, получающим информацию от сенсора на картере коробки скоростей или ШРУС переднего левого колеса. Для отправки сигнала о скорости автомобиля используют электропроводку либо тросовый привод. Импульс от вращающегося магнита преобразуется микросхемой, усиливается и подается на ввод миллиамперметра, связанного со стрелкой индикации скорости. Если трос не предусмотрен, то микроконтроллер обрабатывает информацию от сенсора, а затем транслирует на миллиамперметр.

Для привода электромеханических измерителей скорости используют датчики:

механического типа, состоящие из набора шестерен;
импульсные, оборудованные чувствительным элементом, работающим на базе эффекта Холла;
индукционные, формирующие сигнал на основе эффекта электромагнитной индукции;
комбинированные, состоящие из механического узла на коробке и дополнительных электронных сенсоров, повышающих точность измерения.

Вне зависимости от типа датчика, в электромеханических приборах используют механические одометры. Барабаны вращает шаговый электродвигатель, питание подается от микросхемы. За счет электроники повышена точность измерения.

Особенности эксплуатации

Любой спидометр имеет погрешность, регламентируемую стандартами и отраслевыми нормами. Механические устройства в процессе эксплуатации изнашиваются, что приводит к росту неточности. На автомобилях с передними ведущими колесам погрешность увеличивается из-за разного расстояния, проходимого шинами при движении в поворотах.

В случае выхода из строя штатного спидометра, комбинации приборов или датчиков допускается ставить запасные части, соответствующие требованиям производителя машины.

Механическое оборудование нуждается в периодической очистке троса от продуктов коррозии и загустевшей смазки. Попадающая в оболочку грязь повышает усилие, необходимое для вращения, и приводит к поломке пластиковых шестерен редуктора или снижению точности измерения. На ряде машин на муфте троса имеется пломба, предотвращающая снятие и накрутку показаний одометра (например, для списания лишнего топлива).

Отличия спидометра от одометра

В конструкции спидометра имеется механический или электронный одометр, отображающий пробег автомобиля. Существует суточный счетчик, показатели которого можно сбросить нажатием на кнопку, и общий. В машинах импортного производства, выпущенных после конца 90-х прошлого столетия, суммарный пробег записывается в ряде блоков управления (например, в контроллерах двигателя или КПП). При сбросе значений в комбинации приборов цифры сохраняются в памяти дополнительных электронных устройств и могут считываться диагностическим оборудованием.

Вал гибкий спидометра: конструкция и принцип работы

На большинстве отечественных автомобилей (да и на многих авто зарубежного производства) используется традиционная схема привода спидометра от коробки передач с помощью специального гибкого вала. О том, что такое гибкий вал спидометра, как он устроен и как работает — читайте в этой статье.

Что такое гибкий вал спидометра?

Гибкий вал спидометра — элемент привода механических и электромеханических автомобильных спидометров. Функция гибкого вала — передача крутящего момента от вторичного вала коробки передач на скоростной узел и одометр спидометра. Также данная деталь решает несколько технических и конструкционных задач, например — обеспечивает нормальное функционирование спидометра независимо от его положения относительно КПП, позволяет отказаться от жестких передач и т.д.

В последние два десятка лет гибкие валы спидометров значительно уступили свои позиции датчикам скорости и электронным спидометрам, однако гибкая передача все еще широко применяется на недорогих автомобилях и отечественным автопромом. Механический или электромеханический спидометр с приводом гибким валом — это самый простой и дешевый способ измерения скорости, поэтому в ближайшие годы он вряд ли полностью будет вытеснен электронными устройствами.

Как устроен гибкий вал спидометра?

Гибкий вал имеет не слишком сложное устройство. Основу вала составляет стальной трос, свитый из трех, четырех или пяти слоев проволоки круглого сечения (также трос имеет стальной сердечник, на который и осуществляется намотка проволоки). Оба конца троса имеют квадратное сечение со стороной 2, 2,6 или 2,7 мм на длине 20-25 мм — посредством квадрата осуществляется соединение троса с приводом и со спидометром.

Трос помещен в броневую защиту (или просто броню) — гибкую трубку, свитую из спирально намотанной металлической или пластиковой ленты. Броневая защита на 2/3 длины заполнена консистентной смазкой типа Литол — это обеспечивает его равномерное вращение троса без заклиниваний, а также защиту от коррозии. Броня, в свою очередь, имеет защитное покрытие из ПВХ, полиэтилена или маслостойкой резины. На валу могут располагаться защитные пружины, а также одна или несколько резиновых манжет (втулок) для защиты от повреждения оболочки вала при пропуске через отверстия в элементах конструкции автомобиля.

На концах броневой защиты жестко крепятся ниппели — конусные детали, на которых расположены накидные гайки для крепления к КПП и спидометру. Гайки и ниппели могут изготавливаться из пластика или металла. Со стороны коробки передач гайка имеет больший размер. С этой же стороны на тросе расположена замковая (разжимная) шайба, которая упирается в буртик внутри ниппеля, и предотвращает продольное смещение троса внутри брони (она же нужна и для обслуживания вала — сняв шайбу, можно вытащить трос и наполнить броню смазкой).

Характеристики и конструкция гибких валов, изготавливаемых в России, регламентируются стандартом ГОСТ 12391-77. В соответствии со стандартом, на автомобили и мотоциклы устанавливаются гибкие валы спидометров с левым вращением полуразборного типа (с вынимаемым тросом, как было сказано выше) с несколькими типами соединений со стороны КПП и спидометра (как и сами валы, соединительные гнезда под их установку стандартизированы). Длина валов может составлять от 530 мм до нескольких метров, но чаще всего используются валы длиной от 1 до 3,5 метров.

Как работает гибкий вал спидометра?

Работает вал просто. При движении транспортного средства крутящий момент от вторичного вала КП через шестерню и устройство крепления передается на конец троса вала. Трос благодаря своей конструкции обладает высокой жесткостью на кручение (но только при левом вращении, при обратном вращении он начинает раскручиваться и может застрять внутри брони), поэтому при закручивании одного конца он получает вращение по всей своей длине. Причем трос вращается, как единое целое, поэтому изменение скорости вращения вторичного вала КПП практически мгновенно отражается на изменении вращения привода датчика скорости автомобиля в спидометре. Таким образом, крутящий момент от шестерни на КПП постоянно передается тросом гибкого вала на скоростной узел спидометра, и водитель имеет возможность отслеживать скорость автомобиля.

С течением времени трос теряет свои прочностные характеристики, его концы квадратного сечения и гнезда разбиваются (теряют геометрию), и требуют замены. Однако замена и ремонт требуется не слишком часто — ресурс гибких валов длиной до 2 метров составляет не менее 150 тысяч км пробега, более длинных валов — не менее 75 тысяч км пробега.

Другие статьи

На прицепах и полуприцепах иностранного производство широко применяются компоненты ходовой части от немецкого концерна BPW. Для монтажа колес на ходовой используется специализированный крепеж — шпильки BPW. Все об этом крепеже, его существующих типах, параметрах и применяемости читайте в материале.

Для монтажа автомобильных стекол в кузовные элементы используются специальные детали, обеспечивающие уплотнение, фиксацию и демпфирование — уплотнители. Все об уплотнителях стекол, их типах, конструктивных особенностях и характеристиках, а также о подборе и замене этих элементов — читайте в статье.

В практике авторемонта и при выполнении слесарно-монтажных работ возникает необходимость работы с резьбовым крепежом, имеющим неудобное положение или наклон. В этих ситуациях на помощь приходят карданные переходники для ключей — об этих приспособлениях, их конструкции и применении читайте в статье.

Южнокорейские автомобили SSANGYONG оснащаются тормозной системой с гидравлическим приводом, в которой применяются тормозные шланги. Все о тормозных шлангах SSANGYONG, их типах, особенностях конструкции и применяемости, а также о вопросах выбора и замены этих деталей — читайте в представленной статье.

Читайте также: