Как работает механический спидометр?

Принцип работы механических спидометров заключается в том, что они измеряют скорость автомобиля путём достаточно простого способа - механической связи стрелки спидометра с выходным валом редуктора (который в свою очередь получает привод от вращающихся колёс). Так как этот вал лежит "ниже по течению" от коробки передач - то есть ближе к колёсам, то скорость, с которой он вращается, продиктована уже конечной скоростью после коробки переключения передач. Для сравнения, скорость вращения коленвала на 1 и на 5 передаче может быть одинакова, а конечная скорость авто отличаться в десятки раз. И поэтому именно вал редуктора даёт истинную меру скорости движения (точнее дадут только колёса машины).

Внутри коробки передач выходной вал содержит шестерню, которая вращается вместе с этим выходным валом. Связанная с этим валом напрямую и вращаемая им, эта небольшая шестерня связана с тросиком со спидометром. Тросик этот представляет собой вращающийся прочный кабель внутри защитной рубашки. Один конец этого тросика вставлен в квадратное отверстие и закреплён в нём в ведущей шестерне (после главной пары коробки передач). В то время как шестерня вращается, она приводит в такое же вращение этот тросик спидометра.

Другой конец тросика подходит непосредственно к спидометру. На этом конце тросика находится магнит в форме диска, расположенный близко к (но не касаясь) металлическому барабану (также в форме диска), который, в свою очередь, уже прикреплён к игле, давая показания на циферблате. Небольшая спиральная пружина держит иглу на нулевом уровне, когда машина стоит на месте.

Слишком сложно? Давайте представим принцип работы спидометра на рисунке:

Как видно на рисунке, от вращающегося с определённой скоростью выходного вала КПП отходит специальный тросик, также вращаемый им, далее на другом конце к этому тросику прикреплён магнит, который в зависимости от скорости вращения тросика с силой притягивает металлическую пластину, совсем немного поворачивая её, которая, в свою очередь, соответственно своему повороту поднимает стрелку спидометра, оказывая на неё силу бóльшую, чем спиральная пружинка, задача которой - держать стрелку на нуле. В общем, спидометр работает почти как механические наручные часы, не правда ли?!

Принцип работы спидометра на переднеприводных и заднеприводных авто

Между тем, есть небольшая разница между работой спидометра на задне- и переднеприводных автомобилях и, особенно, в точности показаний.

Так, на заднеприводных машинах тросик спидометра начинается от главной пары коробки передач и потому точность показаний спидометра зависит только уже от того, что находится дальше к колёсам этого тросика в плане вращающихся деталей. У большинства заднеприводных автомобилей это только колёса, собственно, от размера которых и зависит то, насколько спидометр будет врать в своих показаниях.

А вот у переднеприводных машин начало тросика спидометра расположено у переднего колеса после главной пары, а, так как переднее колесо служит ещё для поворота машины, то к погрешности добавляется ещё и поворот этого левого колеса, ведь если мы поворачиваем, к примеру, налево, то колесо будет вращаться медленнее, а направо - быстрее. Соответственно, и обман спидометра будет в меньшую сторону от реальной скорости, когда мы поворачиваем налево, и в бóльшую - когда направо.

Устаревшие принципы работы спидометра

Два других распространённых типа механических спидометра дают показания за счёт прокручивающегося барабана (вместо стрелки) или передвигающейся по линейному циферблату ленты. Оба этих типа уже устарели, и Вы сможете увидеть их работу на практике только в очень старых машинах.

Как работает электронный спидометр?

Вместе с тенденцией к электронификации всего и вся, в том числе к электронным приборам приборной панели , электронные спидометры теперь становятся всё более популярными, хотя механические всё ещё занимают лидирующую позицию по распространённости даже в новых выпускаемых моделях автомобилей.

Между тем, принцип работы электронного спидометра даже ещё проще, чем механического (хотя, проще только с механической точки зрения).

Наиболее распространенный электронного спидометра имеет магнит, прикрепленный к выходному валу коробки передач, который вращается вместе с валом, а также электронный блок, расположенным рядом таким образом, что магнит, вращаясь по окружности, проходит мимо очень близко к блоку, передавая ему сигнал, действуя таким образом в качестве датчика. Каждый раз, когда магнит проходит мимо блока считывающего устройства, устройство посылает импульс электрического тока к спидометру. Электронный "чёрный ящик" внутри спидометра очень умён и использует частоту этих импульсов для расчёта скорости автомобиля. Всё очень просто: часто передающиеся импульсы означают, что выходной вал КПП вращается очень быстро, и всё это рассчитывается до мельчайших цифр и практически нулевых погрешностей.

История

Источники и примечания

См. также

Приборы, измеряющие скорость, могут иметь другие названия:

• Лаг - на кораблях;
• Указатель скорости на самолётах;
• Скоростемер в локомотиве;
• Велокомпьютер - электронный прибор для велосипедов , обычно совмещающий в себе спидометр с часами и счётчиком пробега.
• Доплеровский измеритель

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Спидометр" в других словарях:

Спидометр … Орфографический словарь-справочник

СПИДОМЕТР, прибор, указывающий скорость движения транспортных средств. В традиционно сконструированных легковых и грузовых машинах спидометр приводится в движение гибким тросом, соединенным с ПЕРЕДАЧЕЙ, которая вращается со скоростью,… … Научно-технический энциклопедический словарь

спидометр - СПИДОМЕТР, а, м. Медицинский прибор для проведения анализа крови на наличие вируса спид; сам анализ. Ирон. переосмысл. общеупотр. «спидометр» прибор для измерения скорости … Словарь русского арго

спидометр - и устарелое спидометр … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке

- (от английского speed скорость и...метр), прибор, указывающий скорость движения транспортных машин. Бывают магнитоиндукционными, реже механическими, привод механический и электрический от силовой передачи либо от колеса … Современная энциклопедия

- (от англ. speed скорость и...метр) прибор, указывающий скорость (км/ч) движения транспортных машин. Спидометры бывают магнитоиндукционные, реже механические, привод механический и электрический от трансмиссии либо от колеса … Большой Энциклопедический словарь

СПИДОМЕТР, спидометра, муж. (от англ. speed скорость и греч. metreo мерю) (спец.). Прибор, указывающий скорость движения автомобиля и др. механических экипажей, а также пройденное расстояние. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

Спидометр (от англ. speed - скорость) - прибор для измерения скорости движения и пройденного пути транспортного средства. спидометр обеспечивает измерения до километра, иногда - до 100 метров.
Механические спидометры приводятся от трансмиссии "гибким валом" - особым тросиком, хорошо передающим вращение. Так как одинаковые спидометры бывают на разных авто, в их приводе применяют простейший редуктор, передаточное число которого подобрано к автомобилю. На заднеприводном спидометр обычно контролирует вращение вторичного вала КП. Значит, показания зависят от размера шин, передаточного числа редуктора заднего моста и собственной погрешности прибора. Пример: на "жигулях" замена пары 4,44 на 3,9 изменит показания на 14%. В этих случаях обязательна замена и редуктора спидометра. Однако зубчатки редуктора не резиновые - поэтому идеального соответствия спидометра размеру шин не бывает. Суммарная ошибка показаний до 10%. Спидометры переднеприводных автомобилей с поперечным расположением двигателя обычно "обслуживают" привод левого колеса после главной пары. На Погрешность измерения спидометра влияет размер шин и эффект от закругления дороги: на поворотах влево "приборная скорость" чуть меньше, чем посередине машины, а вправо - чуть больше.
Замена шины 175/70R13 на шину 165/70R13 или наоборот меняет показания спидометра на 2,5%. Ошибка складывается с погрешностью самого спидометра и его редуктора, износа шин и давления в них. Низкое давление уменьшает радиус качения.

История
Как на старых так и на новых автомобилях применяется стандартный вариант, где обычная стрелка указывает на шкале скорость движения.
Как и любые нововые технологии, первые спидометры были очень дороги, и были лишь опциональными приборами для автомобиля. Это продолжалось до 1910 г., когда автомобильные заводы начали включать спидометр в автомобиль как стандартное оборудование. Одной из первых компаний, изготавливаемой спидометры была "Otto Schulze Autometer" (OSA) - предшественник нынешней компании "Siemens VDO Automotive AG" , разрабатывающей различные автомобильные запчасти и детали.
Первый спидометр "OSA" был изготовлен в 1923 г., и его базовая конфигурация особо не менялась в течение 60 лет.
Мало кто знает, что первым изобретателем Спидометра был крепостной механик-самоучка Кузнецов (Жепинский) Егор Григорьевич (1725-1805).
Одно из самых известных своих изобретений - механические дрожки с верстомером - Егор Кузнецов задумал построить в 60 лет. Он отдал этому изобретению 16 лет жизни. Неизвестно, для кого они создавались. Но известно, что название придумал сам автор и что изделие получилось на славу.
Дрожки были рассчитаны на пару лошадей или одну лошадь, запрягались в оглобли с дугой, отличались легкостью и поворотливостью. Впереди на дрожках сидел кучер, а позади спиной друг к другу - пассажиры, за сиденьями для пассажиров находился музыкальный инструмент орган, а за органом - верстомер. Под верстомером над задней осью дрожек был прикреплен портрет изобретателя на металлическом листе.
Механизм верстомера получал вращение от правого заднего колеса посредством зубчатой передачи. Стрелки верстомера показывали пройденный путь, а колокольчик, приводимый в движение механизмом верстомера, отмечал каждую пройденную версту. Механизм органа получал вращение от заднего левого колеса. Музыку можно было переключать с одной мелодии на другую и выключать вовсе.
Дрожки отличались и изящной отделкой, были покрашены красной и черной краской, отделаны лаком, сиденья укреплены мягким зеленым бархатом.
В 1801 г. дрожки показали императрице Марии Федоровне. Изобретение благополучно дожило до наших дней, найдя свое пристанище в Государственном Эрмитаже в Петербурге.

Классификация

По способу измерения

■ Хронометрический - комбинация одометра и часового механизма.
■ Центробежный - плечо регулятора, удерживаемое пружиной, вращается вместе со шпинделем и отбрасывается в стороны центробежной силой так что расстояние смещения пропорционально скорости.
■ Вибрационный - используется для быстровращающихся машин. Механический резонанс колебаний рамы или подшипников машины вызывает колебания градуированных язычков с частотой, соответствующей числу оборотов машины.
■ Индукционный - система постоянных магнитов, вращающихся вместе с приводным шпинделем, генерирует вихревые токи в диске из меди или алюминия, помещённом в магнитное поле. Диск, таким образом, втягивается в круговое движение, но его вращение замедляется ограничительной пружиной. Диск соединен со стрелкой, показывающей скорость.
■ Электромагнитный - скорость определяется по ЭДС вырабатываемой тахогенератором, подключённым к шпинделю.
■ Электронные - оптический, магнитный или механический датчик вырабатывает импульс тока за каждый оборот шпинделя. Импульсы обрабатываются электронной схемой и скорость выводятся на индикатор.
■ По системе спутникового позиционирования - скорость определяется по системе спутникового позиционирования GPS электронным путём как пройденное расстояние делённое на время пути.

По типу индикатора

■ Аналоговый
1. Стрелочный - наиболее распространён; скорость указывает вращающаяся вокруг оси стрелка;
2. Ленточный - использовался на ГАЗ-24 до 1975 г., многих американских и некоторых европейских и японских моделях; скорость показывает лента, проходящая мимо делений на неподвижной шкале;
3. Барабанный - использовался на многих довоенных автомобилях, некоторых американских автомобилях шестидесятых, а также - относительно современных моделях "Ситроена"; деления нанесены на вращающийся барабанчик и при его вращении появляются в окошке, отображая текущую скорость.

■ Цифровой
Датчик такого спидометра расположен в трансмиссии.
Выходным сигналом датчика являются импульсы напряжения, частота которых пропорционально скорости автомобиля.
После прохождения через блок формирования прямоугольные импульсы попадают в мультиплексер. После мультиплексера импульсы попадают во временные ворота, открывающиеся на определённый промежуток времени. Число импульсов, прошедших через ворота, и подсчитанных счетчиком, пропорционально скорости автомобиля. Со счетчика число передается на микропроцессор, где пересчитывается в скорость, и далее через демультиплексер и декодер поступает на цифровой дисплей. После считывание и обработки очередного измерения счетчик сбрасывается на нуль и готов к принятию очередного пакета импульсов. Такая система создана для вывода более точной скорости движения чем на типичном спидометре со стрелкой.
Индикатор цифрового спидометра представляет собой жидкокристаллический или аналогичный дисплей, отображающий скорость в виде цифр.

В последнем случае основной проблемой является задержка показаний: в отсутствие задержки отображения значения скорости или слишком малой задержки водитель не способен корректно воспринимать постоянно "скачущие" перед глазами цифры; при введении существенной задержки же, индикатор начинает некорректно отображать данные о скорости в данный момент времени при разгоне и торможении из-за запаздывания.
В силу этого, аналоговые индикаторы всё ещё очень широко используются, а цифровые получили распространение на относительно небольшом числе моделей; всплеск их популярности произошёл в США в конце семидесятых - восьмидесятых годах, откуда эта мода передалась японским производителям, но впоследствии на большинстве моделей их сменили традиционные стрелочные спидометры.
Часто спидометр совмещают в одном корпусе со счётчиком пройденного расстояния - одометром.
Используемые источники
1. ru.wikipedia.org/wiki.
2. moikompas.ru.
3. belinka.ur.ru.
4. devichnick.ru.

Показатели спидометра автомобиля необходимы, чтоб определять и контролировать скорость транспортного средства соответственно ограничениям, действующим на территории той или иной страны. Он входит в список обязательной комплектации автомашин.

[ Скрыть ]

Для чего нужен спидометр?

Автомобильный спидометр (АС) - прибор, который определяет модуль мгновенной скорости движения транспортного средства.

Ориентируясь на показатели «девайса» водитель может:

• узнать интенсивность движения автомобиля в реальном времени;
• вычислить расход топлива при каждой конкретной скорости.

Скомплектованный со спидометром автомобиля одометр - прибор для измерения пройденного пробега. Иногда эти «девайсы» не разделяют и говорят про спидометр-одометр.

С помощью одометра можно определить, когда необходимо менять:

• автомобильные масла;
• фильтры;
• ремни (генератора и ГРМ).

Виды спидометров

Есть большое разнообразие АС, всех их классифицируют на виды по:

• методу измерения;
• типу индикатора.

По способу измерения

Классификация спидометров автомобилей по принципу работы:

Вид АС	Принцип работы
Хронометрический	Гибрид одометра и часов – пройденное расстояние разделяется на затраченное время. В результате получается скорость движения транспортного средства.
Центробежный	Плечо регулятора, удерживаемое пружиной, вращается вместе со шпинделем и отбрасывается в стороны центробежной силой. При этом расстояние смещения пропорционально скорости.
Вибрационный	Прибор данного типа используется для транспортных средств, которые быстро вращаются. Механический резонанс колебаний рамы или подшипников машины приводит к вибрации градуированных язычков с частотой, соответствующей числу оборотов транспортного средства.
Индукционный	Состоит из системы постоянных магнитов, вовлечённых во вращательное движение вместе с приводным шпинделем. Он производит вихревые токи в установленном в магнитном поле диске. Происходит привлечение во вращательное движение диска, которое ограничивается специальной пружиной. Скорость указывает стрелка, соединённая с ним.
Электромагнитный	Датчик быстроты движения подаёт электросигналы, а сам привод «девайса» перемещается в соответствии с количеством сигналов.
Электронный	Датчик вырабатывает импульс тока за каждый оборот шпинделя. Сигналы поступают на счетчик, который подсчитывает их за фиксированный промежуток времени. Далее информацию обрабатывает микропроцессор, где происходит ее конвертирование в показания скорости, которая визуализируется на панели управления автомобиля.

По типу индикатора

По способу визуализации данных спидометры делятся на:

• аналоговые, или механические;
• цифровые.

Аналоговый

Схема работы универсального аналогового АС:

• стрелка спидометра связана с валом редуктора;
• последний в свою очередь получает привод от вращающихся колёс.

Интенсивность движения вала редуктора пропорциональна быстроте вращения колес. Поэтому именно этот узел наиболее достоверно отображает скорость автомобиля.

В таблице представлены разные аналоговые спидометры:

Из всех типов аналоговых спидометров в современных автомобилях используется только стрелочный.

Цифровой

Особенности цифрового АС:

• имеет наивысшие показатели точности;
• индикатор – дисплей, отображающий скорость в цифровом эквиваленте;
• на экране водитель может посмотреть суточный и суммарный пробег;
• имеет сигнализацию, которая срабатывает при превышении установленного предела скорости движения транспортного средства.

Основным недостатком цифрового автомобильного спидометра является задержка показаний. В результате некорректно отображаются данные при смене скорости.

Наглядно, как работает цифровой автомобильный спидометр с использованием IPHONE 4 можно посмотреть на видео, снятым каналом videoSPBLIFE.

Фотогалерея

На фото представлены разные виды АС:

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.

Погрешность спидометра

Всем АС, как и любым другим техническим устройствам свойственна неточность показаний.

Причины неточного измерения:

• заводская калибровка приборов, которую точно на 100% невозможно выполнить;
• высота и диаметр шин – влияют на расстояние, которое пройдёт машина за 1 оборот приводного вала;
• «эффект поворота» на спидометрах переднеприводных автомобилей.

Правило автопроизводителей – погрешность АС конструктивно должна быть в сторону увеличения показаний, против фактической скорости движения.

Видео

На видео от пользователя Виктора Хабибулина сравниваются цифровые спидометры с GPS и аналоговые.

Спидометр определяет скорость машины, ведь глаз водителя «замыливается» – и немалые 100 км/ч кажутся черепашьим шагом. Расскажем что это такое, почему «врут» его показания и указывают большую скорость, чем на самом деле.

Что это такое?

Автомобильный спидометр - это измерительный прибор для определения мгновенной скорости движения автомобиля. Показания выводятся в километрах в час (км/ч), или, как в Америке, - мили в час. В основном, бывают двух видов: аналоговые (или механические) и цифровые приборы.

На некоторых современных машинах вместо традиционного стрелочного указателя появился цифровой. Числа считываются удобнее, но всё же цифровой спидометр обладает некоторой инертностью. Например, очень сложно при езде по трассе со скоростью 120 км/ч быстро сбросить до разрешенных 79 км/ч.
Что показывает? На заднеприводных автомобилях спидометр контролирует вращение вторичного вала коробки передач и по нему рассчитывается скорость. Значит, показания зависят от размера шин, передаточного числа редуктора заднего моста и собственной погрешности.

Спидометры переднеприводных авто измеряют скорость с помощью привода левого колеса. Значит, к погрешности и влиянию размера шины прибавляется эффект от закругления дороги: на поворотах влево значения будут чуть меньше, чем посередине, а вправо – чуть больше.

Почему «врёт»?

Нетрудно догадаться, почему он «преувеличивает» и показывает большую скорость. Во-первых, у водителя будет меньше шансов нарушить скоростной режим и получить штраф . Во-вторых, если бы спидометр занижал настояющую скорость, водители затаскали бы автопроизводителей по судам, доказывая, что аварии и штрафы случились из-за неверных показаний.

Почему спидометр обязательно должен «врать»? Дело в том, что ему труднее быть точным, чем многим другим приборам. Ведь скорость движения обычно определяется по вращению колеса и зависит от диаметра колеса, а это - параметр нестабильный.

Среднее значение погрешности у современных спидометров - 10% на скорости в 200 км/ч. Причем зависимость, как правило, нелинейная. Это значит, что на 110 км/ч разница с реальной скоростью может составлять 5-10 км/ч. До 60 км/ч погрешности почти нет или она минимальная.

Как сказываются шины нештатного размера на показания спидометра. Замена покрышек 185/60R14 на 195/50R15 или наоборот меняет показания на 2,5%. Немного? Например, при 90 км/ч реальная скорость машины составит 92,78 км/ч. Т.е. реальные данные не совпадают. И когда есть допуск плюс 20км/ч, за которым следует штраф - это не столько существенно. А когда сменили колёса наоборот, с низких на высокие - значения будут меньше настоящей скорости авто. Вопрос в том, как эта ошибка сложится с погрешностью самого прибора, как скажется износ шин , давление в них (повышенное или пониженное). Низкое давление в колёсах также искажает значение в большую сторону.

Если спидометр автомобиля показывает скорость в милях в час, то как перевести в километры в час? Это касается машин из Америки, где изначально приборы калибруются в непривычных числах. Считайте, что 1 миля равна 1,6 км. Значит, если спидометр показывает скорость 90 миль/ч, то это 144 км/ч (90 х 1,6 = 144 км/ч). Обратный подсчет из км/ч в миль/ч производиться путем деления на 1,6.