Устройство спидометра автомобиля
Электрический спидометр был изобретен хорватским конструктором Иосипом Белушичем в 1888 году и первоначально назывался велосиметром.
Первоначально запатентованный Отто Шульцем 7 октября 1902 года, он использует вращающийся гибкий кабель, обычно приводимый в движение зубчатым зацеплением, связанным с выходом трансмиссии транспортного средства. Первые Volkswagen Beetle и многие мотоциклы, однако, используют кабель, приводимый в движение от переднего колеса.
Когда машина движется, редуктор спидометра поворачивает спидометр. Небольшой постоянный магнит, который крепится к спидометру, вступает во взаимодействие с небольшой алюминиевой чашечкой (называемой скоростной стрелкой), прикрепленной к валу указателя на конструкции аналогового спидометра. Когда магнит вращается вблизи чашки, меняющееся магнитное поле создает вихревые токи в чаше, которые сами производят еще одно магнитное поле. Смысл заключается в том, что магнит оказывает крутящий момент на чашку, «перетаскивая» ее и, следовательно, указатель спидометра, в направлении ее вращения без механического соединения между ними.
Вал указателя удерживается к нулю с помощью мелкой торсионной пружины. Крутящий момент на чашке увеличивается со скоростью вращения магнита. Таким образом, увеличение скорости автомобиля будет скручивать указатель чашки и спидометра на пружину. Указатель будет поворачиваться до тех пор, пока крутящий момент вихревых токов на чаше не будет сбалансирован противоположным крутящим моментом пружины, а затем остановится. Учитывая, что крутящий момент на чашке пропорционален скорости автомобиля, а отклонение пружины пропорционально крутящему моменту, угол указателя также пропорционален скорости, так что одинаково разнесенные маркеры на циферблате могут использоваться для отметок скорости. При заданной скорости указатель останется неподвижным и укажет на соответствующее число на циферблате спидометра.
Возвратная пружина калибруется так, что заданная скорость вращения кабеля соответствует определенной скорости на спидометре. Эта калибровка должна учитывать несколько факторов, в том числе соотношение передач хвостового шкива, которые приводят в действие гибкий кабель.
Одним из основных недостатков вихретокового спидометра является то, что он не может показать скорость автомобиля при работе в передаче заднего хода.
Электронные спидометры
Многие современные спидометры являются электронными. В конструкциях, полученных из более ранних моделей с вихретоковым током, датчик вращения, установленный в коробке передач, обеспечивает ряд электронных импульсов, частота которых соответствует средней скорости вращения карданного вала, и, следовательно, скорость транспортного средства, если колеса имеют полную тягу. Датчик обычно представляет собой набор из одного или нескольких магнитов, установленных на выходном валу или (в коробке передач) дифференциального коленчатого вала, или зубчатого металлического диска, расположенного между магнитом и датчиком магнитного поля. По мере поворота рассматриваемой части магниты или зубцы проходят под датчиком, каждый раз создавая импульс в датчике, поскольку они влияют на прочность магнитного поля, который он измеряет.
В качестве альтернативы, особенно в автомобилях с мультиплексной проводкой, некоторые производители используют импульсы, поступающие от датчиков колеса ABS. Большинство современных электронных спидометров имеют дополнительную способность по вихревому типу, чтобы показать скорость транспортного средства при движении на задней передаче.
Компьютер преобразует импульсы в скорость и отображает эту скорость на электронно управляемой, аналоговой игле или цифровом дисплее. Импульсная информация также используется для других целей с помощью системы управления ECU, например, запускает ABS или контроль тяги, вычисляет среднюю скорость отключения или увеличивает счетчик одометра вместо того, чтобы он поворачивался непосредственно с помощью кабеля спидометра.
