Как работают спидометры

На приборной панели вашего автомобиля расположены различные датчики и измерительные приборы, включая датчик давления масла, температуры охлаждающей жидкости, датчик уровня топлива, тахометр и многое другое. Но самый заметный индикатор — и, возможно, самый важный, по крайней мере, с точки зрения того, сколько раз вы смотрите на него во время вождения — это спидометр.

Задача спидометра - показывать скорость вашего автомобиля. В аналоговых спидометрах используется стрелка, указывающая на определенную скорость, которую водитель считывает в виде цифры, напечатанной на циферблате.

Типы спидометров

Отто Шульце, изобретатель из Германии, подал первый патент на вихретоковый спидометр в 1902 году. Шульце задумал революционное устройство как решение растущей проблемы. Автомобили не только становились все более популярными, но и передвигались быстрее. Максимальная скорость среднего автомобиля сразу после начала 20-го века составляла 30 миль в час, медленно по сегодняшним стандартам, но невероятно быстро в то время, когда большая часть мира все еще двигалась в неторопливом темпе кареты, запряженной лошадьми. В результате количество серьезных аварий начало резко увеличиваться.

Изобретение Шульце позволило водителям точно видеть, с какой скоростью они едут, и соответствующим образом вносить коррективы. В то же время многие страны установили ограничения скорости и привлекли сотрудников полиции для обеспечения их соблюдения.

Вихретоковый спидометр

Чтобы измерить скорость автомобиля, нужно уметь измерять частоту вращения колес или коробки передач и передавать эту информацию на какой-нибудь датчик. В большинстве автомобилей измерение происходит в трансмиссии. А задача измерения частоты вращения, создаваемой трансмиссией, ложится на то, что называется приводным тросом.

Приводной трос через спиральную передачу крепится к постоянному магниту. Магнит находится внутри металлической детали в форме чашки, известной как speed cup. Регулятор скорости прикреплен к игле, которая удерживается на месте с помощью волосковой пружины. Стрелка видна в кабине автомобиля, как и циферблат спидометра, который отображает диапазон чисел от нуля до верхнего предела, который может варьироваться в зависимости от марки и модели.

При вращении магнита создается вращающееся магнитное поле, создающее силы, действующие на измеритель скорости. Эти силы вызывают протекание электрического тока в чашке в виде небольших вращающихся вихрей, известных как вихревые токи. В некоторых приложениях вихревые токи представляют собой потерю мощности и поэтому нежелательны.

Но в случае спидометра вихревые токи создают тормозной момент, который воздействует на регулятор скорости. Чашка и прикрепленная к ней стрелка поворачиваются в том же направлении, что и магнитное поле, но только настолько, насколько это позволяет волосковая пружина. Стрелка на индикаторе скорости останавливается, когда противодействующая сила волосковой пружины уравновешивает силу, создаваемую вращающимся магнитом.

Электронный спидометр

Электронный спидометр получает свои данные от датчика скорости транспортного средства (VSS), а не от приводного кабеля. VSS монтируется на выходном валу коробки передач или на коленчатом валу и состоит из металлического диска с зубьями и стационарного датчика, охватывающего магнитную катушку.

Когда зубцы проходят мимо катушки, они "прерывают" магнитное поле, создавая серию импульсов, которые отправляются на компьютер. За каждые 40 000 импульсов от VSS пробег и общий пробег увеличиваются на одну милю. Скорость также определяется по частоте входных импульсов. Электронная схема автомобиля предназначена для отображения скорости либо на цифровом экране, либо на обычной аналоговой системе с иглой и циферблатом.