Какой прибор измеряет число оборотов двигателя

Для чего нужен тахометр в машине, как он работает и его виды

Принцип работы тахометра заключается в трансформации поступательного действия во вращение, скорость которого измеряется в оборотах в минуту.

Работает тахометр по такому принципу:

1. Водитель давит на педаль газа.
2. Топливо поступает в камеру сгорания.
3. Здесь происходит расширение имеющихся газов.
4. Это приводит в действие шатуны коленчатого вала.
5. Начинают работать поршни.
6. На табло появляется количество оборотов коленчатого вала.

В видео подробно рассказано о том, что такое тахометр, как он работает и какие измерения отображает. Взято с канала «Avto-blogger. ru».

Зачем он нужен в автомобиле

В ответ на поставленный вопрос хочется сразу же сказать — грамотное использование тахометра позволяет использовать возможности двигателя на все 100%, но абсолютно без ущерба для последнего.

— пример самостоятельной установки и подключения тахометра:

Если посмотреть на технические характеристики любого автомобиля, можно увидеть, что в описании его параметров существуют такие строки как максимальная мощность и наибольший крутящий момент. Причем оба этих показателя базируются на значениях, зависящих от оборотов двигателя.

Например: «125 л.с. при 3500 об/мин» или «470 Нм при 4000 об/мин». Это означает, что двигатель развивает максимальную заявленную для него мощность именно при такой частоте вращения коленчатого вала (или, соответственно, наибольшее тяговое усилие). А до и после указанных значений мощность или усилие будут меньшими.

Таким образом, поддерживая обороты коленчатого вала двигателя в пределах, указанных в спецификации, вовремя переключая передачи, можно получить, например, наилучший разгон — весь «табун лошадей» будет задействован.

Однако, увлекаясь максимальными ускорениями, не стоит забывать и об экономичности, а также ресурсе двигателя.

Максимальная мощность подразумевает несколько повышенный расход топлива, хотя и ниже, нежели «перекручивая» двигатель. Поэтому, используя при движении обороты несколько ниже максимальных по мощности, можно получить достаточно серьезную экономию, особенно при поездках на дальние расстояния.

Плюсом такой эксплуатации является и увеличение ресурса ДВС, ибо максимальная мощность подразумевает и максимальный износ.

Важно! Частое и чрезмерное снижение оборотов двигателя не только не приводит к экономии топлива, а наоборот — к увеличению расхода. А также значительному уменьшению ресурса самого ДВС.

Итак, что же мы выяснили? Наличие тахометра в автомобиле позволяет как минимум:

• получить максимальную мощность;
• получить наилучшее тяговое усилие;
• экономить топливо;
• увеличить ресурс двигателя.

Виды тахометров

Приборы отличаются принципом работы и подразделяются на следующие виды:

• механический;
• цифровой;
• аналоговый.

Механический

Этот вид имеет наибольшее число погрешностей. Точность измерений составляет 500 оборотов в минуту, что объясняется несовершенным механизмом действия. В его основе лежит создание электромагнитного поля. Тахометр напрямую соединён с коленчатым валом с помощью тросика, по которому проходят импульсы к подвижной катушке.

Аналоговый

Аналоговый тахометр является усовершенствованным видом механического устройства. Разница заключается в отсутствии специального троса. Импульсы поступают непосредственно на подвижную катушку (чем их больше, тем сильнее магнитная индукция). Точность измерений оборотов коленвала колеблется в пределах от 100 до 500 в минуту.

Составляющие компоненты устройства:

• магнитная катушка;
• микросхема;
• градуированная шкала;
• стрелка.

Цифровой

Прибор подключён к катушке зажигания, как и аналоговый — напрямую. Отличие заключается в том, что он принимает частоту сигналов и их интервал (вместо импульсов). Высокую точность показателей обеспечивают данные одновременно с двух сторон — от датчиков коленного вала и холостого хода. Полученные показатели суммируются, вычисляется среднее значение, которое появляется на экране прибора.

Состоит цифровое устройство из следующего:

• оптрон (диагностика клапанов холостого хода);
• АЦП 8 разрядов;
• процессора;
• панели;
• датчика температуры жидкости.

Точность измерения составляет 100 оборотов в минуту.

Устройство автомобилей



Спидометр информирует водителя о скорости движения автомобиля и пройденном пути, и объединяет два измерительных устройства — указатель скорости и счетчик пройденного пути, называемый одометром.

Спидометр является важным контрольно-измерительным прибором, поскольку информирует водителя о безопасном режиме движения, поэтому эксплуатация автомобиля с неисправным спидометром запрещается правилами дорожного движения.

Считается, что спидометр (от английского «speed» — скорость) изобрел в 1801 году наш соотечественник — крепостной механик-самоучка Егор Кузнецов. Он приспособил к конному экипажу счётчик собственной конструкции, позволяющий не только подсчитывать число пройденных саженей и вёрст, но и скорость движения.

Диковинка, которую назвали «верстометром» была показана императору Александру I и некоторое время забавляла придворных. Затем, как это часто бывало в России, «верстометр» был надолго забыт.

И лишь спустя две сотни лет сотрудники Санкт-Петербургского Эрмитажа обнаружили это уникальное устройство в одном из хранилищ знаменитого музея.

Его удалось реставрировать и выставить в музейной экспозиции.

На автомобиль первый прибор для измерения скорости был установлен в 1901 году.

Вплоть до 1910 года спидометр считался диковинной вещью и устанавливался в качестве необязательной опции, лишь спустя годы автозаводы стали включать его в обязательную комплектацию автомобилей.

Конструкция спидометра, изобретенная в 1916 году Николой Тесла, дошла до нынешних дней, практически не претерпев изменений.

В качестве привода спидометров используется электропривод или гибкий вал (механический привод, который обычно называют «тросиком спидометра»). Тип привода спидометра зависит от удаленности прибора и места его присоединения к трансмиссии автомобиля.

Гибкие валы для привода рекомендуют устанавливать, если длина трассы не превышает 3,55 метра. При большей длине трассы рекомендуется электропривод. Привод спидометра осуществляется от ведомого вала коробки передач или раздаточной коробки.

Для этого в узле, от которого осуществляется привод, устанавливается редуктор, передаточное число которого выбирают в зависимости от передаточного числа главной передачи и радиуса качения колеса автомобиля.
Редуктор соединяют со спидометром либо механическим путем (гибким валом), либо электрическим (посредством специального датчика).

Сигнал с редуктора (или приводимого от редуктора датчика) поступает на спидометр, где преобразуется в соответствующую информацию.

Дополнительную информацию об автомобильных спидометрах и их приводах можно получить здесь.

Спидометры с механическим приводом (от гибкого вала)

Все спидометры с приводом от гибкого вала имеют одинаковый принцип действия и отличаются лишь особенностями исполнения скоростного и счетного узлов и внешним оформлением.

На рис. 1 приведен спидометр с механическим приводом (от гибкого вала), который приводится в действие от входного валика 1 с гнездом квадратного сечения, в которое вставляется квадратный наконечник гибкого вала. На другом конце входного валика закреплены постоянный магнит 5 и термокомпенсационная шайба (магнитопровод) 4. Магнит 5 намагничен так, что его полюсы направлены к краям диска.

Рис. 1. Спидометр с приводом от гибкого вала: 1 — входной валик; 2 — фетровый фитиль; 3 — заглушка; 4 — шайба; 5 — магнит; 6 — катушка; 7 — экран; 8 — ось; 9 — рычажок; 10 — спиральная пружина; 11 — стрелка; 12, 13 — валики

На оси 8, свободно вращающейся в двух подшипниках, с одной стороны закреплена стрелка 11, а с другой – катушка 6. Катушка чаще всего выполняется в виде чаши, которая с некоторым зазором охватывает магнит 5. Катушка изготовляется из немагнитного материала, например из алюминия.

Снаружи катушка 6 закрыта экраном 7 из магнитомягкого материала, который концентрирует магнитное поле магнита 5 в зоне катушки.
Со стороны стрелки к оси 8 одним концом прикреплена спиральная пружина 10.

Другой конец пружины прикреплен к рычажку 9, поворотом которого можно регулировать натяжение спиральной пружины.

При движении автомобиля от гибкого вала приводится во вращение входной валик 1 и вместе с ним магнит 5. При этом его магнитный поток, пронизывая катушку 6, наводит в ней вихревые токи, которые вызывают образование магнитного поля катушки.

Два магнитных поля (магнита и катушки) взаимодействуют между собой таким образом, что на катушку действует крутящий момент, направление которого противоположно моменту, создаваемому пружиной.

В результате катушка вместе с осью и стрелкой повернется на угол, при котором возрастающий момент сил упругости пружины станет равным моменту магнитных сил, действующих на катушку.

Так как крутящий момент катушки пропорционален скорости вращения магнита, а, следовательно, и скорости движения автомобиля, угол поворота катушки и стрелки с увеличением скорости возрастают.

Термокомпенсационная шайба 4, установленная вместе с магнитом 5, нейтрализует влияние изменения температуры окружающей среды на сопротивление катушки. Увеличение сопротивления катушки приводит к уменьшению наводимых в ней токов и вызываемого ими магнитного потока. Шайба 4 при этом обеспечивает увеличение магнитного потока, пронизывающего катушку путем изменения магнитной проницаемости.

Валик 1 большинства спидометров снабжен масленкой, установленной в хвостовой части спидометра. Она состоит из заглушки 3 с отверстием, и расположенным под ней фетровым фитилем 2, который пропитан маслом и смазывает валик.

Привод счетного узла осуществляется от входного валика 1 через валики 12 и 13 посредством трех понижающих червячных передач, соединенных последовательно. Червячные передачи обеспечивают передаточное отношение 624 или 1000.

По конструкции счетные узлы бывают с внешним и внутренним зацеплением счетных барабанчиков. Обычно счетный узел содержит шесть барабанчиков, которые свободно насажены на одной оси.
При внешнем зацеплении (рис.

2) каждый барабанчик 7 с одной стороны имеет 20 зубцов 4, находящихся в постоянном зацеплении с зубцами трибок 8, также свободно вращающихся на своей оси.
Со стороны, противоположной зубчатой, барабанчики, кроме крайнего левого, имеют два зубца 5 с впадиной между ними. Каждая трибка имеет шесть зубцов.

Три зубца трибки со стороны двух зубцов 5 барабанчиков укорочены по ширине через один.

Рис. 2.

Счетный узел с внешним зацеплением: 1, 3 — длинные зубья трибки; 2 — укороченный по ширине зубец трибки; 4 — зубцы барабанчика; 5 — два зубца барабанчика; 6 — выемка, укорачивающая зубец трибки; 7 — барабанчик; 8 — трибка

Крайний правый барабанчик постоянно приводится во вращение червячной передачей. Когда два зубца 5 подходят к укороченному зубцу трибки, они захватывают его и поворачивают на 1/3 оборота. При этом следующий барабанчик поворачивается на 1/10 оборота.

Повернувшаяся трибка после поворота устанавливается так, что при следующем проходе зубцов 5 они опять захватят укороченный зубец.

Остановиться в другом положении трибка не может, так как этому мешают длинные зубцы, скользящие по цилиндрической части барабанчика.

Таким образом обеспечивается поворот каждого барабанчика на 1/10 при полном повороте предыдущего. При такой конструкции через каждые 100 тыс. оборотов начального (правого) барабанчика, полный оборот которого соответствует 1 км пробега автомобиля, все барабанчики возвращаются в исходное положение, и отсчет показаний начинается с нуля.

На рис. 2 приведено устройство спидометра 16.3802, устанавливаемого на автомобили марки УАЗ. Спидометр 16.3802 механический, с приводом с помощью гибкого вала от раздаточной коробки. Состоит из стрелочного указателя скорости движения автомобиля и суммарного счетчика пройденного пути. Оснащен индикатором включения дальнего света фар.

Рис. 2.

Спидометр автомобиля УАЗ: 1 — приводной валик; 2 — фильц с запасом смазки; 3 — отверстие для смазки; 4 — постоянный магнит; 5 — катушка; 6 — возвратная пружина стрелки; 7 — регулировочная пластина натяжения пружины; 8 — подшипник оси стрелки; 9 — кронштейн барабанчиков; 10 — стрелка; 11 — ось стрелки; 12 — ось барабанчиков; 13 — шестерня счетного барабанчика; 14 — корпус механизма; 15 — промежуточный червячный валик; 16 — горизонтальный червячный валик; 17 — экран; 18 — стойка стрелки; 19 — кронштейн трибки; 20 — трибка; 21 — счетный барабанчик; 22 — запорная пластина

Основные характеристики спидометра 16.3802:

• Диапазон показаний скорости, км/ч: 0-120;
• Цена деления, км/ч: 5;
• Емкость счетчика пройденного пути, км: 99999,9;
• Число оборотов приводного вала, соответствующее 1 км пробега: 624;
• Посадочный диаметр кожуха (мм): 100;
• Присоединительные размеры с гибким валом, мм: М18×1,5 квадрат 2,67;
• Масса, кг: 0,54.

Спидометры с электроприводом

Спидометры с электроприводом имеют такие же магнитоиндукционный и счетный узлы, как и спидометры с механическим приводом.

Электропривод спидометра состоит из датчика, который устанавливается на коробке передач, электродвигателя, вращающего приводной валик магнитоиндукционного узла указателя и устройства электронного управления электродвигателем.

Электродвигатель и устройство управления смонтированы в одном корпусе с магнитоиндукционным узлом.

Датчик электропривода представляет собой трехфазный генератор переменного тока, ротором которого служит постоянны четырехполюсный магнит. Как и гибкий вал, ротор датчика приводится во вращение от ведомого вала коробки передач.

При вращении ротора в каждой фазе статора, соединенного «звездой» (рис. 4), вырабатывается переменная синусоидальная ЭДС, частота которой пропорциональна частоте вращения вала КПП, а значит, и скорости движения автомобиля.

Сигнал каждой фазы статора управляет транзисторами VT1, VT2 и VT3, работающих в режиме электрического ключа.

Цепи коллектор-эмиттер транзисторов включены в цепи фазных обмоток трехфазного синхронного двигателя. Ротором электродвигателя служит четырехполюсный постоянный магнит.

Когда с фазной обмотки датчика на базу соответствующего транзистора поступает положительная полуволна ЭДС, он открывается, и по соответствующей фазной обмотке электродвигателя будет протекать ток.

Так как фазные обмотки датчика сдвинуты на 120˚, то открытие транзисторов будет также сдвинуто во времени. Поэтому магнитное поле статора электродвигателя, создаваемое его обмотками, сдвинутыми также на 120˚, будет вращаться с частотой вращения ротора датчика.

Вращающееся магнитное поле статора, воздействуя на постоянный магнит ротора, приводит его во вращение с той же частотой.

Резисторы R1 – R6 в схеме электронного ключа улучшают условия переключения транзисторов.

***



Приборы, измеряющие частоту вращения коленчатого вала, делятся на тахометры, фиксирующие число оборотов в минуту в данный момент, и тахоскопы – счетчики, показывающие число оборотов вала за определенный момент времени. Тахоскопы используются при испытаниях двигателей после капитального ремонта, и на автомобилях не устанавливаются.

Тахометры применяются на автомобилях, если есть необходимость в контроле частоты вращения коленчатого вала двигателя.

По принципу действия манометры бывают центробежные, электрические, электронные (импульсные), магнитные (индукционные), стобоскопические и др.

На автомобилях наиболее широкое применение получили электрические тахометры, обеспечивающие дистанционное измерение частоты вращения коленчатого вала.

На дизелях привод тахометра осуществляется от распределительного вала двигателя с помощью гибкого вала или электропривода. Тахометры магнитоиндукционного типа, устанавливаемые для контроля частоты вращения коленчатого вала дизеля, имеют электропривод. Их конструкция аналогична конструкции спидометра с электроприводом. Отличаются они отсутствием счетного узла.

На карбюраторных двигателях для контроля частоты вращения коленчатого вала обычно устанавливаются электронные тахометры, принцип действия которых основан на измерении частоты импульсов, возникающих в первичной цепи системы зажигания при размыкании первичной цепи.

Схема электронного тахометра (рис. 5) обеспечивает измерения частоты прерывания тока в первичной цепи системы зажигания.

Рис. 5. Схема электронного тахометра

Состоит схема из трех узлов: узла формирования запускающих импульсов, узла формирования измерительных импульсов и стрелочного магнитоэлектрического прибора.
На вход тахометра поступает входной сигнал I из первичной цепи системы зажигания.

Узел формирования запускающих импульсов, состоящий из резисторов R1, R2, конденсаторов С1, С2, С3, С4 и стабилитрона VD1, выделяет из имеющего форму затухающей синусоиды сигнала I сигнал II, имеющий форму одиночного импульса, который поступает на базу транзистора VT1 узла формирования измерительных импульсов.

В исходном состоянии транзистор VT2 открыт, так как через резисторы R11, R10 и R5 по нему протекает ток базы, а конденсатор С5 заряжен.

Транзистор VT1 в это время закрыт, так как потенциал его эмиттера, вызванный значительным падением напряжения на резисторе R5, больше потенциала базы.
Когда положительный импульс II поступает на базу транзистора VT1, он открывается.

Конденсатор С5 разряжается через открытый транзистор VT1, создавая на базе транзистора VT2 отрицательное смещение, которое его запирает.

Транзистор VT1 поддерживается открытым током базы, протекающим через резисторы R11, R9, R8 и R5. Открытый транзистор VT1 обеспечивает протекание тока по измерительному прибору через резисторы R11, R7, R3 и R5.

Длительность импульса III тока, протекающего по измерительному прибору, определяется временем разряда конденсатора С5.

После разряда конденсатора С5 транзистор VT2 открывается, так как исчезает отрицательное смещение на его базе, а транзистор VT1 закрывается.

Частота импульсов III тока равна частоте размыканий первичной цепи системы зажигания. Эффективное значение импульсов тока Iэф, пропорциональное их частоте, показывает прибор.

Переменным резистором R7 при настройке регулируют амлитуду импульсного тока.
Терморезистор R3 компенсирует температурную погрешность прибора.
Диод VD2 служит для защиты транзистора VT1.
Стабилитрон VD3 обеспечивает стабилизацию напряжения питания прибора.

***

Система зажигания двигателя



Олимпиады и тесты

Прибор для измерения частоты вращения вала двигателя

Важнымпараметром режима работы авиационногодвигателя является частота вращениявала его винта, компрессора или турбины.Этот параметр характеризуетне только техническое состояниедвигателя,но главным образом режимего работы.От него существенно зависит тяга(мощность), развиваемая двигателем.

Приборы,измеряющие частоту вращения, называютсятахометрами.Самолетные тахометры служат для измерениячастот вращения коленчатого валапоршневого двигателя (до 4000 об/мин) иливала турбины газотурбинного двигателя(до 20000 об/мин).

Вращательноедвижение вала может быть охарактеризованочастотой nего вращения и угловой скоростью ωвращения.

Единицейизмерениячастотывращенияявляется оборот в секунду, а угловойскорости -радиан в секунду.

Размерностьюобеих величин в системе СИ являетсясекунда в минус первой степени (с-1).Взаимосвязь частоты вращения и угловойскорости вращения описывается уравнением

ω=2π n

или,если n представляется в оборотах вминуту,

ω=n

Методы измерения частоты вращения:

Центробежный

Основанна использовании зави­симостицентробежной силы F, возникающей привращении те­ла, от измеряемой угловойско­рости ωx

Часовой

Основан на подсчетеколичества оборотов исследуемогообъекта за выбранный интервал времени,задаваемый часовым механизмом ЧМ

Резонансный

Основанна совпадении известной частотысобственных колебаний эталонногорезонатора, соответствующей определенномузначению угловой скорости, с частотойколебаний, возбуждаемых исследуемымобъектом

Стробоскопический

Основан наиспользовании стробоскопическогоэффекта, возникающего при импульсномосвещении исследуемого объекта

Магнитоиндукционный

Основанна взаимодействии магнитного поля,вращаемого со скоростью, пропорциональнойизмеряемой угловой скорости, с полемвихревых токов, наводимых при этом вчувствительном элементе ЧЭ

Постоянного тока

Основан назависимости выходного напряжениягенератора постоянного тока от скоростивращения его якоря, соединенного сисследуемым объектом. Состоит изтахогенератора постоянного тока, линиисвязи, и вольтметра

Частотноимпульсный

Основанна зависимости выходного напряжениягенератора переменного тока от скоростивра­щения его ротора, соединенного сисследуемым объектом, и состоит изтахогенератора переменного тока, линиисвязи, преобразователя частоты в среднеезначение напряжения вольтметра

Поплавковый

Основанна зависимости уровня жидкости в сосуде,вращающемся с угловой скоростьюисследуемого объекта, от скоростивращения жидкости

Фрикционныйжидкостный

Основанна зависимости силы, с которой жидкостьувлекает твердое тело, от скоростивращения этой жидкости

Наибольшеераспространение получили магнитоиндукционныетахометры благодаря их простоте илинейной статической характе­ристике.

Магнитоиндукционные тахометры

Действиемагнитоиндукционных тахометров основанона измерении сил, возникающих в результатевзаимодействия вращающегося магнитногополя с индукционными токами, наведеннымиэтим полем в сплошном металлическомроторе.

Вращающеесямагнитное поле создается намагниченнымпо диаметру постоянным магнитом 1,вращающимся вместе с валом 5, частотавращения которого измеряется. Расположенныйво вращающемся магнитном полечувствительный элемент 2 в видетонкостенного металлического цилиндраукреплен на отдельной оси, сосной с осьюмагнитной системы, и удерживается отвращения спиральной пружиной 3.

Привращении магнитной системы с угловойскоростью ωв стенках цилиндра наводится ЭДС,вызывающая ток, замыкающийся в телецилиндра.

Взаимодействуяс магнитным полем, этот ток создаетвращаю­щий момент, пропорциональныйскорости вращения магнита и стре­мящийсяувлечь цилиндр вслед за вращающейсямагнитной систе­мой.

Поддействием вращающего момента цилиндрповорачивается и закручивает спиральнуюпружину 3, которая создает противодействующиймомент, пропорциональный углу закручивания.Угол отклонения стрелки 4 будетпропорционален угловой скоростипостоянного магнита.

Принципиальнаясхема магнитоиндукционного тахометра

Постоянный магнитобычно выполняют многополюсным, причемдля увеличения магнитной индукциивокруг цилиндра 2 располагают магнитныйэкран, вращающийся вместе с магнитом(на рисунке не показан). Цилиндрчувствительного элемента часто выполняютв виде металлического диска.

Магнитоиндукционныетахометры выполняют дистанционными,соединив

тахометр электрическойдистанционной передачей с валом, частотувращения которого нужно измерить.

Схема дистанционногомагнитоиндукционного тахометра:

1— магнит генератора; 2 — магнит-ротор синхронного двигателя; 3 — гистерезисный диск; 4 — постоянный магнит; 5 — диск ЧЭ; 6 — противодействующая пружина; 7 — магнит демпфера; 8 — диск демпфера; 9 — стрелка; 10 — обмот­ка генератора;11 — статорная обмотка синхронногоэлектродвигателя

В статорной обмотке 11синхронного двигателя указателясоздается вращающееся магнитное поле, вызывающее вращение ротора, состоящего из постоянного магнита 2 и гистерезисного диска 3, посаженного на общий вал.

Этот диск выполняет роль «беличьего колеса» и служит для асинхронногозапуска синхронного двигателя. Диск 3приводит вал ротора во вращение соскоростью, близкой к синхронной, после чего постоянный магнит входит в синхронизм и обеспечивает синхроннуюработу двигателя.

Постоянныймагнит 2 свободно помещен на валу исоединен с ним пружиной, через которуюпередает вращение валу синхронногодвигателя указателя. Благодаря этому магнит может свободносделать один оборот и только в концеэтого оборота передать вра­щение валудвигателя. Это дает возможность двигателювойти в синхронный режим еще до того,как он воспримет на себя полную нагрузку.

На конце валасинхронного двигателя укреплен магнитныйузел, состоящий из двух плат сзапрессованными в них цилиндрическимимагнитами. На схеме условно показандвухполюсный магнит 4.

Чувствительныйэлемент в виде диска 5 находится ввоздушном зазоре магнитного узла.Пружина 6 создает противодействующиймомент.

Дляустранения колебаний стрелки в прибореимеется демпфи­рующее устройство,состоящее из неподвижного магнитногоузла 7, аналогичного магнитному узлу 4,и металлического диска 8, укрепленногона оси стрелки.

Тахометр автомобильный — как он работает?

Многие водители не замечают многих приборов, расположенных на панели автомобиля. Однако, автомобильные конструкторы не стали бы устанавливать то, что водителю совершенно не нужно.

Одним из таких приборов является автомобильный тахометр.

В этой статье мы расскажем вам, что такое тахометр, какие виды тахометров существуют, как подключаются, где устанавливается и для чего нужен датчик тахометра?

Принцип работы тахометра

Тахометр – это прибор, который предназначен для отображения числа оборотов двигателя (частоты вращения коленчатого вала). Те, кто не разбирается в механической части мотора, должны знать принцип работы двигателя внутреннего сгорания, чтобы понять, для чего предназначен тахометр.

В основе работы любого двигателя лежит преобразование поступательного движения во вращательное. Это происходит за счет расширения газов в камере сгорания и приведения в действие специальных поршней, которые раскручивают шатунами коленчатый вал двигателя. Обороты коленвала, как раз, и будут считаться оборотами двигателя, которые показывает тахометр.

При нажатии на педаль газа, количество топлива, подаваемое в камеру сгорания двигателя, увеличивается и давление, оказываемое на поршни, повышается. Соответственно, увеличивается частота вращения коленвала и показания тахометра становятся выше.

Для чего нужен тахометр в автомобиле

Опытные водители знают, что правильное использование тахометра позволяет задействовать все возможности двигателя на максимум, при этом, сохраняя его ресурс.

Если внимательно рассмотреть параметры некоторых двигателей, то можно обнаружить такие показатели, как максимальная мощность, а также наибольший крутящий момент. Основой этих показаний всегда было, есть и будет число оборотов коленчатого вала, которое отображено на тахометре.

Чтобы вам было понятнее, постараемся привести элементарный пример. В технической документации двигателя указано: «135 л.с. при 3500 оборотах в минуту». То же самое может означать и «420 Нм при 4000 оборотах в минуту».

Все эти цифры означают, что двигатель будет развивать наиболее эффективный разгон или тяговое усилие только при таких оборотах коленчатого вала.

Если же частота вращения будет ниже или выше установленного значения, то коэффициент полезного действия будет меньшим, соответственно, автомобиль будет идти тише.

Данные параметры нужны водителю, когда он переключает передачи на КПП. Если разгонять мотор именно до таких оборотов и сразу же включать следующую передачу, то можно получить самый эффективный разгон.

Тем не менее, все же не стоит слишком часто применять такой разгон мотора. Дело в том, что при увеличении числа оборотов, увеличивается и расход потребляемого топлива.

Кроме того, слишком большие обороты могут привести к ускорению износа многих деталей двигателя и скорейшему загрязнению масла в картере.

Поэтому, многие эксперты советуют немного «не докручивать» двигатель до максимальной мощности, тем самым, создать более экономный и эффективный расход топлива.

Вот так тахометр помогает осуществлять грамотное переключение передач и сохранить ресурс двигателя на более долгий срок.

Тахометр. Виды и устройство. Применение и найти неисправность

Тахометр – это измерительное устройство используемое для определения частоты вращения подвижных деталей в механизмах и агрегатах. Обычно результаты его замеров вычисляются количеством оборотов в минуту.

Устройство используется в автомобилях, мотоциклах, тракторах, комбайнах, морских и речных судах, самолетах, вертолетах и прочей технике с двигателем внутреннего сгорания.

Его наличие позволяет контролировать пределы нагрузки в работе мотора, для увеличения его срока службы.

Зачем нужен тахометр в автомобиле

Устройство можно встретить на приборной панели практически каждого автомобиля за редким исключением. Оно используется водителем для контроля за работой двигателя. Дело в том, что эксплуатация мотора на повышенных оборотах несет опасность его повреждения. Следя за тахометром можно регулировать нажатие педали газа таким образом, чтобы коленвал оборачивался в безопасном режиме.

Наличие тахометра в автомобиле обеспечивает:

• Продления срока эксплуатации мотора.
• Оптимизацию расхода горючего.
• Выбор правильного режима езды в зависимости от нагрузки.
• Исключение ударного воздействия на трансмиссию при переключении передач.

Тахометры автомобилей имеют цифровую шкалу, последние числа и деления на которой отмечены красным цветом. Так на приборе выделяются критические обороты для данного двигателя.

При достижении такого рабочего уровня коленчатый вал вращается на придельной для мотора скорости. Это сопровождается ускорением нагрева и увеличением вибрации, что способно вывести из строя поршневую группу, клапана, ГРМ и т.д.

Глядя на тахометр, водитель может предотвратить такую нагрузку и вовремя перейти на более высокую передачу, сбросив при этом педаль газа.

После определенного предела оборотов, разного для каждого двигателя, тот начинает более интенсивно сжигать горючее. Контролируя вращение коленвала по тахометру, можно не допускать режим работы, при котором автомобиль начнет потреблять больше топлива.

С помощью тахометра подбираются оптимальные обороты двигателя для начала движения или подъема под гору. От этих данных зависит и удачный момент для переключения между передачами.

Показания тахометра особенно важны при вождении автомобиля с прицепом. В технической документации к машине можно увидеть информацию такого рода «120 лошадиных сил при 3500 об/мин».

При достижении именно такого вращения коленвала можно добиться от двигателя самого высокого тягового усилия.

То есть, двигаясь под гору в режиме 3500 об/мин, а не больше, можно безопасно для двигателя вытянуть нагрузку.

В автомобилях без тахометра контролировать нагрузку на двигатель приходится на слух, что при достаточной звукоизоляции салона сложно. Водителю нужно определять усиление по реву двигателя и только в этот момент переходить на более высокую передачу.

Устройство и виды тахометров

Главной частью прибора является датчик, установленный непосредственно возле коленчатого вала. Он считывает частоту вращения коленвала и с помощью электрических импульсов или механических связующих передает информацию на панель.

Существует 3 типа тахометров:

1. Механические.
2. Аналоговые.
3. Цифровые.

От датчика зависит точность измерения оборотов. Он фиксирует угловое положение коленвала в определенный момент времени. Обычно его устанавливают возле маховика.

Механический тахометр

Это самое простое устройство, которое уже не используется. Его еще можно встретить на старых авто и мотоциклах.

В основе конструкции предусматривается использование тросика, который подключается к распредвалу или коленвалу. Его задача заключается в передаче крутящего момента на приемный механизм устройства, связанный со стрелкой.

Отклонение последней на определенный угол и позволяет определять фактические обороты в текущий момент.

Такие устройства применялись на старых низкооборотистых двигателях, поэтому цена их деления обычно составляла всего 250 оборотов в минуту. Главный недостаток подобных приборов в их низкой точности, что связано со спецификой передачи — применением тросика. Поскольку тот состоит из витой проволоки, то может скручиваться.

Это приводит к неправильному вычислению передаточного момента шестеренок. Уровень погрешности механических тахометров может достигать 500 оборотов в минуту. Также существенным недостатком является изнашивание тросика. Чем дольше он используется, тем выше становится погрешность.

При его перетирании процесс замены сопровождается целым рядом трудностей.

Аналоговый

Такое устройство является более современным, но тоже уже практически не устанавливается на современные автомобили. Его можно встретить на почти всех старых машинах возрастом от 20 лет.

Аналоговый тахометр внешне очень похож на механический. Он также имеет циферблат со стрелкой, которая указывает на количество оборотов.

При этом отличается сам механизм связи между стрелкой и датчиком на коленвале.

Прибор состоит из четырех главных деталей:

• Магнитная катушка.
• Датчик.
• Размеченная шкала оборотов.
• Стрелка.

Установленный на коленчатом вале датчик считывает количество его оборотов.

В результате формируется электрический сигнал, передаваемый по проводам на катушку. Та под воздействием магнитного поля отклоняет стрелку, указывающую на шкалу.

Фактически повторяется устройство практически каждого аналогового измерительного прибора, используемого в автомобилях и авиации.

Аналоговые устройства намного надежнее механических, хотя они также имеют погрешность до 500 оборотов в минуту. Однако в их конструкции отсутствует слабый тросик.

Кроме этого установка аналогового тахометра происходит намного проще, поскольку в отличие от троса, провода возможно прокладывать под любыми углами.

Это позволяет выводить тахометры в любое место на панели приборов, даже если двигатель располагается в задней части авто.

Цифровой

Это современный тахометр, работающий с погрешностью до 100 оборотов в минуту. Датчик устройства подсчитывает количество оборотов и передает их на основную часть устройства в виде многочисленных сигналов. На приборной панели автомобиля количество сигналов отображается как обороты.

Основными составными частями цифрового тахометра являются:

• Процессор.
• Восьмиразрядный АЦП.
• Датчик.
• Экран.
• Оптрон.
• Электронная плата.

Результаты измерения оборотов двигателя в цифровом тахометре отображаются на дисплее. Это могут быть просто цифры или стилизованный циферблат со стрелкой. При выключенном зажигании тахометр выглядит как темный экран.

Определение неисправности тахометра

Единственным признаком того, что устройство перестало работать, являются скачки показаний оборотов двигателя на холостом ходу.

Также симптомом неисправности является положение стрелки на нулевой отметке даже во время нажатии педали газа. Второй симптом это явная неисправность тахометра.

Скачки же оборотов могут быть вызваны и неправильной работой системы зажигания или плохим качеством горючего.

Основной причиной неисправности обычно выступает плохой контакт электроцепей прибора. Для устранения поломки разбирается и прочищается вся контактная группа. С помощью тестера проверяются провода тахометра.

На работоспособность прибора могут влиять незначительные дефекты, поэтому даже малейшие следы коррозии на контактной группе удаляются. При необходимости нужно поджать места подключения контактов проводов. Также следует проверить массу электропроводки.

Если она плохая, то наблюдаются сбои с работой не только тахометра, но и прочих электроприборов. Если тахометр после проверки все равно продолжает работать плохо, то проверяется контактная группа на трамблере.

Существуют и другие способы устранения неполадок, но для их диагностики необходимо наличие специализированного оборудования, которого у обычного автовладельца просто нет.

Зачастую проблемы вызваны не самим тахометром, а электропроводкой авто в целом. В таком случае покупка другого устройства никак не повлияет на ситуацию. Поэтому все равно придется обращаться к автоэлектрику в сервисный центр.

Тот проверит высоковольтную проводку, сам датчик коленвала и т.д.

В зависимости от предусматриваемого способа монтажа существуют 2 типа тахометров:

Штатные являются стандартными устройствами, которые устанавливаются на приборную панель автомобиля и прочей техники еще на конвейере. Они имеют свои персональные размеры, поэтому тахометр с одного авто редко когда подойдет к другому.

На шкале устройства наносятся отметки с техническими возможностями оборотов конкретного двигателя с визуальным выделением опасной зоны. Штатные тахометры самые сложные в установке, поэтому в случае их поломки замена и диагностика сопровождается необходимостью разбора всей приборной панели автомобиля.

Как следствие потребуется не один час.

Выносные тахометры это внешние дополнительные приборы. Они используются для установки на транспорт, в конструкции которого изначально не предусматривается датчика оборотов. Их в основном покупают для малолитражных бюджетных авто.

Те в целях экономии очень часто не имеют тахометра, что осложняет вождение машины. Выносные устройства являются бесконтактными. Обычно они работают по лазерной технологии, поэтому устанавливаются очень легко.

Их конструкция предусматривает возможность закрепления на центральной консоли поблизости приборной панели.

Похожие темы:

Как определить обороты электродвигателя? Инструкция, формулы и таблицы расчета. Определяем мощность и частоту оборотов в домашних условиях

При покупке электродвигателя с рук рассчитывать на наличие технической документации к нему не приходится. Тогда встает вопрос о том, как узнать количество оборотов приобретаемого устройства. Можно довериться словам продавца, однако добросовестность не всегда является их отличительной чертой.

Тогда возникает проблема с определением числа оборотов. Решить ее можно, зная некоторые тонкости устройства мотора. Об этом и пойдет речь дальше.

Определяем обороты

Существует несколько способов измерения оборотов электродвигателя. Самый надежный заключается в использовании тахометра – устройства, предназначенного именно для этих целей. Однако такой прибор есть не у каждого человека, тем более, если он не занимается электрическими моторами профессионально. Поэтому существует несколько иных вариантов, позволяющих справиться с задачей «на глаз».

Первый подразумевает снятие одной из крышек двигателя с целью обнаружения катушки обмотки. Последних может быть несколько. Выбирается та, которая более доступна и расположена в зоне видимости. Главное, во время работы не допустить нарушения целостности устройства.

Когда катушка открылась взору, необходимо ее внимательно осмотреть и постараться сравнить размер с кольцом статора. Последний является неподвижным элементом электродвигателя, а ротор, находясь внутри него, осуществляет вращение.

Когда кольцо наполовину закрыто катушкой, число оборотов за минуту достигает 3000. Если закрывается третья часть кольца – число оборотов составляет примерно 1500. При четверти – число оборотов равно 1000.

Второй способ связан с обмотками внутри статора. Считается количество пазов, которые занимает одна секция какой-либо катушки. Пазы расположены на сердечнике, их число свидетельствует о количестве пар полюсов. 3000 оборотов в минуту будет при наличии двух пар полюсов, при четырех – 1500 оборотов, при шести – 1000.

Ответом на вопрос о том, от чего зависит количество оборотов электродвигателя, будет утверждение: от числа пар полюсов, причем это обратно пропорциональная зависимость.

На корпусе любого заводского двигателя имеется металлическая бирка, на которой указаны все характеристики. На практике такая бирка может отсутствовать или стереться, что немного усложняет задачу определения числа оборотов.

Корректируем обороты

Работа с разнообразным электрическим инструментом и оборудованием в быту или на производстве непременно ставит вопрос о том, как регулировать обороты электродвигателя.  Например, становится необходимым изменить скорость передвижения деталей в станке или по конвейеру, скорректировать производительность насосов, уменьшить или увеличить расход воздуха в вентиляционных системах.

Осуществлять указанные процедуры за счет понижения напряжения практически бессмысленно, обороты будут резко падать, существенно снизится мощность устройства. Поэтому используются специальные устройства, позволяющие корректировать обороты двигателя. Рассмотрим их более подробно.

Частотные преобразователи выступают в качестве надежных устройств, способных кардинальным образом менять частоту тока и форму сигнала. Их основу составляют полупроводниковые триоды (транзисторы) высокой мощности и модулятор импульсов.

Микроконтроллер управляет всем процессом работы преобразователя. Благодаря такому подходу появляется возможность добиться плавного повышения оборотов двигателя, что крайне важно в механизмах с большой нагрузкой. Медленный разгон снижает нагрузки, положительно сказываясь на сроке службы производственного и бытового оборудования.

Все преобразователи оснащаются защитой, имеющей несколько степеней.  Часть моделей работает за счет однофазного напряжения в 220 В. Возникает вопрос, можно ли сделать так, чтобы трехфазный мотор вращался благодаря одной фазе? Ответ окажется положительным при соблюдении одного условия.

При подаче однофазного напряжения на обмотку требуется осуществить «толчок» ротора, поскольку сам он не сдвинется с места. Для этого нужен пусковой конденсатор. После начала вращения двигателя оставшиеся обмотки будут давать недостающее напряжение.

Существенным минусом такой схемы считается сильный перекос фаз. Однако он легко компенсируется включением в схему автотрансформатора. В целом, это довольно сложная схема. Преимущество же частотного преобразователя заключается в возможности подключения моторов асинхронного типа без применения сложных схем.

Что дает преобразователь?

Необходимость использования регулятора оборотов электродвигателя в случае асинхронных моделей состоит в следующем:

Достигается значительная экономия электрической энергии. Поскольку не всякое оборудование требует высоких скоростей вращения моторного вала, ее имеет смысл снизить на четверть.

Обеспечивается надежная защита всех механизмов. Преобразователь частоты позволяет контролировать не только температуру, но и давление и прочие параметры системы. Этот факт особенно важен, если при помощи двигателя приводится в действие насос.

Датчик давления устанавливается в емкости, посылает сигнал при достижении должного уровня, благодаря чему мотор останавливается.

Совершается плавный пуск. Благодаря регулятору снимается необходимость использования дополнительных электронных устройств. Частотный преобразователь легко настроить и получить желаемый эффект.

Снижаются расходы на техническое обслуживание, поскольку регулятор сводит к минимуму риски поломки привода и других механизмов.

Таким образом электродвигатели с регулятором оборотов оказываются надежными устройствами с широкой сферой применения.

Важно помнить, что эксплуатация любого оборудования на основе электрического мотора только тогда окажется правильной и безопасной, когда параметр частоты вращения будет адекватен условиям использования.

Фото оборотов электродвигателя