Принцип работы датчика тахометра

Для того, чтобы правильно подобрать такой прибор, как тахометр, необходимо хотя бы немного понимать принцип его действия. А принцип действия тахометра заключается в том, что прибор засекает и анализирует импульсы, которые поступают от датчика. Тахометр измеряет паузы между импульсами и их порядок поступления. Кроме того, некоторые модели ведут подсчет импульсов не только в прямом направлении, но еще и в обратном и в обоих сразу. В общем, принципы работы данного прибора бывают:

• основанные на подсчете числа оборотов за определенный промежуток времени;
• основанные на измерении времени прохождения одного оборота, либо же интервала между импульсами, возникающими при полном обороте;
• основанные на преобразовании частоты вращения в угол отклонения стрелки (работают при помощи металлического диска, к которому прикреплена стрелка, движимая магнитным полем)

Тахометр автомобильный показывает частоту вращения коленчатого вала двигателя, которая выражается в количестве оборотов в минуту (об/мин или мин-1). Используя эти данные, можно судить о нагрузке на двигатель. Шкала прибора, как правило, содержит так называемую красную зону, которая показывает интервалы значений числа оборотов коленчатого вала двигателя, являющиеся предельными.

Тахометр в автомобиле

Тахометр автомобильный показывает частоту вращения коленчатого вала двигателя, которая выражается в количестве оборотов в минуту (об/мин или мин-1). Используя эти данные, можно судить о нагрузке на двигатель. Шкала прибора, как правило, содержит так называемую красную зону, которая показывает интервалы значений числа оборотов коленчатого вала двигателя, являющиеся предельными.

Длительная работа в таком режиме может привести к значительному износу или разрушению деталей двигателя, поэтому допускать его эксплуатацию на таких скоростях вращения нельзя.

Помимо значений, снимаемых с катушки зажигания, он получает сигналы от датчика холостого хода и датчика коленчатого вала. Такие данные используются для получения более высокой точности измерений. Все они суммируются и исходя из средних значений, получается величина, отображаемая на специальном табло.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Виды тахометров по способу установки

В зависимости от предусматриваемого способа монтажа существуют 2 типа тахометров:

1. Штатные.
2. Выносные.

Рис. 79. Первичный преобразователь типа ППЭ-Д

Описание

Тахометр (рис. 71) предназначен для непрерывного дистанционного измерения частоты вращения вала двигателя в системах транспортных средств и машинах специального назначения.

Рис. 74. Монтажная схема измерителя с датчиком типа Д-4:

Рис. 71. Тахометр магнитоиндукционный типа ТЭ-4В

Рис. 72. Датчик типа Д-4 тахометра типа ТЭ-4В

Рис. 75. Монтажная схема двух измерителей с датчиком типа Д-5:

/-измеритель; 2- датчик

Принцип действия тахометра основан на электрической дистанционной передаче вращения вала двигателя валу измерителя и преобразовании
Датчики (рис. 72, 73) представляют собой трехфазный генератор переменного тока с постоянным магнитом-ротором.

Датчик Д-4 (рис. 74) предназначен для работы с одним измерителем, а датчик Д-5 (рис. 75)-для работы с двумя измерителями.

Измеритель тахометра состоит из синхронного мотора и измерительного механизма, смонтированного в корпусе.

Дистанционное измерение частоты вращения маг-нитоиндукционным тахометром основано на принципе электрической дистанционной передачи вращения вала двигателя валу измерителя и на принципе преобразования вращения вала в угловые перемещения стрелки магнитоиндукционного узла.

Принципиальная электрическая схема тахометра приведена на рис. 76. В обмотке статора 1 датчика при вращении ротора 12 возбуждается трехфазный ток частотой, пропорциональной частоте вращения вала двигателя. Ток по трем проводам проводится к обмотке статора 2 синхронного мотора измерителя.

Частота вращения магнитного поля статора измерителя пропорциональна частоте тока в фазовых обмотках статора датчика и, следовательно, частоте вращения вала двигателя.

Ротор мотора измерителя вращается с частотой, синхронной вращению магнитного поля статора. При вращении магнитного узла 9 в чувствительном элементе 3 наводятся вихревые токи. В результате взаимодействия вихревых токов с магнитным полем магнитного узла создается вращающий момент чувствительного элемента, пропорциональный частоте вращения магнитного узла.

Вращающему моменту чувствительного элемента противодействует момент спиральной пружины 4. Так как момент спиральной пружины пропорционален углу ее закручивания, то угол поворота чувствительного элемента пропорционален частоте вращения магнитного узла и, соответственно, частоте вращения вала двигателя. На конце оси чувствительного элемента укреплена стрелка 7, показывающая по равномерной шкале б измерителя частоту вращения вала двигателя.

Для повышения устойчивости стрелки и улучшения отсчета показаний применено демпфирование подвижной системы измерителя. При движении подвижной системы магнитный поток магнитов 8 наводит в алюминиевом диске J вихревые токи. Последние взаимодействуют с магнитным полем магнитов, и в подвижной системе возникает тормозящий момент.

Ротор мотора измерителя состоит из постоянных магнитов 10 и гистерезисных дисков 11, соединенных вместе. Взаимодействие такого ротора с магнитным полем статора определяется взаимодействием магнитных полей постоянных и гистерезисных дисков.
С увеличением индукции вращающегося магнитного поля увеличивается индукция и вращающий момент гистерезиса и ротор входит в синхронный режим с вращающимся магнитным полем.

В синхронном режиме работы измерителя при одинаковых оборотах ротора и поля статора магнитное поле обмотки статора взаимодействует с сильным потоком постоянных магнитов и потоком гистерезисных дисков, намагничиваемых полем статора.

С увеличением оборотов двигателя увеличивается напряжение питания обмотки статора и индукция вращающегося магнитного поля статора, что повышает намагничивание гистерезисных дисков и увеличивает вращающий момент ротора.

При резких увеличениях частоты вращения магнитного поля статора возможен случай синхронного режима работы мотора, когда полюсы постоянных магнитов вращаются с некоторым отставанием от полюсов поля статора. При этом гистерезлгсяьге диски помогают ротору следовать за магнитным полем статора и вводить постоянные магниты ротора в синхронную работу с полем статора.

Полюсы постоянных магнитов и дисков гистерезиса вступают без относительного смещения в магнитное сцепление с полюсами статора, и вращающий момент ротора способен преодолевать значительные тормозные нагрузки, не выходя из режима синхронной работы.

Для облегчения взаимодействия постоянных магнитов с вращающимся магнитным полем они насажены на вал таким образом, что могут свободно поворачиваться вслед за вращающимся полем, не принимая нагрузки вала до тех пор, пока поводок ротора не воспримет на себя нагрузку от передаточной пружины, после чего магниты воспринимают тормозные нагрузки вала ротора.

Магниты успевают вступить во взаимодействие с вращающимся магнитным полем, следовать за ним, войти в синхронный режим до принятия нагрузки вала и преодолеть ее уже в режиме синхронной работы, когда они обладают значительным взаимодействием с магнитным полем токов обмотки статора.

Технические характеристики

Погрешности показаний измерителя тахометра при температурах окружающего воздуха 20°С и -50 . +50″С не превышают следующих значений: для пределов измерения 500 . 1000 об/мин ±55 об/мин

и ±100 об/мин, 1000 . 4000 об/мин ±40 об/мин и ± 80 об/мин. Нижний предел измерения 500 об/мин (по шкале). В диапазоне 500 . 1000 об/мин допускается колебание стрелки не более ±50 об/мин. Отклонение стрелки измерителя от нулевой отметки допускается в пределах ±40 об/мин.

Габаритные размеры измерителя 85х116х178 мм, а датчиков приведены на рис. 77. Масса: датчика 0,98 кг;

измерителя 0,7 кг.

первичного преобразователя (рис. 79) к показывающему прибору по двухпроводной линии связи. По той же линии осуществляется питание первичного преобразователя стабилизированным током, за счет чего обеспечивается помехоустойчивость передачи импульсного сигнала. Работа первичного преобразователя основана на принципе прерывания излучения в оптическом канале оптопары вращающимся зубчатым колесом.

Рис. 78. Тахометр электронный типа ТЭ-Д

Рис. 79. Первичный преобразователь типа ППЭ-Д

Условия эксплуатации: температура окружающего воздуха -50 . +50°С, относительная влажность 80%.

В комплект поставки входят: измеритель типа ТЭ-4В;

датчики Д-4 и Д-5; техническое описание и инструкция по эксплуатации.

• механические тахометры;
• электронные аналоговые тахометры;
• цифровые тахометры.

Для того чтобы пользоваться автомобилем, достаточно быть дисциплинированным водителем, соблюдать правила дорожного движения и помнить номер телефона ближайшего автосервиса. Знать в совершенстве устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания при этом вовсе не обязательно. Но, все же, на приборную панель любого автомобиля выводится множество данных, которые могут быть весьма полезными каждому автомобилисту. Нужно только уметь применять эту информацию на практике.

Одним из таких полезнейших приборов, на который часто не обращают внимания, является автомобильный тахометр. Его показания на самом деле не менее важны, чем данные спидометра или показатели уровня топлива в баке. Ориентируясь на показания тахометра, можно не только более рационально управлять автомобилем, но и экономно расходовать горючее, а также не загонять машину в предельные режимы, отрицательно сказывающиеся на ее техническом состоянии.

Что такое тахометр

Тахометр – это прибор, который в автомобилях используется для измерения, а также индикации частоты вращения коленчатого вала мотора. Для удобства восприятия этой информации человеком показатели тахометра отображаются на стрелочных либо цифровых индикаторах в условных единицах – оборотах в секунду, или в тыс. оборотов в минуту. В настоящее время используются три основных типа этих приборов:

• механические тахометры;
• электронные аналоговые тахометры;
• цифровые тахометры.

Все эти типы приборов прекрасно справляются с поставленными перед ними задачами, но при этом каждый тип имеет свою специфику и присущие ему достоинства и слабые места.

Как установить тахометр? Тахометр на бензиновый двигатель и на дизельный устанавливаются по-разному. Сначала рассмотрим: как подключить тахометр в автомобиль с бензиновым двигателем.

Тахометр, т.е. прибор, измеряющий частоту вращения коленчатого вала двигателя (об/мин) устанавливается в любую современную модель автомобиля. Устройство предназначено для грамотной эксплуатации двигателя, тяговые и мощностные характеристики которого значительно зависят от оборотов коленвала. Даже если в Вашем автомобиле тахометр не установлен, Вы можете приобрести выносной тахометр и подключить его самостоятельно, как на бензиновый двигатель, так и на дизельный.

Как установить тахометр? Тахометр на бензиновый двигатель и на дизельный устанавливаются по-разному. Сначала рассмотрим: как подключить тахометр в автомобиль с бензиновым двигателем.

Для подключения тахометра на бензиновый двигатель Вам поможет схема тахометра, которая идет в комплекте с ним. В случае если схемы подключения тахометра не предусмотрено, значит, Вам повезло, и процесс установки тахометра для Вас будем очень прост. Для начала закрепите тахометр на наиболее удобном для Вас месте. Затем, разберитесь с проводами, отходящими от тахометра. Их всего три: черный провод тахометра, красный и зависимо от марки прибора провод любого цвета: например, желтого.

Первый, то есть черный, следует подключить к кузову автомобиля, красный подключите к клемме на замке зажигания. Последний подключите в зависимости от схемы зажигания. Она может быть как контактной, так и бесконтактной. В первом случае подключение тахометра осуществляется к прерывателю трамблера. А во втором к коммутатору напряжения. Почти все тахометры снабжены подсветкой циферблата. Ее нужно подключить к габаритным огням Вашего автомобиля, для этого найдите соответствующую клемму на замке зажигания.

Теперь Вы знаете все о подключении тахометра и можете смело приступить к установке тахометра.

Но правильно подключить тахометр это полдела, следует при покупке обязательно узнать подойдет ли приобретаемый прибор для Вашей машины. Все дело в том, что тахометры для бензиновых и дизельных двигателей считают количество импульсов, поступающих с катушки зажигания или генератора по-разному.

Если Вы еще не успели приобрести этот прибор, Вы можете купить тахометр в нашем интернет-магазине «НПП Орион», где представлены цифровые тахометры, электронные тахометры и аналоговые тахометры.

Чтобы подключить тахометр к дизельному двигателю, желательно осуществлять работы на подъемнике или воспользоваться смотровой ямой. На начальном этапе необходимо демонтировать защиту с генератора, избегая попадания грязи внутрь устройства. Следующим шагом становится визуальный осмотр катушки генератора, на которой присутствуют несколько клемм. Контакт тахометра (входной провод) следует подключать к той клемме, которая обычно маркируется литерой «W».

В основе принципа работы электронного тахометра лежит считывание электрических импульсов. В бензиновых агрегатах считываются импульсы, которые в определенном количестве подаются на катушку зажигания. Что касается дизельного мотора, то считывание осуществляется со специальной клеммы, которая находится в корпусе генератора.

Чтобы подключить тахометр к дизельному двигателю, желательно осуществлять работы на подъемнике или воспользоваться смотровой ямой. На начальном этапе необходимо демонтировать защиту с генератора, избегая попадания грязи внутрь устройства. Следующим шагом становится визуальный осмотр катушки генератора, на которой присутствуют несколько клемм. Контакт тахометра (входной провод) следует подключать к той клемме, которая обычно маркируется литерой «W».

Также в отдельных источниках рекомендуется дополнительно реализовать замыкание контакта, который идет от маслонасоса. Данную операцию выполняют для того, чтобы тахометр после установки выдавал правильные показания, а также для исключения других проблем. Отмечено, что в противном случае после выхода мотора на определенную частоту вращения коленвала на панели приборов возможно ложное загорание сигнальной лампы, указывающей на критически низкое давление моторного масла в системе смазки двигателя.

Если клемма, обозначенная «W», на генераторе отсутствует изначально, тогда потребуется самостоятельное выведение отдельного контактного провода. Заранее подготовленный провод в обязательном порядке нужно качественно заизолировать. Для облегчения доступа генератор необходимо полностью снять, так как потребуется его частичный разбор. После разборки станут видны провода (3 штуки), идущие от обмотки генератора на выпрямитель, который также встроен в устройство.

На отдельных авто применяются системы, в которых показания спидометра и тахометра проецируются на лобовое стекло автомобиля.

Основная задача тахометра серийного автомобиля — продление ресурса мотора. Характеристики двигателя внутреннего сгорания отличаются при разных режимах работы. При чрезмерно низких оборотах ухудшается смазка мотора. Масляное «голодание» в сочетании с увеличенной нагрузкой на подшипники приводит к интенсивному износу деталей. Он прогрессирует по мере увеличения зазоров, приближая момент капитального ремонта.

Показания тахометра позволяют водителю более эффективно использовать возможности мотора, своевременно переключая передачи. На низких оборотах падает крутящий момент, что ведет к перерасходу топлива при движении под нагрузкой. Мощность и крутящий момент также падают при высокой скорости вращения коленвала (обычно это 5-6 тысяч оборотов в минуту), при этом топливо сгорает не полностью, что ведет к резкому снижению КПД.

Поэтому следует придерживаться оптимального режима, при котором коленвал крутится со скоростью 2-4 тысячи оборотов в минуту.

Установка такого прибора на механизм очень проста. Здесь не требуется отдельная батарея, благодаря встроенному аккумулятору. Подключение производится напрямую к проводу одной из свечей зажигания. Разрешение такого прибора составляет 0,1 часа, он может считать максимально до 10 тысяч часов, а затем производится сброс.

Шкала тахометра и его дополнительные возможности

Конструкция каждого тахометра в авто предусматривает работу с конкретным числом цилиндров. Основная масса этих устройств работает с двигателями на четыре цилиндра. В отдельных моделях существует возможность переключения на необходимое количество цилиндров. В зависимости от числа оборотов двигателя градуировка шкалы имеет разное значение и может достигать от 8 до 11 тысяч оборотов в минуту.

Отдельные виды тахометров, оборудованные вспышкой, могут запоминать наибольшее количество оборотов двигателя. В состав тахометра могут быть дополнительно включены и другие приборы, отображающие работу мотора. Такие устройства называются мультиприборами. Таким образом, тахометр является очень нужным и полезным устройством, от которого во многом зависит стабильная работа двигателя и общие показатели эксплуатации автомобиля.