Как работает автомобильный тахометр

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.

Подключение — дизельный двигатель

На автомобилях с дизельным мотором последовательность подключения такая:

1. Нужно снять защиту генератора. Обычно доступ к ней затруднен, поэтому для ее демонтажа нужно будет заехать на смотровую канаву, эстакаду или использовать подъемник.
2. Выходной провод нужно подключить к клемме генератора, о. Если такой клеммы нет, то единственным вариантом является разборка генератора. Затем отключается один из проводов, идущих от обмотки к выпрямителю генератора. Этот провод необходимо соединить с проводом тахометра и заизолировать. Затем производится сборка и установка генератора.

Рекомендуется дополнительно замкнуть контакт масляного насоса, в противном случае может происходить ложное срабатывание лампы аварийного давления масла при достижении определенных оборотов коле

• Тахометр на лодочный мотор своими руками
• Тахометр это прибор для измерения
• Тахометр своими руками схема
• Лебедка с кевларовым тросом

Принцип работы электрических тахометров

Электрические тахометры используют для измерения электрические сигналы или отдельные импульсы. Электрические сигналы, пропорциональные частоте вращения коленвала, в бензиновом двигателе генерируются системой зажигания и электрическим генератором, а в бензиновом двигателе — только генератором. Также необходимый сигнал можно получать от электронного блока управления двигателем.

Наиболее просто работает тахометр, подключаемый к электрогенератору. Генератор имеет привод от коленчатого вала посредством клиноременной передачи, поэтому частота вращения ротора генератора всегда пропорциональна оборотам двигателя. А от частоты вращения ротора генератора зависит величина генерируемой на обмотке ЭДС, что и используется для подключения электромашинного тахометра. В сущности, прибор является вольтметром, который измерят напряжение на генераторе и преобразует его в показания числа оборотов коленвала. Тахометр подключается к генератору через специальный разъем, при этом требуется подстройка прибора под конкретный генератор.

Работа электронного тахометра, подключаемого к системе зажигания, чуть более сложна. В системе зажигания генерируются импульсы тока, необходимые для образования искры в свечах зажигания. При этом частота искрообразования прямо связана с частой вращения коленвала — в противном случае топливно-воздушная смесь в цилиндрах не поджигалась бы вовремя. Частота искрообразования зависит от числа цилиндров двигателя и порядка их работы. В четырехцилиндровых двигателях система зажигания генерирует две искры за один оборот коленвала — по одной искре на каждые 180°. Именно это обстоятельство и используется для работы электронных тахометров — измерительный блок измеряет частоту искрообразования, и преобразует ее в показания числа оборотов двигателя. Электронный тахометр подключается к первичной (низковольтной) цепи системы зажигания, и измеряет число импульсов за единицу времени, поэтому данный тип приборов часто называют импульсным.

На этом же принципе работают простые тахометры для мототехники и других устройств с одно- или двухцилиндровыми двухтактными ДВС, однако подключаются такие приборы к высоковольтной части системы зажигания. Подключение — с помощью провода, обвитого вокруг высоковольтного (свечного) провода. В этом случае прямо измеряется число импульсов на свече и данный параметр преобразуется в показания числа оборотов мотора.

Тахометр — устройство простое и надежное, этот прибор может безотказно работать в течение всего срока эксплуатации транспортного средства. Но в случае поломки прибор следует как можно скорее заменить — только в этом случае будет обеспечиваться работа двигателя и эксплуатация транспортного средства в оптимальном режиме.

Источник

Настройка тахометра

Если не допущены ошибки при монтаже деталей и исправны элементы схемы, то тахометр сразу начнет работать. Необходимо будет только подогнать номиналы резисторов моста. Для этого нужно с импульсного генератора подать на вход тахометра прямоугольные импульсы частотой, взятой из нижеприведенной таблицы и откалибровать шкалу.

Таблица перевода оборотов вращения двигателя в частоту
Обороты двигателя, оборотов в минуту	700	800	900	1000	1100	1200	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5000	6000
Частота генератора, Гц	12	13	15	17	18	20	25	33	42	50	58	67	75	83	100
Частота генератора, 2×Гц	24	26	30	34	36	40	50	66	84	100	116	134	150	166	200

Так как в автомобилях обычно за один оборот вала двигателя датчик выдает два импульса, то при калибровке тахометра нужно устанавливать частоту на генераторе в два раза больше. Например, при калибровке точки шкалы 800 нужно будет подать на вход тахометра импульсы частотой не 13 Гц, а 26 Гц. Ряд частот для такого случая приведен в нижней строке таблицы.

Для того, чтобы не испытывать трудностей при калибровке шкал тахометра нужно знать принцип работы мостовой схемы. Перед Вами принципиальная схема моста постоянного тока. При равенстве соотношений величин резисторов R1/R2 и R3/R4 напряжения в точках диагонали моста A и B равны, и ток через mA не протекает, стрелка стоит на нуле.

Если, например, уменьшить величину резистора R1, то напряжение в точке А увеличится, а в точке В останется прежним. Через миллиамперметр, находящийся в диагонали моста потечет ток и стрелка отклонится. То есть при постоянном напряжении в точке В и изменении напряжения в точке А стрелка прибора будет двигаться относительно шкалы.

В схеме тахометра функцию резистора R1 выполняет резистор R9, и так далее. При увеличении оборотов двигателя, частота и ширина импульсов с выхода микросхемы увеличивается и таким образом увеличивается напряжение в левой точке подключения миллиамперметра, протекающий ток увеличивается и стрелка отклоняется. Резисторы в плечах моста подобраны в таком соотношении, чтобы мост был изначально разбалансирован, и равенство напряжений в точках подключения миллиамперметра наступало при 700 оборотов двигателя.

Номиналы резисторов на схеме указаны при сопротивлении рамки миллиамперметра 1,2 кОм. Если использовать прибор, имеющий другое сопротивление рамки, то придется подбирать номинал резисторов R8, R9 и R12, R13, временно заменив их переменными. После калибровки прибора, измеряется сопротивление переменных резисторов, и они заменяется постоянными.

Переключатель S1 можно не устанавливать и настроить прибор для измерения в требуемом диапазоне по одной шкале. В таком случае точность измерений снизится в два раза. При растянутой шкале прибора такой точности тоже будет достаточно.

Тахометр, выполненный по предложенной схеме, является законченным прибором и его можно применять для измерения частоты вращения любых валов, например, двигателя моторной лодки, электродвигателей. В качестве датчиков могут использоваться датчики холла, фото и электромагнитные датчики. Достаточно доработать схему входного формирователя импульсов.

Как использовать информацию

Разобравшись, что показывает тахометр в автомобиле, водители, как правило, не знают, как действовать дальше и как использовать полученную информацию.

Для начала стоит запомнить, что прибор указывает на приемлемое время для начала езды. Это удобно, особенно тем, кто часто передвигается на машине зимой, поскольку прибор демонстрирует готовность «движка» к поездке. Большинство транспортных средств не способны начать движение при холодном моторе, поэтому запускают максимальное число оборотов. Автолюбителям остается дождаться момента, когда t хладагента станет нормальной. С тахометром такого не произойдет. Водителю разрешается отправляться в путь, если стрелка приблизится к 750-800 об/мин.

Зачем нужен тахометр

Основная задача тахометра заключается в помощи водителю выбрать правильную передачу. Своевременное переключение передачи на пониженную или повышенную позволяет продлить срок эксплуатации двигателя и других узлов. О лучшем диапазоне оборотов для работы двигателя можно рассуждать очень долго. Но все зависит от типа вашего транспортного средства и условий передвижения, поэтому говорить об универсальных советах не получится, можно лишь привести некоторые основные моменты.

Расход топлива будет меньше при передвижении на низких оборотах двигателя. Это утверждение справедливо лишь отчасти, подробнее об этом можно почитать в статье о том, как снизить расход топлива.

Низкие обороты предусматривают снижение тягового усилия двигателя. Независимо от ваших навыков и умений при преодолении крутого подъема или совершая опережение либо обгон вам придется нажать на газ, а иногда и вовсе придавить педаль в пол. В таком случае обогатится топливная смесь и сэкономить бензин не получится.

Ресурс двигателя является немаловажным аспектом. Если рассудить логически, то чем меньше обороты, тем меньше вращение деталей и их трение, соответственно и износ. Но тут не обошлось без подводных камней. Основным камнем является масленый насос, а если быть точнее, то его работа, которая зависит от оборотов мотора. На низких оборотах масло не будет доставать к вкладышам и их износ будет неизбежен. Во вкладышах будет увеличиваться зазор и они начнут изнашиваться еще быстрее.

Также одним из негативных аспектов движения на малых оборотах являются ударные нагрузки в трансмиссии и двигателе. Хороших последствий от ударов не получается, а механизмы быстрее выходят из строя. Но постоянно передвигаться на высоких оборотах тоже не стоит.

Система смазки и охлаждения работает без запаса прочности. Когда детали из системы охлаждения выходят из строя, то датчик температуры охлаждающей жидкости начинает показывать неладное – стрелка переходит в красную зону. Ничего кроме проблем из этого вы не получите. Те, кто любит быстро ездить обязательно должны наблюдать за стрелкой тахометра и датчика температуры. Можете подробнее прочесть о том, к чему приводит перегрев двигателя. Исправный двигатель, в который залили хорошее масло переносит большие нагрузки без особых последствий. Кроме как снижения ресурса ничего хуже не будет.

Лучше всего соблюдать традиционное правило – придерживаться среднего диапазона оборотов. Конкретные цифры указать сложно, так как все зависит от ситуации на дороге. Треть максимальной мощности считается оптимальным диапазоном оборотов для обеспечения максимально долгого срока эксплуатации двигателя.

Какие бывают тахометры

В основном встречаются аналоговые (в виде циферблата со стрелкой) и электронные (дисплей) тахометры. Более экзотичные — выполненные в виде бегущей шкалы на газоразрядных лампах (часто встречаются на автомобилях американского производства), а также механические — наследие самых первых автомобилей.

Механические

Самые первые тахометры, устанавливаемые на автомобили в начале и середине ХХ века представляли собой устройства, связанные напрямую с коленвалом двигателя.

Принцип работы был достаточно прост: на коленчатом валу имелась шестерня, входившая в зацепление с тросовым приводом, который и передавал крутящий момент на катушку, представлявшую собой электромагнит самого устройства. Чем больше оборотов — тем больше возникающая магнитная индукция — тем больше отклоняется стрелка прибора. Все очень просто. Впрочем, и погрешность измерения была достаточно высокой и могла достигать значения до 500 об/мин.

Аналоговые

Дальнейшее развитие, привело к появлению аналоговых тахометров, использующих схожий принцип работы. Отличие заключается в том, что вместо постоянного привода от коленвала, для считывания количества оборотов используется частота подачи энергии на катушку зажигания.

Как это выглядит в работе. Для возникновения искры на свече зажигания, на катушку, преобразующую низкое (12В) напряжение в высокое (от 12000 до 24000В) подается кратковременный импульс низкого напряжения. Этот же импульс подается одновременно и в электрическую схему аналогового тахометра и обмотку электромагнита. Чем больше импульсов поступает на обмотку — тем большая сила индукции возникает — на тем больший угол отклоняется стрелка.

Необходимо заметить, что погрешность аналоговых тахометров может находиться в пределах от 100 до 500 об/мин.

Цифровые

Поскольку цифровые электронные тахометры все больше заменяют своих аналоговых собратьев, не говоря уже о механических, на них остановимся более подробно.

Основной принцип работы цифрового тахометра заключается в измерении и подсчете количества импульсов, поступающих на первичную обмотку катушки зажигания, либо измерении интервала времени, соответствующего этим интервалам и переводе полученной информации в цифровые значения, отображаемые на табло.

Видео — цифровой тахометр с множеством настроек и Shift Light:

Помимо того, что цифровой тахометр оперирует всеми вышеперечисленными значениями, для повышения точности измерения прибор также обрабатывает значения, поступающие с датчика холостого хода и, иногда, датчика коленвала. Все данные при этом суммируются, а полученное среднее значение является практически истинным показателем.

Поскольку примерно половина от общего количества автомобилей (особенно малолитражные или небольшого класса) не комплектуются штатным тахометром, производители электроники предлагают установочные комплекты для самостоятельного монтажа электронного тахометра.

Простой набор представляет, собственно, сам дисплей, чаще жидкокристаллический со встроенной платой обработки поступающей информации и комплект проводов для подключения к штатным выводам катушки (первого цилиндра при распределенной системе зажигания), а также питания.

Более сложные могут содержать дополнительные датчики холостого хода, а также выносной оптрон. Впрочем, такие комплекты устанавливают с определенной целью — получения полного контроля над оборотами двигателя. Для повседневного использования достаточно и простого комплекта.

Для ясности, ниже приведена типичная схема подключения электронного тахометра, получающего информации только с катушки зажигания.

Как и описывалось выше, сигнал тахометр получает с контакта К катушки зажигания на которую поступают импульсы низкого напряжения, питание — от клеммы Б катушки зажигания (постоянный +12В при включении зажигания), минус — масса автомобиля.

Еще один вариант схемы подключения тахометра — с использованием информации контроллера («мозгов») автомобиля приведен ниже.

В этом случае, для отображения количества оборотов двигателя используется информация, поступающая от датчика положения коленчатого вала и обработанная контроллером.

Принцип работы

Водители, которые не разбираются в механической составляющей мотора, обязаны знать, как работает тахометр в автомобиле. Это поможет понять им, для чего все-таки предназначено данное устройство.

В основе функционирования мотора лежит преобразование движения (от поступательного к вращательному). Этому способствуют газы, которые расширяются и «включают» поршни. Они, в свою очередь, с помощью шатунов раскручивают коленвал. Его обороты как раз и показывает прибор-тахометр.

Водитель, нажимая на «газ», заставляет поступать увеличенное количество горючего в камеру сгорания. Давление соответственно повышается, тем самым увеличивая частоту вращения коленчатого вала и показаний прибора.

Чтобы было еще понятнее, как функционирует устройство, приведем простой пример. Допустим, информация в документации «движка» гласит: 135 лошадиных сил при 3500 об/мин. Эти значения указывают на то, что мотор разовьет максимальный разгон при данных оборотах коленвала. Низкие показатели вращения снизят КПД, а значит, машина будет перемещаться тише.

Эксперты утверждают, что если водитель будет следить за показаниями тахометра и вовремя переключать скорости, то он добьется эффективного разгона. Но все же не рекомендуется проводить подобные манипуляции постоянно. Если число оборотов увеличится, значит, расход топлива также начнет расти вверх. Помимо этого, высокие обороты приведут к быстрому износу деталей. Лучше всего «не докручивать» мотор до максимальных значений. Это поможет сэкономить горючее и продлить срок службы деталей и масляной жидкости.

Как использовать информацию тахометра

Возникает вопрос: что же дает информация с тахометра, тем более, что точность не слишком высокая? Попробуем на него ответить.

Есть несколько моментов. Первый из них в том, что именно тахометр может подсказать, когда можно начинать движение, т.е. вышел ли двигатель на оптимальный для этого режим. Особенно актуально в зимнее время. На современных авто, на которых категорически не стоит трогать педаль газа при запуске, обороты при старте холодного двигателя весьма высоки (заметно превышают 1000). Далее двигатель начинает постепенно нагреваться и автоматика сама снижает количество оборотов.

Вот здесь стоит знать, что для начала движения совершенно нет смысла ждать, когда стрелка, показывающая температуру охлаждающей жидкости, начнет движение вверх. Достаточно дождаться того момента, когда стрелка тахометра приблизится к значениям оборотов холостого хода (как правило 750-800 об/мин, но это не догма – холостой ход некоторых моделей 800-950 об/мин) и можно смело начинать движение (так двигатель прогреется быстрее и надежнее, да и бензина будет затрачено меньше). Опыт эксплуатации автомобилей подсказывает, что двигаться можно начинать при снижении оборотов до 1000.

Нельзя не упомянуть еще об одной функции тахометра – он используется для проведения регламентных работ. Большое количество диагностических проверок работы двигателя никак не провести без этого устройства. Однако эта тема более касается специалистов-ремонтников.

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.

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

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

Автопроизводители комплектуют свои продукты цифровыми и аналоговыми датчиками.

1. Тахометры цифрового типа отображают данные о работе двигателя внутреннего сгорания на цифровом дисплее (жидкокристаллической панели). Такие устройства позволяют регулировать электронный блок зажигания и устанавливать пороги ЭПХХ (принудительного холостого хода экономайзера).
2. Большой популярностью у современных автомобилистов пользуются тахометры аналогового типа. Такие приборы наглядно отображают количество оборотов двигателя внутреннего сгорания посредством стрелки, перемещающейся по специальной градуированной шкале.

Аналоговые тахометры

Автомобильный стрелочный тахометр механического типа (такие встречаются на автомобилях старых моделей) устроен и работает по другому принципу, отличному от того, как работают современные модели. Он включает в себя следующие основные элементы:

• Градуированная шкала;
• Датчики;
• Схема;
• Кабели передачи;
• Магнитная катушка.

Аналоговый тахометр

Энергия, вырабатываемая валом при вращении, передается на магнитную катушку, которая влияет на движение вала. Стрелка перемещается на определенное расстояние по шкале, останавливаясь перед цифрой, соответствующей числу оборотов.

Современные тахометры

Приборы, устанавливаемые на современные машины, бывают цифровыми или стрелочными. Эти автомобильные тахометры, независимо от того, отображаются ли показания на экране или показываются стрелкой на циферблате, работают по одному и тому же принципу. Они состоят из следующих элементов:

• Датчик измерения;
• ПРОЦЕССОР;
• Аналого-цифровой преобразователь на 8 и более разрядов;
• Оптопара;
• ЖК-панель (или цифровая шкала).

Датчик, установленный рядом с коленчатым валом, непрерывно измеряет количество оборотов коленчатого вала и передает информацию по кабелям на устройство, которое отображает ее на циферблате или экране.

Цифровые тахометры, у которых данные измерений выводятся на жидкокристаллический дисплей, незаменимы для регулировки блока зажигания силового агрегата или правильной установки экономайзера. Также с его помощью очень эффективно осуществляется тонкая настройка двигателя внутреннего сгорания на холостом ходу.

При этом устройства со стрелкой, расположенной на приборной панели, многие водители считают более удобными и привычными. Исследования показали, что информация, отображаемая стрелкой на циферблате, воспринимается человеческим мозгом быстрее и лучше, чем цифры на экране.

Электронный тахометр

Поговорим о различных приборах вроде автомобильного электронного тахометра. Он работает так же, как и цифровой, то есть от датчика, расположенного возле коленчатого вала, информация о количестве оборотов передается на дисплей. Это универсальное устройство устанавливается, как правило, в качестве вспомогательного устройства, так как в стандартной комплектации машина им не комплектуется. Устанавливается на автомобиль, у которого нет нормального тахометра (либо он выдает слишком большую погрешность).

Электронный тахометр

Выносной тахометр

Регулировка силового агрегата или установка турбины приводит к значительному увеличению числа оборотов, вследствие чего штатный прибор не может предоставить достоверные данные. Для получения реальной информации о работе двигателя устанавливается дистанционная контрольно-измерительная аппаратура. Устанавливается вместо штатного тахометра или как надстройка. Второй вариант позволяет сравнивать показания приборов при работе двигателя внутреннего сгорания.

Пример выносного тахометра

Бесконтактные тахометры

Сравнительно недавно получили распространение бесконтактные тахометры. Они в основном используются в автомобильных сервисах и позволяют измерять скорость коленчатого вала на расстоянии. Устройство работает следующим образом:

• Рядом с коленчатым валом прикреплен лист отражающей фольги;
• Устройство генерирует лазерный луч, направленный на отражатель;
• Возвращая балку в прибор, определяют время, за которое коленчатый вал сделает один полный оборот;
• Информация отображается на экране.

Бесконтактный тахометр