Контрольно-информационное обеспечение
47Л. Виды информации
На агрегатах автомобиля устанавливают датчики, с помощью
которых измеряются параметры рабочих процессов и от которых
информация в виде электрических сигналов передается к индика-
торным приборам. Оперативная информация о режиме работы дви-
гателя и скоростном режиме движения является текущей инфор-
мацией и представляется водителю непрерывно.
В отличие от оперативной информации на автомобиле имеется
бортовая электронная система контроля технического состояния
узлов. Она представляется водителю по «заказу»,т.е. когда води-
тель с пульта управления нажатием соответствующей кнопки вы-
зывает необходимую информацию на устройство ее отображения.
Используется также система встроенных датчиков, выведенных
на специальный электрический соединитель (разъем) и подклю-
ченных внешнимкабелем к устройству отображения информации
на стационарных диагностических постах.
Разработаны перспективные информационные системы, кото-
рые по экономическим соображениям еще не внедрены в серий-
ное производство: телевизионные устройства заднего обзора, ра-
диолокационные системы предотвращения столкновений, при-
боры спутниковой навигации и др.
Приборы оперативной информации представляют водителю
сведения о скорости автомобиля, пройденном пути, количестве
топлива в баке, давлении масла, температуре охлаждающей жид-
кости в двигателе и о состоянии аккумуляторной батареи, точ-
нее, о режиме ее заряда. Сюда же относятся световые сигнализа-
торы онаступлении аварийного режима (перегрев двигателя, па-
дение давлениямасла, приближение к нулю уровня топлива в
баке).
Бортовая системаконтроля информирует водителя о состоя-
нии узлов, которые еще работоспособны, но уже требуют техни-
ческого обслуживания.
Например, по вызову водителем информации на дисплей можно
проверить уровень электролита в аккумуляторе, уровень тормоз-
ной иохлаждающей жидкостей, толщину остаточного слоя фрик-
ционного материала на тормозных колодках или диске сцепле-
ния, давление воздуха в шинах, состояние ламп системы освеще-
ния исветовой сигнализации, фильтров, смазочных материалов
и т. д.
47.2. Измерение параметров рабочих процессов
Измерение давления (разрежения) необходимо прежде всего
для контроля давления масла в двигателе, давления воздуха в пнев-
матической тормозной системе и в системе централизованной
подкачки шин на некоторых автомобилях с гидромеханическими
передачами, а также в приборах (эконометрах) для контроля раз-
режения во впускном коллекторе двигателя.
Для измерения давления используют приборы непосредствен-
ного действия (механические) и электрические (дистанционные).
В приборах непосредственного действия устройство, чувствитель-
ное к давлению, и, как правило, стрелочный указатель давления
размещаются в одном корпусе на щитке приборов водителя. Жид-
кость или воздух под давлением подводятся к прибору по трубо-
проводу.
Дистанционные электрические приборы давления состоят из двух
отдельных узлов — датчика, воспринимающего давление рабоче-
го тела, и указателя. Информация о давлении в виде электричес-
кого сигнала (непрерывного или импульсного) передается в ука-
затель по проводам.
Распространены два типаэлектрических измерителей давле-
ния — импульсный(термобиметаллический) илогометрический,
состоящий из реостатного датчика и магнитоэлектрического ука-
зателя.
Импульсные приборы. В корпусе 5 (рис. 47.1, а) термобиметал-
лического манометра расположена гофрированная мембрана 4.
В центр мембраны упираетсяупругая пластина 7 с одним из кон-
тактов. Сама пластина соединена с «массой», но может переме-
щаться вдоль оси датчикапри деформации (прогибе) мембраны
под давлением рабочего тела (масло, воздух), поступающего под
мембрану. Во внутренней полости датчика установлена биметал-
лическая пластина 2, на которой расположены обмотка 3 нагре-
вателя (из проволоки с BbicQKHM удельным сопротивлением) и
второй контакт. От «массы» пластина 2 изолирована. Один конец
обмотки нагревателя выведен из корпуса датчика, второй прива-
рен к биметаллическойпластине.
 Рис. 47.1. Принцип действия (а) и конструкция импульсного термобиме- таллического датчика давления (б) и указателя (в) манометра: 1 — упругая пластина; 2 и 7 — биметаллические пластины; 3 и 8 — обмотки нагревателей; 4 — мембрана; 5 — корпус; 6 — штуцер; 9 — стрелка указателя; 10— шкала; 11 — выключатель зажигания; 12 — аккумуляторная батарея; 13 — монтажное основание; 14 — крышка; 15 — контактная пластина; 16 — держа- тель; /7— регулировочное устройство; 18 — вывод; 79 и 20 — зубчатые секторы регулировочного устройства указателя; 21 — пластинчатая пружина; 22 — крюк |
| цер 6 вподмембранную полость, мембрана 4датчика прогибается вверх и, воздействуя на упругую пластину 7, замыкает контакты электрической цепи. Электрический ток от аккумуляторной бата- реи проходит через обмотку # нагревателя указателя и обмотку 3 нагревателя датчика. Биметаллическая пластина 2У нагреваясь, изгибается (на рис. 47.1, а показано пунктиром) и разрывает кон- такты электрической цепи. За время, пока контакты датчика были замкнуты, от обмот- ки 8нагревалась также биметаллическая пластина7указателя. Из- гибаясь от нагрева, своим вильчатым концом она поворачивала |
В указателе такженаходится изолированная от корпуса биметал-
лическая пластина7 собмоткой # нагревателя. В верхнийвильча-
тый конец биметаллической пластины входит короткий конец стрел-
ки ^указателя. Стрелка имеет(возможность поворачиваться на оси,
перемещаясь вдоль шкалы76)указателя. Обмотка 8нагревателя ука-
зателя соединенапоследовательно с обмоткой нагревателя датчика.
Второй конец обмотки 8чер^з выключатель77 замка зажигания
соединен с положительным прлюсом аккумуляторной батареи72
При включенномзажмганци и работающем двигателе под дав-
лением рабочего тела(масло, воздух), поступающего через шту-
2 3
 |
стрелку 9 указателя. Угол поворота стрелки зависит от продолжи-
тельности замкнутого состояния контактов датчика.
После разрыва контактов начинается охлаждение обеих биме-
таллических пластин до момента, пока контакты в датчике вновь
не замкнутся. При установившемся давлении контакты периоди-
чески замыкаются и размыкаются. Чем выше давление рабочего
тела, тем больше время замкнутого состояния контактов, силь-
нее изогнется биметаллическая пластина и на больший угол от-
клонится стрелка указателя.
Конструктивно механизмы датчика и указателя сложнее, чем
принципиальная схема. Регулировочные узлы позволяют при мас-
совом производстве осуществлять индивидуальную настройку этих
приборов в соответствии с требованиями метрологии,
Так, датчик давления (рис. 47.1, б) размещается на основа-
нии 13, к которому герметично привальцованы мембрана 4 и
фланец штуцера 6. От внешних воздействий датчик защищен
крышкой 14. На основании 13 укреплена также пластина 1, име-
ющая на внутренней стороне нижней части выступ для упора в
середину мембраны. В верхней части пластины 1 установлен один
контакт. Второй контакт расположен на свободном конце П-об-
разной биметаллической пластины 2. Сама биметаллическая пла-
стина 2 вторым своим концом закреплена на упругом держате-
ле 16изолированно от корпуса. Положение упругого держателя в
пространстве корпуса датчика, а следовательно, и пространствен-
ное положение биметаллической пластины 2 можно менять с
помощью регулировочного устройства 17, тем самым изменяя
силу преднатяга упругих пластин держателя и вместе с ним кон-
тактной группы.
В указателе (рис. 47.1, в) такого импульсного манометра один
из концов П-образной биметаллической пластины закреплен на
регулировочном зубчатом секторе 19, а второй соединен со стрел-
кой 9. На этом же конце пластины расположена обмотка # нагре-
вателя. Оба конца обмотки подведены к выводам 18.
П-образные биметаллические пластины 2 (в датчике) и 7 (в
указателе) имеют такую форму для компенсации влияния темпе-
ратуры окружающей среды на работу измерителя давления.
Рабочий конец биметаллической пластины крюком 22 соеди-
нен со стрелкой 9. С помощью пластинчатой пружины 21, связан-
ной таким же крюком со стрелкой 9 и имеющей зубчатый сек-
тор 20, регулируют начальное положение стрелки 9 указателя.
Логометрические приборы. Конструкция корпуса и мембраны рео-
статного датчика с магнитоэлектрическим указателем (рис. 47.2, а)
не отличается от только что рассмотренной. Но вместо термоби-
металлического узла в корпусе неподвижно установлен перемен-
ный резистор (реостат) R. Ползунок 4 реостата перемещается при
прогибе мембраны 2 от давления на нее рабочего тела (масло,
 |
 Рис.47.2. Электрическая схема (а) и конструкция аналогового дистанци- онного манометра с ПОтенциометрическим датчиком (6) и магнитоэлек- трическим указателем (в): 1 — корпус; 2 - мембрана; 3 — переменный резистор (реостат); 4 ~ ползунок переменного резистора; 5 и 8 -катушки указателя (логометра); б- стрелкауказателя; 7- магнит; 9 - аккумуляторная батарея; 10 ~ термокомпенсацион- ныи резистор; 11— возвратная пружина; 12 - ось; 13 - качалка, 14 - экрани- рующий стаКан; 15-Чолукаркасы; 16- магнит; 17— подпятник; 18- катушки логометра; 19 — стрелка указателя |
воздух). Таким образом, сопротивление переменного резистора ме-
няется обратно пропорционально прогибу мембраны.
Вывод резистора датчика подключен к магнитоэлектрическо-
му указателю. Указатель имеет две взаимно перпендикулярные ка-
тушки 5 и 8, причем катушка 5 — с отводом от середины. Катуш-
ки соединены последовательно и подключены к аккумуляторной
батарее 9. Внутри каркаса с катушками на оси установлен посто-
янный магнит 7, на котором укреплена стрелка 6. На угловую по-
зицию, которую занимает магнит со стрелкой, влияет результи-
рующее магнитное поле всех катушек. Реостат Сдатчика подклю-
чен в указателе параллельно катушке, у которой конец соединен
с «массой», т.е. с отрицательным полюсом аккумуляторной ба-
тареи.
При подключении датчика и указателя к цепи питания ток от
аккумуляторной батареи проходит по последовательно соединен-
ным катушкам 5 и 8 и, ответвляясь от середины катушки 5, —
через реостат 3 в датчике. Сопротивление резистора 3 шунтирует
часть обмотки 5 указателя, уменьшая ее магнитный поток, по-
скольку изменение давления рабочего тела в датчике вызывает
изменение сопротивления между катушками указателя и магни-
том 7, с помощью которого поворачивается стрелка 6.
Основание реостатного датчика (рис. 47.2, б) выполнено в виде
штуцера с корпусом 7, к которому привальцована гофрированная
мембрана 2 с помощью стального ранта, являющегося базой для
установки остальных элементов датчика. В середине этой базы на
оси располагается ползунок 4 с регулировочным вицтом, упира-
ющимся через толкатель в мембрану 2. На базовой поверхности
ранта установлена ось 72, вокруг которой может поворачиваться
ползунок 4 реостата при воздействии на его опорную площадку
верхнего конца качалки 13. Пружина 77 служит для возврата пол-
зунка в исходную позицию при уменьшении давления под мем-
браной. Реостат 3 изолирован от базовой поверхности, а конец
провода реостата подведен к гнезду на крышке датчика. Магнито-
электрический указатель (рис. 47.2, в) находится в корпусе внут-
ри экранирующего стакана 14, где расположены полукаркасы 75
катушек 18. В середине по оси полукаркасов ввинчен прдпятник 77.
Эти элементы служат для установки оси с магнитом 16 и стрел-
кой 19. Ось смазывают кремнийорганической жидкостью для умень-
шения колебаний подвижной системы.
Миниатюрный магнит, размещенный между полукаркасами,
служит магнитной возвратной пружиной для установки стрелки
указателя в нулевое положение после выключения электропита-
ния. Экранирующий стакан 14 оказывает защитное действие от
внешних магнитных полей на катушки указателя и, наоборот, от
влияния магнитных полей катушек на другие приборы. Для ком-
пенсации влияния температуры окружающей среды на точность
показаний указателя три катушки магни-
тоэлектрической системы от точки соеди-
нения с источником питания до точки
Подключения датчиказашунтированы
Термокомпенсационным резистором 10.
Магнитоэлектрические приборы, ис-
пользуемые в качестве указателей, име-
ют некоторые достоинства: больший, чем
утермобиметаллических приборов, угол
перемещения стрелки указателя, что дает
возможность улучшить различимость по-
казаний; отсутствие контактной группы,
Подверженной разрушению в результате
эрозии.
Сигнализаторы аварийного давления
Предназначены для оперативного опове-
щения водителя при неожиданном паде-
нии давления в системе смазывания дви-
гателя или впневмоприводе различных
механизмов и систем автомобиля (тормо-
за, механизм открывания дверей и др.).
Обычно сигнализация реализуется с по-
мощью светового сигнала.
Корпус 9 (рис. 47.3) датчика аварий-
ного давления выполнен в виде граненого под ключ стакана с
резьбовым штуцером в нижней части. Внутри стакана установлена
мембрана 8, над которой расположен неподвижный контакт 7,
соединенный с «массой» автомобиля. Под давлением рабочего тела
(масло, воздух) мембрана прогибается и перемещает вверх толка-
тель 6 из изоляционного материала. На верхнем ступенчатом кон-
це толкателя закреплена пластина с подвижным контактом 7, на-
груженная пружиной 5, выполняющей функции токовода. Пру-
жина упирается в ступенчатую латунную втулку с контактным
разъемом 2. Втулка выполнена совместно с изолятором 4> кото-
рый является крышкой корпуса изавальцован в него.
Втулка имеет отверстие для выравниваниядавления внадмем-
франной полости с атмосферным. В отверстии установлен фильтр 3.
При подъеме толкателя 6 подвижный контакт 7 отходит отне-
подвижного контакта 7, и электрическая цепь от разъема 2 на
«массу» разрывается.
 Рис. 47.3. Датчик аварий- ного давления: / и 7 — контакты (подвиж- ный и неподвижный); 2 — контактный разъем; 3 — фильтр; 4 — изолятор; 5 — пружина; б — толкатель; 8— мембрана; 9 — корпус |
В цепь разъема последовательно к аккумуляторной батарее под-
ключена сигнальная лампа. При отсутствии давления цепь кон-
тактов замыкается, так как мембрана 8 и толкатель б находятся в
нижнем положении, что вызывает свечение лампы аварийного
снижения давления. При наличии давления под мембраной лампа
гаснет.
47.3. Получение информации о температуре
Температуру измеряют в основном в системе охлаждения дви-
гателя. В перспективных электронных системах микропроцессор-
ного управления двигателем определяют также температуру топ-
лива, воздуха, масла. Температуру окружающего воздуха и отно-
сительную влажность, влияющих на состояние дорожного покры-
тия, измеряют в перспективных системах предотвращения столк-
новений (автоматического управления торможением). Иногда вы-
водится информация и о температуре в салоне автомобиля.
Приборы для измерения температуры (дистанционные изме-
рители) состоят из датчика и указателя, разнесенных друг от дру-
га. Используют приборы двух типов — импульсные термобиметал-
лические и полупроводниковые (с терморезистором).
Датчик импульсного термобиметаллического термометра
(рис. 47.4, а) выполнен в виде корпуса 1, к которому приварен
латунный (для лучшей теплопроводности) баллон 6. В корпус вмон-
тировано изоляционное основание 9 с выводным контактом. Внутри
баллона на кронштейне 7 установлена биметаллическая пласти-
на J с обмоткой 2 нагревателя и подвижным контактом 4 на кон-
це. Неподвижный контакт 5 соединен с корпусом датчика.
Указатель термобиметаллического датчика температуры по
принципу работы и устройству полностью соответствует термо-
биметаллическому указателю датчика давления.
В датчике дистанционного термометра с магнитоэлектрическим
указателем использовано свойство некоторых полупроводников
изменять свое сопротивление при воздействии температуры. Та-
кие полупроводники получили название терморезисторов.
При нагревании сопротивление терморезистора уменьшается.
Это приводит к увеличению прохождения тока через терморезис-
 Рис. 47.4. Датчики температуры: а — термобиметаллический импульсный; б — сигнализатораварийной темпера- туры; 1 — корпус; 2 — обмотка нагревателя, 3 — биметаллическая пластина; 4 и 5 — контакты (подвижный и неподвижный); 6— баллон; 7— кронштейн; 8 — токоподводящий контакт; 9 — основание; 10 — втулка; 11 — зажим, 12 — шайба |
тор и соединенный последовательно с ним магнитоэлектрический
указатель, что вызывает увеличение угла отклонения стрелки ука-
зателя.
Устройство и работа указателя также полностью соответствуют
магнитоэлектрическому указателю измерителя давления.
Как и в системе смазывания, при контроле температуры в дви-
гателе используют датчики — сигнализаторы аварийного режима,
в частности сигнализатор превышения допустимой температуры
(перегрева). На автомобилях используют только биметаллические
датчики-сигнализаторы (рис. 47.4, б). Биметаллическая пластина 3
с подвижнымконгактом 4 прижимается шайбой 12 к днищу вы-
реза в корпусе 1. Сверху корпус закрытпривальцованной втул-
кой 10, выполненной из изоляционного материала.Во втулку вмон-
тирован зажим И с неподвижным контактом5. Зазор между кон-
тактами 4ж5 можно регулировать поворотом резьбового стержня,
на котором установлен контакт 5. После регулирования стержень
закрепляется краской в резьбе.
Регулируя зазор между контактами 4 и 5, можно в некоторых
пределах изменять момент замыкания контактов при изгибе биме-
таллическойпластины 3. Обычно регулирование выполняют так,
чтобы контактызамыкались при температуре95... 98"С. Замыкани-
ем контактоввключается сигнальная лампа перегрева двигателя.
47.4. Контроль уровня топлива в баке
Для дистанционного измерения количества (уровня) топлива
в бакеиспользуют реостатные датчики с приводом ползунка рео-
стата отпоплавка» связанного с ползунком рычагом.В качестве
указателя устанавливают электромагнитные или магнитоэлектри-
ческие приборы.
Реостатный датчик (рис. 47.5) устанавливают фланцем 9через
резиновую прокладку 8 устанавливают на верхней стенке 7 топ-
ливного бака.В корпусе 6 закреплен дугообразный каркас 5 с об-
моткой из проволоки с высоким удельным сопротивлением, об-
разующийрезистор реостата 5. Ось J имеет закрепленный с одной
стороны (внутрикорпуса) ползунок 4 реостата, с другой стороны
(вне корпуса) — рычаг 2 с поплавком 7. Электрический ток к
резисторуреостата подается по проводнику через вывод 18 на
фланце корпуса.
Реостатныйдатчик может работать в паре как с электромаг-
нитным, так и смагнитоэлектрическим указателем.
В электромагнцтном указателе две катушки 77 и /5 соединены
последовательно и подключены к аккумуляторной батарее 12 че-
рез контакты 13замка зажигания. Стрелкауказателя закреплена
на стальномякорадсе 77. Сердечник катушки 15 снабженмагнито-
проводом 16 длязамыкания магнитного потока через якорек 77.
 1 — поплавок; 2 — рычаг, 3 —ос^, 4 — ползунокреостата, 5 — реостат, 6 — корпус, 7 —верхцад стенкатопливного бака, 8 — резиновая прокладка, 9 — фланец; 10 —противовес, 11 и IS, ~ катушки; 12 — аккумуляторная батарея, 13—контакт замка зажигания; 14-г стрелка, 16—магнитопровод, 17— якорек, 18—^ывод, 0— «Пустой бак»,П — «Полный бак» |
К средней точке^атушек 11 и /5 подключен реостат5датчика уровня
топлива. Таким образом, реостат включен параллельно катушке 11.
При пустом бакепоплавок 7 опущен и рычагом 2 поворачивает
ползунок 4рерстата, т. е.выводит резистор реостата 5 из цепи.
Поскольку средняя точкакатушек 77 и 75 указателя в этот момент
соединяется с «массой», катушка 75 оказывается закороченной, и
ток идеттолько через катушку 77. Последняя, притягивая яко-
рек 17, поворачивает стрелку 14 вдоль шкалы в сторону цифры 0.
При заполнении бакапоправок 7 всплывает и вводит резистор
реостата в цепь. Теперь токтечет по двум параллельным цепям
через катушку Ц и резистор реостата 5. Появление тока в катуш-
ке 75 изменяетсоотношение магнитных потоков катушек 77 и 75.
Тогда якорек7 7 поддействием двух магнитных потоков повора-
чивает стрелку \4 вдольшк?шы и устанавливает ее в позицию,
соответствующую изменений) сопротивления реостата, т. е.высо-
ты всплытия поплавка в зависимости от уровня топлива в баке.
Противовес 10 служит для возврата стрелки указателя в нулевую
позицию.
Конструкция магнитоэлектрического указателя, применяемо-
го в измерителях уровня топлива, не отличается от конструкции,
используемой в указателях давления или температуры. Разница
состоит лишь в числе витков обмоток и значенияхсопротивления.
Магнитоэлектрические указателипредпочтительнее, так как имеют
больший угол поворота стрелки, т. е. допускают больший размер
символов на шкале. Кроме того, они точнее в работе, так как их
показания практически не зависят от температуры окружающей
среды, поскольку отсутствуютмагнитопроводы катушек. На авто-
мобилях ВАЗ и ГАЗ «Волга» в датчиках уровня топлива дополни-
тельно устанавливают контактную группу предупреждающей све-
товой сигнализации о снижении уровня топлива до минимально-
го значения и необходимости заполнения топливного бака.
47.5. Контроль функционирования системы
электроснабжения
Информацию о зарядно-разрядном режиме аккумуляторной
батареи автомобиля получают от амперметров. Устанавливают ам-
перметры в электрическую цепь между генератором, к которому
подключены все потребители, и аккумуляторной батареей. Стрел-
ка амперметра, установленная посередине шкалы, может откло-
няться влево и вправо от середины.
Амперметр должен пропускатьче-
рез себя суммарный ток всех потре-
бителей. Для этого он включается в
электросеть автомобиля проводами
значительного сечения, обеспечива-
ющими прохождение тока нагрузки
без потерь и без нагрева проводов.
 Рис 47 6. Амперметр для кон- троля зарядно-разрядного процесса в системе электро- оборудования автомобиля: 1 — шина, 2 — стрелка, 3 — маг- нит, 4 — основание; 5 — якорь |
В электромагнитном амперметре
(рис. 47.6) латунная шина 7 установ-
лена на основании 4. На шине за-
креплен постоянный магнит 3. На оси
в отверстиях основания 4 размещены
стрелка 2 и намагниченный якорь 5.
Под действием магнита J якорь удер-
живается в среднем положении, т. е.
устанавливает стрелку указателя в
нулевую позицию. Электромагнитное
поле шины 7, создающееся при про-
хождении по ней тока нагрузки, на-
рушает установившееся взаимодей-
ствие магнита 3 и намагниченного якоря 5, и якорь вместе со
стрелкой поворачивается по ходу часовой стрелки или против него
в зависимости от того, идет ли ток от генератора на заряд аккуму-
ляторной батареи или в обратном направлении.
47.6. Измерение скорости автомобиля
и частоты вращения коленчатого вала двигателя
Несмотря на большое разнообразие конструкций спидометров,
они основаны на одном физическом явлении — взаимодействии
поля постоянного магнита и поля вихревых токов. Не являясь по-
требителем электрической энергии, спидометр фактически маг-
нитоэлектрический прибор.
Постоянный магнит 4 (рис. 47.7), установленный в корпусе
спидометра, получает вращательное движение от гибкого вала,
имеющего привод через червячную передачу от выходного вала
коробки передач. Перед магнитом на валу в подшипниках сколь-
жения расположен диск 2 (как правило, алюминиевый). На этом
же валу укреплены стрелка 3 указателя и анкерная пружина 1.
 Рис. 47.7. Указатель спидометра (а) и схема (б) соединения датчика и указателя спидометра с электроприводом* / — анкерная пружина, 2 — диск, 3 — стрелка, 4 — магнит, К1—КЗ, КГ—КЗ'— катушки индуктивности, Р — датчик, PJ — приемник, R1—R6 — резисторы, VT1—VT3— транзисторы; N и S — полюсы магнитов |
| б |
При вращении магнита 4 относительно диска 2 в последнем
индуцируются (наводятся) вихревые токи. Взаимодействие элект-
ромагнитного поля вихревых токов с магнитным полем вращаю-
щегося магнита создает вращающий момент, приложенный к диску.
Этот момент вызывает вращение диска в сторону вращения маг-
нита 4. Противодействует вращению диска 2 анкерная пружина 1.
Она дает возможность диску не вращаться, а только повернуться
на некоторый угол до тех пор, пока вращающий момент от взаи-
модействия магнитных полей не уравновесится силой сопротив-
ления закрутке анкерной пружины. Поскольку сила вихревых то-
ков, а следовательно, и вращающий момент, приложенный к
диску, зависят от частоты вращения постоянного магнита, то и
угол поворота стрелки будет пропорционален этой частоте, кото-
рая в свою очередь зависит от скорости автомобиля. Шкала спидо-
метра градуируется в единицах скорости — км/ч.
Из-за недостатков такой передачи в спидометре (гибкий вал
изнашивается, неравномерно вращается и довольно сложен в мон-
таже) на автомобилях в последние годы стали устанавливать спи-
дометры с электрической передачей (конструкция указателя спи-
дометра не меняется). С ведомым валом коробки передач связан
электрический генератор, ток от которого по проводам переда-
ется в электродвигатель, установленный в спидометре для вра-
щения магнита. Генератор выполнен по схеме синхронного гене-
ратора с якорем в виде вращающегося постоянного магнита. Мощ-
ность такого генератора недостаточна для прямого подключения
к нему двигателя в целях обеспечения вращения его вала, осо-
бенно при движении нанизших передачах, когда частота враще-
ния выходного вала коробки передач невелика. Поэтому питание
электродвигателя, в качестве которого используется трехфазная
синхронная электрическая машина, производится от аккумуля-
торной батареи через ключевую электронную схему управления
(рис. 47.7, б).
Напряжение от каждой фазной обмотки генератора, поступая
на базу транзистора, открывает его. Частота импульсов напряже-
ния генератора пропорциональна скорости автомобиля. При от-
крывании этими импульсами транзисторов в каждой обмотке ста-
тора двигателя последовательно друг за другом проходит ток от
положительного полюса аккумуляторной батареи черезколлек-
торно-эмиттерный переход транзистора к отрицательному полю-
су батареи. Этим током в обмотках статора создается вращающее-
ся магнитное поле, частота которого также пропорциональна ско-
рости автомобиля. Ротор двигателя механически связан с магни-
том указателя скорости и вращает его.
Далее происходит процесс взаимодействия поля магнита и вих-
ревых токов диска, как в обычном спидометре с приводом от
гибкого вала. Резисторы, установленные в цепи базы транзисто-
ров, создают схему делителя напряжения питания для выбора ре-
жима работы транзистора.
Измерители частоты вращения фиксируют импульсы тока в
цепи прерывателя системы зажигания Их функционирование ба-
зируется на одном из двух принципов.
Счетчик
 |
| Таймер |
Дешифратор
Цифровой
индикатор
Рис. 47.8. Электронный измеритель частоты вращения;
а — схема принципа действия; б — устройство; в — блок-схема: К—рход пита-
ния; Я — прерыватель; С — конденсатор; R„ — внутреннеесопротивление изме-
рительного прибора; C1R2— дифференцирующая цепь; VT— транзистор сило-
вого ключа; RI—R4 — резисторы установки режима работы ключа; С/, С2, VD1
и VD2 — элементы зарядно-разрядной цепи; Ипт — напряжениеписания; А и
Б — контакты переключателя
В емкостном частотомере (аналоговом) смагнитоэлектричес-
ким указателем используютзарядно-разрядный процесс р элект-
ронной схеме с конденсатором (рис. 47.8, а). Импульсы тока от
прерывателя поступают на вход частотомера.Прерыватель 77при
разомкнутом состоянии его контактов подключен кточке А —
конденсатор С заряжается.В случае замкнутогосостояние контак-
тов переключателя прерыватель77подсоединен к точке7* — кон-
денсатор С разряжается через внутренний резистор RH магнито-
электрического указателя. Стрелка указателяотклоняете*} на угол,
пропорциональный накопленному конденсатором заряду.
Цифровой частотомер подсчитывает числоимпульсоц, посту-
пающих от контактов прерывателя за определенныйвременной
интервал. Показания счетчика выводятся назнакосинтезц рующий
цифровой индикатор. Частота вывода информации долила быть
не менее 50 Гц, чтобы глаза человека (в силу инерционности зре-
ния) не заметили мелькания цифр.
Поскольку показания частотомера зависят как отчастоты, так и
от длительности входных импульсов, то требуетсяпредварительное
их формирование.В емкостном частотомере эту функциювыполня-
ет дифференцирующая цепь C1R1 (рис. 47.8, б). Транзистор КГяв-
ляется ключом, пропускающим импульсы отпрерывателе к заряд-но-разрядной цепи C2VD2Rn только положительнойполярности
после дифференцирования. Импульсы имеют почтинеизменную
длительность, определяемую режимом работы транзистора. Такой
режим устанавливается выбором параметров резисторов.
В цифровом частотомере (рис. 47.8, в) в качестве формировате-
ля импульсов используют мультивибратор. Таймер (реле време-
ни) управляет ключом, открывающим проход импульсов на счет-
чик только на определенное время. Перед каждым последующим
импульсом открывания ключа таймер подает импульс обнуления
на счетчик. Этим импульсом стирается информация в счетчике,
поступившая в предшествующий промежуток времени, после чего
запоминается новая информация, пришедшая в последующий
временной интервал.
Для счетчика используют специальные счетные микросхемы,
в которых запоминание информации о числе пришедших импуль-
сов выполняется в двоичной системе исчисления (двоичном коде).
Расшифровка кода ведется в дешифраторе, к которому подклю-
чен цифровойзнакосинтезирующий индикатор (расположен на
щитке приборов перед водителем).
47.7. Обеспечение информацией водителя
На панели приборов перед водителем расположены стрелоч-
ные или цифровые указатели и световые сигнализаторы. От раз-
личимости и читаемости данных этих приборов зависит внутрен-
няя информативность транспортного средства. На восприятие ин-
формации от приборов водитель затрачивает очень мало времени,
поскольку его зрение занято контролем непрерывно меняющейся
дорожной обстановки.
На панели приборы должны располагаться так, чтобы цент-
ральное место занимали приборы и сигнализаторы, на которых
отображается информация прежде всего о безопасности движе-
ния, и приборы, информация которых используется чаще. Таким
образом, спидометр, сигнализаторы аварийных режимов, указа-
тели давления масла и температуры двигателя должны быть в пер-
вую очередь различимы водителем.
Кроме того, приборы объединяют в группы согласно их функ-
циям в процессе представления информации, т.е. компоновка
приборов должна проводиться по зонально-функциональному
цринципу. Учет требований инженерной психологии при разме-
щении приборов перед водителем обеспечивает уменьшение вре-
мени обнаружения изменения показаний приборов.
Число контрольных приборов и сигнализаторов регламентиру-
ется для каждой категории транспортных средств. От числа и раз-
меров приборов зависит потребный угол обзора, который должен
составлять 0 ... 30° вниз от линии взора.
Увеличение числа контролируемых параметров в целях улуч-
шения обеспечения информацией водителей не только о режиме
| км/чметрмиль/ч я англ. |
| *10 мин |
 |
| -1 |
Плата БЛИ
|
|
Плата
сигнализаторов наСИД
п п п п п п
п а а п п п
Контрольные лампы
 Рис. 47.9. Современные и перспективные приборные панели отображе- ния информации для водителя: а — легковых автомобилей; б — аналого-цифровая панель; в — графическая панель; г — цифровая панель с маршрутным компьютером; БЛИ — блок люмине- сцентных индикаторов; СИД — сигнализаторы и индикаторы давления; v — ско- ростьавтомобиля; G — процентное отношение расхода топлива к вместимости бака |
движения или работы двигателя, но и о состоянии систем и агре-
гатов требует одновременно роста числа приборов отображения
информации. Однако не вся информация необходима водителю в
процессе движения. Современная электроника позволила создать
нов<