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 внешним кабелем 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 о наступлении аварийного режима (перегрев двигателя, па-
дение давления масла, приближение к нулю уровня топлива в
баке).

Бортовая система контроля 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 и охлаждающей жидкостей, толщину остаточного слоя фрик-
ционного материала на тормозных колодках или диске сцепле-
ния, давление воздуха в шинах, состояние ламп системы освеще-
ния и световой 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 типа электрических измерителей давле-
ния — импульсный (термобиметаллический) и логометрический,
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 упирается упругая пластина 7 с одним из кон-
тактов. Сама пластина соединена с «массой», но может переме-
щаться вдоль оси датчика при 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 биметаллической пластине.

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 4 датчика 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 также находится изолированная от корпуса биметал-
лическая пластина 7 с обмоткой # нагревателя. В верхний вильча-
тый конец биметаллической пластины входит короткий конец стрел-
ки ^указателя. Стрелка имеет (возможность поворачиваться на оси,
перемещаясь вдоль шкалы 76)указателя. Обмотка 8 нагревателя ука-
зателя соединена последовательно с обмоткой нагревателя датчика.
Второй конец обмотки 8 чер^з выключатель 77 замка зажигания
соединен с положительным прлюсом аккумуляторной батареи 72
При включенном зажмганци 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 16 изолированно 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 датчика зашунтированы
Термокомпенсационным резистором 10.

Магнитоэлектрические приборы, ис-
пользуемые в качестве указателей, име-
ют некоторые достоинства: больший, чем
у термобиметаллических 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 в пневмоприводе 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 и завальцован в него.

Втулка имеет отверстие для выравнивания давления в надмем-
франной полости с атмосферным. В отверстии установлен фильтр 3.

При подъеме толкателя 6 подвижный контакт 7 отходит от не-
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 подвижным конгактом 4 прижимается шайбой 12 к днищу вы-
реза в корпусе 1. Сверху корпус закрыт привальцованной втул-
кой 10, выполненной из изоляционного материала. Во втулку вмон-
тирован зажим И с неподвижным контактом 5. Зазор между кон-
тактами 4ж 5 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-
таллической пластины 3. Обычно регулирование выполняют так,
чтобы контакты замыкались при температуре 95... 98 "С. Замыкани-
ем контактов включается сигнальная лампа перегрева двигателя.

47.4. Контроль уровня топлива в баке

Для дистанционного измерения количества (уровня) топлива
в баке используют реостатные датчики с приводом ползунка рео-
стата от поплавка» связанного с ползунком рычагом. В качестве
указателя устанавливают электромагнитные или магнитоэлектри-
ческие приборы.

Реостатный датчик (рис. 47.5) устанавливают фланцем 9 через
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-
разующий резистор реостата 5. Ось J имеет закрепленный с одной
стороны (внутри корпуса) ползунок 4 реостата, с другой стороны
(вне корпуса) — рычаг 2 с поплавком 7. Электрический ток к
резистору реостата подается по проводнику через вывод 18 на
фланце корпуса.

Реостатный датчик может работать в паре как с электромаг-
нитным, так и с магнитоэлектрическим указателем.

В электромагнцтном указателе две катушки 77 и /5 соединены
последовательно и подключены к аккумуляторной батарее 12 че-
рез контакты 13 замка зажигания. Стрелка указателя закреплена
на стальном якорадсе 77. Сердечник катушки 15 снабжен магнито-
проводом 16 для замыкания 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 реостат 5датчика уровня
топлива. Таким образом, реостат включен параллельно катушке 11.

При пустом баке поплавок 7 опущен и рычагом 2 поворачивает
ползунок 4 рерстата, т. е. выводит резистор реостата 5 из цепи.
Поскольку средняя точка катушек 77 и 75 указателя в этот момент
соединяется с «массой», катушка 75 оказывается закороченной, и
ток идет только через катушку 77. Последняя, притягивая яко-
рек 17, поворачивает стрелку 14 вдоль шкалы в сторону цифры 0.

При заполнении бака поправок 7 всплывает и вводит резистор
реостата в цепь. Теперь ток течет по двум параллельным цепям
через катушку Ц и резистор реостата 5. Появление тока в катуш-
ке 75 изменяет соотношение магнитных потоков катушек 77 и 75.
Тогда якорек 7 7 под действием двух магнитных потоков повора-
чивает стрелку \4 вдоль шк_?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 значениях сопротивления.
Магнитоэлектрические указатели предпочтительнее, 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 отсутствуют магнитопроводы 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 пропускать че-
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 на низших 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 через коллек-
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„ — внутреннее сопротивление 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; И_пт — напряжение писания; А и
Б — контакты переключателя

В емкостном частотомере (аналоговом) с магнитоэлектричес-
ким указателем используют зарядно-разрядный процесс р элект-
ронной схеме с конденсатором (рис. 47.8, а). Импульсы тока от
прерывателя поступают на вход частотомера. Прерыватель 77 при
разомкнутом состоянии его контактов подключен к точке А —
конденсатор С заряжается. В случае замкнутого состояние контак-
тов переключателя прерыватель 77 подсоединен к точке 7* — кон-
денсатор С разряжается через внутренний резистор R_H магнито-
электрического указателя. Стрелка указателя отклоняете*} на угол,
пропорциональный накопленному конденсатором заряду.

Цифровой частотомер подсчитывает число импульсоц, посту-
пающих от контактов прерывателя за определенный временной
интервал. Показания счетчика выводятся на знакосинтезц 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 от частоты, так и
от длительности входных импульсов, то требуется предварительное
их формирование. В емкостном частотомере эту функцию выполня-
ет дифференцирующая цепь C1R1 (рис. 47.8, б). Транзистор КГяв-
ляется ключом, пропускающим импульсы от прерывателе к заряд-но-разрядной цепи C2VD2R_n только положительной полярности
после дифференцирования. Импульсы имеют почти неизменную
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 цифровой знакосинтезирующий 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

П HIIIIIIII ппггп   п   120°   О   60°

 

Плата

сигнализаторов на СИД

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. Современ