История спидометров и общие сведения
В любом автомобиле в переднюю панель встраивается набор контрольно-измерительных приборов, среди которых обязательно можно найти указатели уровня топлива, температуры двигателя, тахометр и другие. В ходе поездки наиболее часто водитель обращает внимание на один из них — спидометр, показывающий скорость движения машины, которая выражается в километрах или в милях в час. Его стандартный вариант, состоящий из шкалы и перемещающейся по ней стрелке, до сих пор находит своё применение как в старых, так и в новых автомобилях.
Самые первые спидометры были диковиной, имели баснословную цену и устанавливались лишь в качестве опций. Такая ситуация продолжалась вплоть до 1910 года, начиная с которого автозаводы стали включать спидометр в перечень стандартного оборудования.
Ещё в 1902 году изобретатель из Страсбурга Отто Шульц (Otto Schulze) начал развивать свою идею изготовления прибора для измерения скорости.
Изготовлением спидометров одной из первых занялась предшественница известного разработчика автокомпонентов «Siemens VDO Automotive AG» компания «Otto Schulze Autometer» (OSA). На протяжении 60 лет (c 1923 года) базовая конфигурация спидометра OSA не претерпевала сколько-нибудь значимых изменений.»
Последствия» изобретения спидометров
Параллельно с увеличением количества автомобилей и их востребованности потребителями начал делаться упор на увеличение скорости движения этих агрегатов, которая к началу ХХ века приблизилась к 30 милям в час. «Самодвижущаяся коляска» была несоизмеримо быстрее, чем традиционный в то время конный экипаж, что повлекло за собой огромное количество дорожных происшествий. Изобретённый Отто Шульцем прибор позволил водителям автомобилей контролировать скорость движения и, тем самым, в определённой степени сделать его более безопасным.
Появление спидометров позволило вводить ограничения скорости движения, что обусловило появление первой дорожной полиции. В то время на машину устанавливались два спидометра: небольшой для водителя, а также крупного размера — дабы полицейский мог считать показания скорости авто на расстоянии.
Устройство и принцип работы спидометра
Различают 2 типа спидометров:механические и цифровые. Изначально был изобретён механический спидометр. Его цифровой аналог увидел свет совсем недавно — только в 1993 году.
Скорость движения автомобиля определяется скоростью вращения его колёс. Именно этот показатель и фиксируется измерительными приборами.
Если рассматривать классификацию спидометров по способу измерения, то одним из самых используемых в автомобилях является спидометр магнитоиндукционного типа, имеющий привод от гибкого вала. Он содержит пару функциональных узлов (скоростной и счетный), заключённых в одном корпусе, объединённых общим приводом.
Постоянный магнит, закреплённый на приводном валике, и установленная на оси катушка вместе составляют скоростной узел. Стрелка, непосредственно показывающая скорость, находится на верхнем конце оси. В средней же части напрессована втулка со спиральной пружиной, внутренний конец которой на ней закреплён. Наружный конец крепится на пластине, с помощью которой регулируется натяжение пружины в ходе регулировки скоростного узла. Расположенный вокруг катушки экран служит для увеличения проходящего через катушку магнитного потока. Магнитное поле катушки создаётся вихревыми потоками, возникающими в её теле при вращении магнита.
Взаимодействие магнитных полей катушки и магнита ведёт к созданию крутящего момента, который стремится развернуть катушку в том же направлении, куда вращается магнит. Одновременно возникает противодействующий момент, являющийся результатом того, что закручивающаяся с увеличением крутящего момента возвратная пружина препятствует повороту оси. В результате, катушка и ось стрелки поворачиваются на определённый угол, по величине пропорциональный частоте вращения валика спидометра и соответствующий скорости движения машины.
Электронный спидометр
Электронный спидометр оборудуется расположенным в трансмиссии сенсорным датчиком скорости VSS (Vehicle Speed Sensor). Выходной сигнал такого датчика представляет собой импульсы напряжения, действующие с частотой, пропорциональной скорости автомобиля. Проходя через блок формирования, эти прямоугольные импульсы поступают в мультиплексер, а далее — во временные ворота, пребывающие в открытом состоянии только в на определённое время. Между скоростью автомобиля и числом прошедших через ворот, а также подсчитанных счётчиком импульсов существует пропорциональность. Информация со счётчика поступает на микропроцессор, где происходит пересчёт в скорость. Демультиплексер и декодер заканчивают процесс поступления данных на цифровой дисплей.
По факту считывания и обработки измерения показания счётчика сбрасываются до нуля, и идёт принятие следующего пакета импульсов. Такое устройство позволяет получать более точные данные, чем в случае с традиционным стрелочным спидометром.