Max Goodridge
Вчера 20:30
Как на самом деле работает тахометр на моей приборной панели?
Недавно я задал вопрос о спидометре, о том, как он работает и насколько он точен. Но это заставило меня задуматься... как на самом деле работает остальная часть приборной панели?
Я понимаю, что измерение числа оборотов в минуту — это измерение скорости вращения механического компонента (коленчатого вала) относительно времени (в минутах), отчасти благодаря этому источнику из Википедии.
Как на самом деле работает тахометр?
- Есть ли в картере какой-нибудь датчик, который может считать каждое вращение?
- Если да, то как это работает?
- Как данные, записанные устройством, которое их записывает, отображаются на приборной панели? С помощью электрического или механического сигнала?
- Как откалибровать стрелку тахометра, чтобы она двигалась на нужное количество делений и указывала на правильное число (а не просто вращалась по кругу или вообще не двигалась)?
Примечание: в ответах можно не упоминать необычные приборные панели, такие как новая приборная панель Audi «кокпит», потому что это просто компьютер с установленным специальным программным обеспечением и монитором необычной формы. Я хочу, чтобы в ответах была информация о традиционном тахометре со стрелкой, который есть в большинстве автомобилей (насколько мне известно).
Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/25584/how-does-the-tachometer-on-my-dashboard-actually-work
Я не уверен, что существуют механические тахометры, подобные спидометрам, но электронные тахометры устроены довольно просто.
Электронный тахометр работает по принципу старого аналогового вольтметра.
Скорость двигателя преобразуется в напряжение. Напряжение подаётся на подвижную катушку. Катушка создаёт магнитное поле. Это поле катушки пытается выровняться с магнитным полем магнитов. Из-за этого катушка движется против пружины, отклоняя стрелку. Благодаря сочетанию входного напряжения, количества витков в подвижной катушке, силы магнита и силы пружины достигается соотношение, при котором стрелка отклоняется на определённое количество градусов на каждый вольт.
Электронные системы зажигания включают и выключают катушку зажигания импульсами, чтобы создать искру. Эти импульсы напрямую зависят от частоты вращения двигателя. Например, у двигателя V8 будет четыре импульса на один оборот. Эти импульсы преобразуются в напряжение с помощью преобразователя частоты в напряжение. Существуют дискретные схемы или отдельные микросхемы, которые могут выполнять эту функцию. Например, системы зажигания GM HEI обычно подключаются к сигнальному проводу катушки зажигания, чтобы получать данные о частоте вращения.
Эти импульсы, как и в GM HEI, генерировались модулем зажигания на входе катушки зажигания в распределителе. В этих системах синхронизация регулируется полностью аналоговым способом. Веса маховика и вакуумный корректор угла опережения зажигания регулируют синхронизацию в распределителе.
По мере усложнения систем зажигания катушка зажигания была заменена датчиком положения коленчатого вала, а грузики на маховике и вакуумный опережитель зажигания были заменены компьютером. В конечном счёте вместо импульсов, получаемых от катушки, сигнал стал поступать непосредственно от компьютера. Даже по сей день базовая конструкция и принцип работы физической стрелки на приборной панели практически не изменились. Разница лишь в том, откуда поступает сигнал и как он попадает на приборную панель.
Поскольку ЭБУ двигателя определяет число оборотов в минуту в цифровом формате, в цифровых приборных панелях ЭБУ двигателя отправляет информацию на приборную панель по сети.