Указатель оборотов работы двигателя

Тахометр: обороты двигателя — под контролем

Каждое транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания оснащается прибором для измерения частоты вращения коленчатого вала — тахометром. О том, что такое тахометр и зачем он нужен, какие тахометры сегодня используются на автотранспорте, как они устроены и работают — читайте в данной статье.

Что такое тахометр и зачем он нужен в автомобиле?

Автомобильный тахометр — прибор для измерения и индикации частоты вращения коленчатого вала двигателя. Прибор постоянно отображает текущие обороты силового агрегата, что позволяет решать несколько задач:

  • Выбирать оптимальную передачу КПП и скорость движения автомобиля в различных условиях. Именно по показаниям тахометра проще всего выбирать правильный момент для переключения с низшей на высшую передачу и наоборот;
  • Выбирать оптимальный режим работы двигателя. Двигатели внутреннего сгорания развивают наибольший крутящий момент в узком интервале частот вращения коленвала, и именно по тахометру проще всего отслеживать достижение данного режима;
  • Своевременно выявлять неисправности, приводящие к неравномерной работе двигателя на холостом ходу и на всех режимах. Некоторые неисправности системы питания, зажигания и других систем приводят к тому, что обороты двигателя ?плавают?, что легко отследить по тахометру.

Несмотря на широкое внедрение электронных систем управления, выбирающих оптимальные режимы работы мотора при изменяющихся нагрузках, тахометры не теряют своей актуальности. Этот прибор имеет важное значение для правильной эксплуатации транспортных средств, поэтому сегодня он обязательно присутствует на легковых и грузовых автомобилях, тракторах и спецтехнике.

Типы и виды тахометров

Используемые на транспорте тахометры делятся на несколько типов по принципу работы, способу обработки сигнала и индикации, способу подключения и применимости.

По принципу работы и способу подключения тахометры бывают:

  • Механические/электромеханические (центробежные, магнитные) с прямым приводом;
  • Электрические с подключением к системе зажигания двигателя — электронные (импульсные);
  • Электрические с подключение к электрическому генератору — электромашинные.

По способу обработки сигнала тахометры бывают аналоговыми и цифровыми.

По применимости тахометры делятся на несколько групп:

  • Для бензиновых двигателей с контактной и бесконтактной системой зажигания — подключение непосредственно к первичной (низковольтной) цепи;
  • Для всех типов двигателей с электронным блоком управления — подключение к ЭБУ, сам блок использует для управления тахометром сигналы от системы зажигания или датчика положения коленчатого вала;
  • Для дизельных двигателей — подключение к генератору.

Как правило, тахометры производятся для эксплуатации на определенных марках и моделях автомобилей, тракторов и другой техники, некоторые приборы могут использоваться на различном транспорте, оснащенном одинаковыми двигателями, системами зажигания и т.д.

Устройство тахометра

Тахометр состоит из нескольких основных узлов: измерительный блок или преобразователь сигнала, блок индикации и вспомогательные компоненты.

Измерительный блок механических и электромеханических тахометров чаще всего магнитный, аналогичный обычному спидометру (в сущности, спидометр и является тахометром, измеряющим частоту вращения вторичного вала КПП или колеса). Такой спидометр подключается к двигателю гибким валом.

Измерительный блок в электрических приборах может строиться по аналоговой схемотехнике на транзисторах или по цифровой схемотехнике на основе специализированных микросхем. Данный блок получает сигнал от датчика, ЭБУ, генератора или системы зажигания, обрабатывает его в соответствии с предварительными настройками, и преобразованный сигнал подает на блок индикации.

Блок индикации может быть нескольких типов:

  • Стрелочный индикатор (с приводом стрелки миллиамперметром);
  • Цифровой индикатор на основе жидкокристаллического или светодиодного дисплея;
  • Индикаторы с линейной светодиодной шкалой — роль стрелки выполняет линейка из светодиодов разного цвета.

На автомобилях обычно используются стрелочные индикаторы, которые лучше читаются и позволяют сразу определить, в каком режиме работает двигатель. Цифровые и светодиодные индикаторы чаще всего устанавливаются при тюнинге, также они находят применение в простых тахометрах для мототехники, дизель-генераторов и т.д.

Шкала тахометра делится на несколько зон, отмеченных разным цветом:

  • Зона малых оборотов — в данном диапазоне оборотов двигатель работает нестабильно, зона может отмечаться красным цветом;
  • Зона оптимальных оборотов (?зеленая зона?) — в данном диапазоне двигатель развивает наибольшую мощность и крутящий момент, обычно зона отмечена зеленым цветом;
  • Зона повышенных оборотов — данный диапазон оборотов является условно опасным для двигателя, обычно эта зона отмечена желтым цветом или чертой над красной зоной;
  • Зона высоких оборотов (?красная зона?) — данный диапазон оборотов является опасным, двигатель работает с перегрузкой и работает с малой эффективностью, эта зона отмечена красным цветом.

Градуировка шкалы оборотов может выполняться в единицах или в десятках с указанием множителя — х100 или х1000, единица измерения оборотов — r/min или min -1 .

Вся конструкция помещена в корпус, который может монтироваться в приборную панель или устанавливаться отдельно. При этом тахометры могут быть различными по комплектации:

  • Прибор без дополнительных функций;
  • Тахометр с различными индикаторами;
  • Тахометр, совмещенный в одном корпусе с другими приборами — спидометром, одометром, счетчиком моточасов и т.д.
Читайте также:  Двигатель ямз 236 бе2 характеристики

Отдельно нужно рассказать о принципе работы наиболее распространенных типов тахометров.

Принцип работы магнитных тахометров

Работа магнитного тахометра основана на явлении индукции вихревых токов (токов Фуко) в немагнитном диске вращающимся постоянным полем. В обычном состоянии алюминиевый или медный диск не обладает магнитными свойствами, но если поместить его во вращающееся магнитное поле, то в нем возникают вихревые токи. Данные токи взаимодействуют с магнитным полем, поэтому немагнитный диск тоже начинает вращаться вслед за магнитом.

Для работы тахометра к диску присоединена стрелка, на валу которой закреплена возвратная пружина. Магнит связан с коленвалом или одним из валов трансмиссии посредством гибкого вала. Чем выше обороты двигателя, тем быстрее вращается магнит, и тем выше сила, отклоняющая закрепленный пружиной немагнитный диск — все это отражается и на положении стрелки.

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

Автомобильный тахометр – что это и для чего нужен

Содержание

Автомобильный тахометр

Рядом со спидометром на приборной панели всех современных автомобилей расположен тахометр. Некоторые ошибочно полагают, что данное устройство бесполезно для обычного водителя. На самом деле тахометр играет важную роль для правильной эксплуатации двигателя.

Как работает устройство, какие они бывают, как тахометр связан с эффективной работой мотора и как правильно его установить? Обо всем этом дальше в нашем обзоре.

Что это такое тахометр для авто

Тахометром называется устройство, подсоединяемое к коленчатому валу мотора , для замера частоты его вращения. Он выглядит в виде датчика со стрелкой и шкалой. Чаще всего функциями этого устройства пользуются автомобилисты, любящие быструю езду. На механической коробке передач или АКПП в ручном режиме есть возможность «раскрутить» двигатель до максимальных оборотов, чтобы получить наилучшую динамику при переключении скоростей.

Вот несколько причин, почему тахометр нужен в каждом автомобиле.

  • Работа ДВС на пониженных оборотах (до 2000 об/мин.) заметно снижает расход топлива, однако при этом появятся сопутствующие проблемы. Например, при переключении на повышенную передачу мотор испытывает большую нагрузку. Топливная смесь в камере сгорания распределяется неравномерно, от чего она сгорает не качественно. Как результат – образование копоти на цилиндрах, свечах зажигания и поршнях. На пониженных оборотах масляный насос создает недостаточное давление для смазки двигателя, от чего происходит масляное голодание, и узлы коленвала быстро изнашиваются.
  • Постоянная работа двигателя на повышенных оборотах (более 4000) не только ведет к перерасходу топлива, но и заметно снижает его ресурс. В таком режиме ДВС перегревается, масло теряет свои свойства, а детали быстро выходят из строя. Как же определить оптимальный показатель, в пределах которого можно «крутить» мотор?

С этой целью производители устанавливают в автомобили тахометр. Оптимальным для мотора считается показатель в промежутке от 1/3 до 3/4 оборотов, на которых мотор выдает максимальную мощность (этот показатель указывается в технической документации машины).

Читайте также:  Торможение двигателем на механике это как

У каждого автомобиля этот интервал свой, поэтому водитель должен ориентироваться не только на опыт владельцев «боевой классики», а на рекомендации производителя. Для определения этой величины шкала тахометра разделена на несколько зон – зеленая, желтая (иногда это бесцветный промежуток между зеленой и красной) и красная.

Зеленая зона шкалы тахометра указывает на экономный режим работы мотора. В этом случае автомобиль будет обладать слабой динамикой. Когда стрелка перемещается в следующую зону (обычно это показатель выше 3500 об/мин.), двигатель потребляет больше топлива, но при этом развивает максимальную мощность. На этих оборотах необходимо совершать ускорение, например, во время обгона.

Зимой без тахометра тоже не обойтись, особенно во время прогрева двигателя, оснащенного карбюратором. В этом случае водитель регулирует количество оборотов рычагом «подсоса». Разогревать двигатель на высоких оборотах вредно, так как выход на рабочую температуру должен осуществляться плавно (о рабочей температуре мотора читайте в отдельной статье ). По звуку мотора крайне сложно определить этот показатель. Для этого нужен тахометр.

Современные автомобили сами регулируют повышение/понижение оборотов в процессе подготовки двигателя к поездке. В таких машинах данное устройство поможет водителю определять момент переключения скорости.

Принцип работы устройства

Тахометры работают по следующей схеме.

  • Активированная система зажигания запускает двигатель . Воздушно-топливная смесь в камере сгорания воспламеняется, что приводит в движение шатуны поршневой группы. Они вращают коленчатый вал мотора. В зависимости от модели устройства его датчик устанавливается на нужный узел мотора.
  • Датчик считывает показатель частоты вращения коленвала. Затем он генерирует импульсы и передает их на блок управления устройством. Там этот сигнал либо активирует привод стрелки (перемещает ее по шкале), либо выдает цифровое значение, которое отображается на соответствующем экране приборной панели.

Более точный принцип работы прибора зависит от его модификации. Существует большое разнообразие таких приборов. Отличаются они друг от друга не только внешне, но и способом подключения, а также методом обработки данных.

Конструкция тахометра

Все тахометры условно делятся на три категории.

1. Механические. Такая модификация используется в старых авто и мотоциклах. Основной частью в этом случае является тросик. С одной стороны он подсоединяется к распределительному валу (или к коленвалу). Другой конец фиксируется в приемном механизме, расположенном за шкалой устройства.

В процессе вращения вала центральная жила проворачивается внутри кожуха. Крутящий момент передается на шестерни, к которым подсоединена стрелка, что приводит ее в движение. Чаще всего такие устройства устанавливались на низкооборотистые моторы, поэтому шкала в них разделена на отрезки со значением в 250 об/мин. каждый.

2. Аналоговые. Ими оснащены машины, возраст которых превышает 20 лет. Усовершенствованные варианты устанавливаются на современные бюджетные автомобили. Визуально такая модификация очень похожа на предыдущую. В ней также имеется круглая шкала с перемещающейся по ней стрелкой.

Основное отличие аналогового от механического тахометра – в механизме передачи показателя оборотов. Такие устройства состоят из четырех узлов.

  • Датчик. Он подсоединяется к коленвалу или к распредвалу для считывания оборотов.
  • Магнитная катушка. Она установлена в корпусе тахометра. От датчика поступает сигнал, который преобразуется в магнитное поле. По такому принципу работают практически все аналоговые датчики.
  • Стрелки. Она оснащена небольшим магнитом, который реагирует на силу поля, возникающего в катушке. В результате стрелка отклоняется на соответствующий уровень.
  • Шкалы. Деления на ней такие же, как в случае механического аналога (в некоторых случаях оно составляет 200 или 100 об/мин.).

Такие модели устройств могут быть штатными и выносными. В первом случае они монтируются в приборную панель рядом со спидометром. Вторую модификацию можно устанавливать в любом подходящем месте на торпедо. В основном эту категорию приборов используют, если с завода машина не оснащена таким устройством.

3. Электронные. Такой тип устройств считается самым точным. Они состоят из большего, по сравнению с предыдущими вариантами, количества элементов.

  • Датчик, считывающий показатели вращения вала, на котором он установлен. В нем образуются импульсы, передающиеся на следующий узел.
  • Процессор обрабатывает данные и передает сигнал на оптрон.
  • Оптрон преобразует электрические импульсы в световые сигналы.
  • Дисплей. На нем отображается показатель, понятный водителю. Данные могут отображаться либо в виде цифр, либо в форме виртуальной градуированной шкалы со стрелкой.

Нередко в современных автомобилях цифровой тахометр подключается к электронному блоку управления автомобиля. Чтобы при выключенном зажигании устройство не расходовало заряд аккумулятора, оно автоматически отключается.

Как связан тахометр с датчиками авто

При покупке нового тахометра автомобилист может заметить, что в комплекте нет отдельного датчика. На самом деле устройство не оснащается индивидуальным сенсором, который устанавливается на вал двигателя. В нем просто нет необходимости. Достаточно подсоединить провода к одному из следующих датчиков.

  • Датчик коленвала. Он фиксирует положение кривошипов в 1-м цилиндре двигателя и подает электрический импульс. Этот сигнал идет на магнитную катушку или на процессор (в зависимости от типа устройства). Там импульс преобразуется в соответствующую величину и затем отображается на шкале или циферблате.
  • Датчик холостого хода (правильно клапан ХХ). В инжекторных двигателях он отвечает за подачу воздуха во впускной коллектор, обходя заслонку дросселя. В карбюраторных моторах этот регулятор управляет подачей топлива в канал холостого хода (при торможении двигателем он перекрывает поступление бензина, что приводит к экономии топлива). По количеству топлива, которое регулирует клапан, определяются и обороты мотора.
  • ЭБУ. Современные тахометры подсоединяются к электронному блоку управления, в который поступают сигналы от всех датчиков, подсоединенных к двигателю. Чем больше данных поступает, тем точнее будут замеры. В этом случае показатель будет передаваться с минимальной погрешностью.
Читайте также:  Сколько масла в двигателе ауди 100 45 кузов

Основные неисправности тахометров

О неисправности тахометра можно судить по следующим признакам:

  • На холостых оборотах двс стрелка постоянно меняет свое положение, но по ощущениям двигатель работает ровно.
  • Показатель не меняется, даже при резком нажатии на педаль акселератора.

В первом случае необходимо убедиться, что неисправность действительно в тахометре, а не в системе зажигания или подачи топлива в мотор. Для этого необходимо поднять капот и прислушаться к работе двигателя. Если он функционирует ровно, а стрелка меняет свое положение, то необходимо обратить внимание на сам прибор.

Основная причина неисправности аналоговых и цифровых моделей – разрыв контакта в электрической цепи. В первую очередь необходимо проверить качество соединений проводов. Если они выполнены при помощи «скрутки», то лучше зафиксировать узлы при помощи специальных клеммных зажимов с болтами и гайками. Все контакты должны быть зачищены.

Второе, что нужно проверить – целостность проводов (особенно если они не зафиксированы и находятся рядом с подвижными элементами). Процедура выполняется при помощи тестера.

Если стандартная диагностика не выявила неисправности, то необходимо обратиться к автоэлектрикам. Они проверят работоспособность других узлов, участвующих в замере оборотов мотора.

Если автомобиль оснащен механическим тахометром, то в нем может быть только одна поломка – выход из строя привода или самого троса. Проблема решается заменой детали.

Как выбрать тахометр

Каждая модификация тахометров имеет свои достоинства и недостатки.

  • Механические модели имеют большую погрешность в вычислениях (она составляет до 500 об/мин.), поэтому их практически не используют. Еще один недостаток – естественный износ шестеренок и троса. Замена таких элементов – всегда трудоемкий процесс. Так как трос сделан из витой проволоки, из-за разницы в скручивании показатель оборотов всегда будет отличаться от реального.
  • Погрешность аналоговых моделей тоже находится в пределах 500 оборотов. Только по сравнению с предыдущим вариантом данное устройство работает более стабильно, и данные будут намного ближе к реальному показателю. Для работы прибора достаточно правильно подсоединить провода к электрической схеме. Такое устройство устанавливается на предназначенное для него место в приборной панели или в качестве отдельного датчика (например, на стойку лобового стекла, чтобы боковым зрением замечать изменение параметров).
  • Самыми точными устройствами являются электронные модификации, так как они работают исключительно на электрических сигналах. Единственный недостаток такой модификации – в отображаемой информации на дисплее. Человеческий мозг всегда работает с образами. Когда водитель видит цифру, мозг должен обработать эту информацию и определить, соответствует ли она необходимому параметру, если нет, то насколько. Положение стрелки на градуированной шкале облегчает процесс, поэтому водителю легче воспринять стрелочный датчик и быстро среагировать на его изменение. Для этого большинство современных автомобилей оснащаются не цифровыми тахометрами, а модификациями с виртуальной шкалой со стрелкой.

Если в машине используется штатный тахометр, то в случае поломки необходимо покупать такой же. Очень редко устройство с одного автомобиля подходит к другому. Даже если прибор помещается в соответствующий посадочный разъем, он будет настроен на считывание показателя другого мотора, а в заводской комплектации эти опции могут отличаться. В случае установки прибора от другого автомобиля, его нужно будет подстраивать под показатели данного ДВС.

Намного проще с выносными моделями. Чаще всего их используют в тех авто, которые не оснащены подобными устройствами. Например, это старые автомобили, некоторые современные бюджетные или малолитражные модели. В комплекте с такими устройствами будет идти крепление для установки на торпедо.

Способы установки тахометра

Прежде чем разобраться в схеме подключения измерителя, необходимо помнить: установка на бензиновый двигатель отличается от монтажа на дизельный силовой агрегат. Помимо этого, тахометр для генератора и для катушки зажигания считают импульсы по-разному, поэтому при покупке важно уточнять, подойдет ли модель для данного типа моторов.

  • Бензиновый. В некоторых случаях с тахометром идет схема подключения к электрической системе. Если руководство отсутствует, то можно воспользоваться схемой, показанной на фото.

Это не единственный способ подключения. В случае контактного и бесконтактного зажигания схемы будут отличаться. В следующем видео на примере УАЗ 469 показано, как подключить прибор к бензиновому мотору.

  • Дизельный. В этом случае подключение можно осуществить через генератор. В видео показан один из вариантов установки:

После такого метода подключения тахометр нужно будет откалибровать. Здесь показано, как это сделать:

Итак, тахометр поможет водителю грамотно эксплуатировать мотор своего автомобиля. Показатели оборотов дают возможность определять момент переключения скоростей и контролировать расход топлива в привычном стиле езды.

Источник

Adblock
detector