Тахометр лазерный бесконтактный принцип работы

Опубликовано: 29.04.2024

Тахометр

Автомобильный цифровой тахометр это устройство, которое устанавливается в транспортных устройствах для проведения измерений частоты вращений коленчатого валика двигателя (в оборотах за минуту). Данный прибор служит для того, чтобы частота вращения коленчатого валика двигателя не превышала максимально допустимое значение, и двигатель функционировал в оптимальном режиме. Наверняка, практически все владельцы автомобилей знают о существование в своем транспортном средстве тахометра, но большинство из них никогда не пользуются ним или вообще не знают, для чего он существует.

Цифровой тахометр

Именно поэтому сегодня мы более подробно поговорим о тахометрах. Итак, в этой статье вы сможете найти ответы на такие вопросы:

Что собой представляет тахометр?
Принцип работы тахометра;
Виды автомобильных тахометров (цифровой тахометр, лазерный тахометр);
Особенности тахометров.

Основная информация об автомобильных тахомтерах

Наверное, все владельцы автомобилей знают, что в его транспортном средстве обязательно есть тахометр, но не все ним пользуются, а некоторые даже не знают, зачем он нужен. Итак, давайте разберемся, что собой представляет тахометр и зачем он вообще нужен. Тахометром называется прибор, который предназначается для определения количества оборотов вращающихся деталей двигателя того или иного транспортного средства. Измеряются количества оборотов по линейной скорости или же по временной единице.

Основная функция тахометра заключается в облегчении выбора правильной передачи, так как это дает возможность продления ресурса двигателя транспортного средства.

То есть, в тот момент, когда стрелка данного прибора приближается или находится в красной зоне, рекомендуется проводить переход на самую высокую передачу. Используется тахометр для проведения регулирования не только на холостом ходу, но и на оперативном контроле чистоты вращения валика двигателя при передвижении. К тому же, нынешние тахометры достаточно удобны в использовании, потому как в большинстве из них применяется как комбинированная, так и бесконтактная система.

Принцип функционирования данного прибора заключается в фиксировании количества импульсов, которые поступают от датчиков, порядка их поступления, а также пауз между данными импульсами. Всего существует три разных метода подсчитывания количества импульсов:

Прямой;
Обратный;
Подсчитывание в двух направлениях одновременно.

Естественно, полученные показатели переделываются в определенные размерности, например, сантиметры, миллиметры, километры и тому подобное. Чаще всего, в нынешних тахометрах предусматривается способность в случае необходимости обнулять все полученные значения. Но тут необходимо знать, что точность показаний, даже самых качественных электрических приборов, не может превышать сто оборотов в минуту, а для стандартного устройства данное значение составляет приблизительно пятьсот оборотов за минуту.

Виды автомобильных тахометров

На бесконтактный тип тахометра стоит обратить внимание не только автомобилистам ибо он довольно часто применяется для наглядной демонстрации частоты вращения коленчатого валика двигателя внутреннего сгорания. Данный показатель является достаточно важным и необходимым для руководства всеми видами транспортных средств (самолетов, кораблей, автомобилей и тому подобное). Бесконтактный тахометр является необходимым прибором на производстве, где постоянно нужно держать под контролем рабочий процесс, определять показатели во избежание сбоев при функционировании.

Применяется бесконтактный тахометр для контролирования определенных органов технологических автомобилей. Ручной тахометр является достаточно полезным в хозяйстве, так как вы легко сможете проверить частоту вращения любого устройства.

Достаточно высоким уровнем точности и маленькой вероятностью погрешности обладает лазерный тип тахометра. С его помощью можно производить измерения с частотой вращения поверхности в пределах от двух с половиной до 99 999 оборотов за минуту.

Лазерный тахометр производит измерения по лазерному методу. То есть производиться анализ цифр отраженного лазерного импульса. Лазерные цифровые тахометры оснащаются не маленьким ЖД-ким дисплеем, размер которого составляет восемнадцать миллиметров, благодаря этому полученное значение достаточно хорошо читается. В использовании этот тип тахометра достаточно прост, так как это бесконтактный прибор, при помощи которого можно проводить измерения на расстоянии в пределах от пяти сантиметров до полуметров. К тому же, благодаря последним современным разработкам представленное устройство обладает встроенной памятью для произведения расчетов. Данное устройство имеет возможность запоминания максимальной, минимальной и последней величины.

Основные преимущества лазерного тахометра:

Лазерный метод произведения измерений (анализируется отраженный лазерный сигнал);
Измерение цифр;
Хорошая видимость цифр (до пяти знаков), благодаря большому ЖД-кому восемнадцати миллиметровому дисплею;
Встроенная память вычислений (может запоминать минимальное, максимальное и последнее значение).

Как правило, в комплекте находятся такие элементы:

Сам тахометр;
Футляр;
Английская инструкция.

Электрический тахометр оснащается достаточно крупным ЖД-ким дисплеем, который может показывать до пяти цифр. Может запоминать максимальную и последнюю полученную величину, а это добавляет комфорт во время использования. Для функционирования понадобится всего одна батарейка, имеющая напряжение в девять вольт. При правильном использовании такой батарейки хватит приблизительно на год. Для того чтобы прибор служил долго храните и перенесите его в удобном чехле, который прилагается в комплекте. Благодаря прочному материалу, из которого он изготавливается, ваш тахометр будет надежно защищен от каких-либо механических повреждений.

Лазерный тахометр – прибор предназначенный для оперативного измерения частоты вращения (оборотов в единицу времени) различных вращающихся деталей и механизмов. Принцип работы такого тахометра основан на измерении частоты вращения с помощь лазерного луча, отраженного от контрастной маркерной ленты, наклеенной на движущийся предмет или вал. Стоимость подобных промышленных приборов достаточно высока даже для бюджетных вариантов. В статье мы рассмотрим вариант подобного прибора на Arduino, который не уступает по точности бюджетным промышленным приборам (Рисунок 1).


Рисунок 1.	Бесконтактный лазерный тахометр на Arduino.

Для сборки тахометра понадобиться: плата Arduino Nano, модуль лазерного излучателя, модуль лазерного приемника (модуль лазерного датчика), модуль OLED дисплея 128×32 с интерфейсом I 2 C, тактовая кнопка, разъем для подключения 9-вольтового элемента питания типа «Крона».

Схема подключения модулей к плате Arduino изображена на Рисунке 2. Процессы сборки, подключения компонентов к плате Arduino, а также компоновки в корпусе, демонстрируются в видеоролике в конце статьи.


Рисунок 2.	Схема лазерного тахометра на Arduino (подключение модулей к плате Arduino Nano).

Примененный модуль лазерного излучателя (модуль лазерного диода) имеет номинальное напряжение питания 5 В; генерируемое излучение в диапазоне 650 нм мощностью 5 мВт (Рисунок 3). Потребляемый лазером ток составляет не более 40 мА, поэтому допустимо его подключение к выходу 5 V платы Arduino (выход встроенного в плату Arduino регулятора напряжения 5 В).


Рисунок 3.	Модуль лазерного излучателя.

Модуль лазерного сенсора использует приемник немодулированного лазерного излучения, поэтому при измерениях рекомендуется избегать засветки сенсора ярким солнечным светом или другими источниками света (Рисунок 4). При попадании лазерного излучения на датчик (в нашем случае – отраженный лазерный луч) на его выходе «Out» появляется высокий уровень, в отсутствии засветки датчика на выходе фиксируется низкий логический уровень. Номинальное напряжение питания модуля лазерного приемника составляет 5 В. Также на плате модуля лазерного приемника установлен светодиод, индицирующий подачу питания.


Рисунок 4.	Модуль лазерного датчика.

Примененный модуль OLED дисплея с разрешением 128×32 точки (на контроллере SSD1306) подключается к плате Arduino по интерфейсу I 2 C. Напряжение питания модуля дисплея равно 5 В (Рисунок 5).


Рисунок 5.	Модуль OLED дисплея с интерфейсом I 2 C и разрешением 128×32 точки для лазерного тахометра.

Скетч Arduino доступен для скачивания в разделе загрузок. В скетче, помимо стандартных библиотек Arduino, используются библиотеки Adafruit_GFX.h и Adafruit_SSD1306.h для работы с OLED дисплеем. Если эти библиотеки не установлены в среде Arduino, их необходимо установить с помощью менеджера библиотек.

Для прибора разработан корпус, проектные файлы для печати корпуса на 3D принтере доступны для скачивания в разделе загрузок. При сборке прибора автор в корпусе совместил модуль лазерного излучателя и приемника.

Видео сборки прибора и демонстрация работы

Как вы можете заметить в видеоролике, начиная с 4:40 самодельный лазерный тахометр показывает примерно те же значения, что и промышленный прибор, но с боле высокой частотой обновления значений на дисплее. Автор проекта в комментариях к видеоролику утверждает, что прибор позволяет измерять скорость до 99,999 об/мин.

— это измерительный прибор, который предназначен для измерения количества оборотов коленчатого вала двигателя в минуту (об/мин). Раньше в автомобили устанавливались механические тахометры. В современных автомобилях устанавливаются электрические или электронные тахометры.

Во время работы двигателя автомобиля тахометр позволяет контролировать стабильность его оборотов на холостом ходу и при движении автомобиля. По стабильности оборотов на холостом ходу можно судить о состоянии системы подачи топлива, системы зажигания и самого двигателя.

При установке оборотов холостого хода и регулировки угла опережения зажигания двигателя с помощью стробоскопа без тахометра не обойтись. Необходимо одновременно производить регулировку и наблюдать за оборотами двигателя. После каждого подкручивания винта регулировки смотреть показания тахометра, установленного в салоне автомобиля неудобно. Может выручить установленное в салоне зеркало, но это тоже не лучшее решение. Гораздо удобнее иметь тахометр, вмонтированный в стробоскоп.

При изготовлении стробоскопа своими руками я вмонтировал, тахометр в его корпус. При проверке и настройке УОЗ двигателя такое техническое решение показало удобство в работе.

Опубликованные в Интернете аналоговые схемы тахометров отличаются большей погрешностью показаний, выполненные на цифровых микросхемах не каждому автолюбителю под силу повторить.

Предлагаемое Вашему вниманию схемное решение тахометра отличается простотой и высокой точностью показаний в независимости от изменения температуры окружающей среды и питающего напряжения. Имеет растянутую шкалу, что позволяет при применении малогабаритного стрелочного индикатора измерять частоту оборотов двигателя с высокой точностью.

Простой метроном скорости

Тахометр происходит от двух греческих слов: «тахо» означает «скорость», а «метроном» — «измерять». Он работает по принципу генератора и определяет напряжение, соответствующее скорости вала. Он также известен как счётчик оборотов. Принцип работы:

индукционный;
электромагнитный;
электронный;
оптический.

Исторически сложилось так, что первый механический тахометр был разработан на основе измерения центробежной силы. В 1817 году они были использованы для измерения скорости тяговых машин, но после 1840 года применялись преимущественно для измерения скорости транспортных средств. Цифровой тахометр — оптический датчик, предназначенный для определения угловой скорости вращающегося элемента. Области применения:

Автомобили, самолёты, тракторы, поезда, лёгкие рельсовые транспортные средства и их ремонт.
Лазерные инструменты.
Медицинское применение. Гематахометр — устройство, установленное в артерию или вену, оценивает скорость движения крови по вращающейся турбине. Показания используются для диагностики проблем кровообращения, таких как тромбофлебит.
Аналоговая запись звука, измеряющая скорость аудиокассеты.
Оценка скорости и объёма трафика.

Конструкция и детали

Так как схема простая, то печатную плату я не разрабатывал. Монтаж всех деталей, кроме миллиамперметра, выполнил на универсальной макетной плате размером 30 мм×50 мм. На фотографии видно как размещены элементы схемы.

Для подвода питающего напряжения и входного сигнала применен трехконтактный разъем. Шкала миллиамперметра напечатана на принтере и приклеена сверху на его штатную шкалу.

Плата с деталями закреплена в крышке корпуса стробоскопа на винтах. Миллиамперметр установлен в вырезанном в крышке корпуса прямоугольном окне и закреплен с помощью силикона.

Такая конструкция размещения тахометра обеспечивает удобство доступа к плате стробоскопа, достаточно снять крышку, отсоединить разъем.

Типы современных тахометров

Важным параметром, который учитывают при выборе устройства, является рабочий диапазон скорости. Он устанавливает границу измерения, который способен контролировать прибор. Ещё один параметр — точность, которая задаётся в единицах, таких как ± RPM. Используемая технология датчиков: контактные, фотоэлектрические, индуктивные и с эффектом Холла.

В приборе контактного типа он входит в контакт с вращающейся частью. В фотоэлектрическом устройстве для измерения скорости используются световые лучи, видимые или инфракрасные. Частота разрыва, которого применяется для расчёта скорости. Индуктивные инструменты используют магнитные элементы для индукции магнитных полей, а частота активации — для измерения скорости. Конструктивные особенности:

счётчики;
таймеры;
стробоскоп.

Конфигурации дисплея включают аналоговые визуальные индикаторы, цифровые или графические видеодисплеи. Пользовательские интерфейсы и типы управления имеют аналоговые лицевые или цифровые панели и компьютерные программируемые интерфейсы. Современные тахометры оснащаются программным обеспечением для работы на ПК. У многих есть сетевые или коммуникационные интерфейсы. Доступные электрические выходы:

аналоговое напряжение;
аналоговый ток;
аналоговая модулированная частота;
переключатель или сигнализация;
светодиодный экран.

Тахометры классифицируются на основе технологии сбора данных. Типы применяемых устройств:

Аналоговые. Состоят из измерителя и интерфейса набора номера. Они не имеют возможности хранить базу данных, а также не вычисляют средние показания и их отклонения. Скорость движения преобразовывается в напряжение с использованием внешнего преобразователя частоты. Затем это измерение отображается аналоговым вольтметром.
Цифровые — состоят из ЖК-дисплея или светодиодного индикатора и памяти для хранения информации. Они осуществляют статистические операции и подходят для точного измерения и мониторинга любых видов времени. Цифровые тахометры чаще встречаются в наши дни, они дают числовые показания вместо использования циферблатов.
Контактный тип, контактируют с вращающимся валом, прикрепляется к дизелю или электродвигателю. Например, оптический кодер или магнитный датчик измеряет обороты. Они способны измерять скорость вращения в пределах от 0, 5 об / мин до 10 тыс. об / мин, имеют ЖК-дисплей, работает с диапазоном рабочих температур от 0 до + 40 C.
Бесконтактный тип не нуждается в физическом контакте с вращающимся элементом. В этом типе лазерный или оптический диск соединён с валом, результат считывается инфракрасным лучом или лазером. Этот тип замеряет скорость от 1 до 99,999 об/мин (токарный станок), угол обмера составляет меньше 120 градусов. Оборудованы ЖК-дисплеем, эффективны, долговечны, точны и компактны, а также видны с большого расстояния.
Временной, который вычисляет скорость по интервалу между входящими импульсами. Разрешение этого тахометра не ограничено, поэтому он более точен при измерениях низкой скорости.
Частотный, который вычисляет скорость по частоте импульсов. Этот тип работает с использованием красного светодиода, а оборот его зависит от вращающегося элемента. Он используется для высокоскоростных измерений. На рынке продаётся недорогой и высокоэффективный китайский вариант.

Онлайн-приложение для iPhone

Возможности современных смартфонов позволяют отображать на дисплее тахометр любого двигателя авто или мотоцикла в реальном времени на основе издаваемого звука. Диапазон RPM составляет 400 — 90 000 об/мин. Найти приложение можно в App Store. После установки его в верхней части дисплея появится циферблат тахометра в больших цифрах, с обновлением значения каждые ¾ секунды. RPM рассчитывается по пикам в графике автокорреляции.

В программе приведены элементы управления подсказки, определяющие диапазон RPM. Имеется коррекция фонового шума для истинного определения звука двигателя. Подсказка определяется значением центра и допуска в процентах. Прокручивая левую или правую область в синих полосах ниже подсказки, регулируют значение центрального RPM и допуск. Вместо фиксированного диапазона используется режим отслеживания, работающий во всём диапазоне измерений.

В этом режиме элементы управления подсказки заменяются, что позволяет начать истинное отслеживание. Ниже контрольных данных — график функции автокорреляции, для проверки надёжности отображаемого RPM. Имеется руководство по настройке диапазона RPM. Вертикальные жёлтые линии на графике соответствуют периодам звука, производимого двигателем. Если они хорошо совпадают с пиками на графике — значение RPM точное. Преобразование звука в тональное видео в RPM зависит от конфигурации двигателя.

Можно выбрать из нескольких встроенных конфигураций, включая 4-тактные и 2-тактные двигатели и указать общий коэффициент, который может компенсировать любое передаточное отношение между двигателем и валом. Помимо этого представления, есть две страницы настройки конфигурации. На каждой есть своя контекстная справка, которая даёт больше информации о том, как использовать приложение. Существует также подробное руководство по эксплуатации.

Ранние модели тахометров зависели от механических приводов, таких как маховик, распределительный вал, шкив вентилятора и т. д. Они вращают магнит, тем самым вызывая вихревые токи на алюминиевом диске (спидометр) в оборотах/минуту. Тахометр современного типа является электронным, управляемым импульсом, способным измерять как самую малую, так и меганагрузку.

Автомобильный тахометр

Микроэлектрическая машина генерированного напряжения

Генератор тахометра преобразует показатель вращения вала в электрический сигнал. Работа его использует свойства угловой скорости ротора, поток возбуждения, которого пропорциональный генерируемой ЭДС. Большинство современных тахогенераторов — это тип постоянного магнита. Эти устройства используют вращающееся соединение, один конец которого подключён к валу машины, индуцирует электродвижущую силу (напряжение), пропорциональную скорости вала. Контакты якоря соединены к цепи вольтметра, преобразуя напряжение в значение скорости.

Эти тахометры отличаются точностью, максимально допустимыми показателями и рабочей температурой. Используются в качестве датчиков в различных автомобильных и электромеханических компьютерных устройствах. Действуют в сетях переменного или постоянного тока.

Электрическая принципиальная схема

Представленная схема тахометра отличается простотой и доступностью деталей для повторения благодаря применению интегрального таймера — микросхемы КР1006ВИ1 (аналог NE555).

Схема состоит следующих функциональных узлов. Формирователя импульсов, выполненного на VT1-VT2, широтно-импульсного модулятора на микросхеме DA1 типа КР1006ВИ1 и резисторного моста на резисторах R8-R13. Для снятия показаний применен электродинамический стрелочный микроамперметр. К недостаткам схемы тахометра можно отнести необходимость балансировки моста для каждого типа миллиамперметра при повторении схемы. Но это не сложная операция.

Питающее напряжение на схему тахометра подается непосредственно с клемм автомобильного аккумулятора.

Принцип работы автомобильного счётчика

Тахометр используется для проверки производительности двигателя и помогает автомеханику понять его состояние для оптимизации функционирования с допустимыми параметрами. Принцип работы автомобильного электронного тахометра прост. Система зажигания запускает импульс напряжения электромеханической части тахометра, которая реагирует на среднее напряжение импульсов пропорционально частоте вращения двигателя. Сигнал передаётся двойным экранированным кабелем к индикатору. Тахометры имеют температурную компенсацию для обработки измерений в диапазоне -20 до + 70 C окружающей среды.

Он позволяет водителю выбирать подходящие настройки дроссельной заслонки и шестерни во время движения, поскольку длительное использование на высоких скоростях вызывает недостаточную смазку, влияющую на двигатель, создаёт перегрев и приводит к ненужному износу трущихся деталей и к отказу машины.

Проверка оборотов двигателя

В процессе эксплуатации автомобиля нужно знать, как проверить тахометр в домашних условиях. Большинство машин оборудованы спидометром, манометром, датчиком температуры охлаждающей жидкости и тахометром. Они установлены по-разному в зависимости от марки и модели авто. Последовательность действий:

Проверить тахометр перед поездкой, внимательно осмотреть датчики. Циферблат обычно показывает одно- или двузначные числа, которые ограничены красной полосой разрешённого предела работы.
Запустить автомобиль. Нажать педаль тормоза правой ногой и включить ключ зажигания. Показания тахометра должны расти, прежде чем остановиться на количестве оборотов двигателя на холостом ходу.
Нажать педаль газа и обратить внимание на поведение тахометра.
Контролировать показания во время движения на каждой передаче и при переключении на следующую.
Избегать чрезмерного перегруза двигателя. Красная линия на шкале представляет наибольшее количество оборотов, которые двигатель способен безопасно выдерживать.
Если нужно дополнительно измерить RPM автомобиля, чтобы помочь диагностировать проблему, используют ручной тахометр, измеряющий число оборотов во время работы.

Самодельное устройство на микроконтроллере

Чтобы сделать самодельный тахометр на микроконтроллере в свой автомобиль для замера оборотов двигателя, вам потребуются такие запчасти:

В данном случае будет использовать оптически регулятор вместо щелевого. Благодаря этому вам не придется переживать по поводу толщины ротора, число лопастей не будет менять показания. Кроме того, оптический контроллер позволяет считывать обороты барабана, в отличие от щелевого.

Чтобы приступить к выполнению задачи, подготовьте все элементы и можете начинать:

Электронный тахометр своими руками

С широкими возможностями рынка электроники сделать схему тахометра дома своими руками с использованием мультиметра не сложно. Более того, результаты, полученные в таких схемах, точны в оценке общего рабочего состояния измеряемой системы.

Принципиальная схема с использованием IC 555:

Импульс выводится из свечи зажигания скутера и подаётся до конца R6.
Транзистор реагирует на импульсы в соответствии с триггерами.
Транзистор активирует моностабильность с каждым входящим импульсом.
Моностабильный остаётся включённым в течение определённого момента, а при срабатывании генерирует среднее время включения на выходе прямо пропорционально средней скорости запуска.
Конденсатор и резистор на выходе IC объединяют результат так, что он напрямую считывается вольтметром с напряжением 10 В.
R3 отрегулирован таким образом, чтобы выход генерировал точную интерпретацию скорости подачи RPM.

Вышеуказанная настройка выполнена с помощью обычного тахометра. Детали для изготовления широкодоступны и их можно приобрести в любом магазине радиотоваров. Список деталей для самодельного варианта:

R1 = 4K7.
R2 = 47E.
R3 = 100 КБ, может быть переменный.
R4 = 3K3.
R5 = 10K.
R6 = 470 К.
R7 = 1K.
R8 = 10K.
R9 = 100K.
C1 = 47n.
C2 = 100n.
C3 = 100n.
C4 = 33uF / 25V.
T1 = BC547.
IC1 = 555.
M1 = измеритель FSD 10 В.
D2 = 1N4148.
C5 с любым значением между 3, 3uF и 4, 7uF.

Перед тем как сделать тахометр своими руками, нужно выполнить монтажную документацию. Простая схема, разработанная с использованием легкодоступных элементов с прорезиненным оптоизоляционным модулем MOC7811 и двумя семи сегментными дисплеями, измеряет скорость диска в RPS. Эта схема рассчитывает RPS от 00 до 99, если нужны большие значения, добавляют ещё один счётчик декады.

Принципиальная электрическая схема содержит IC555, MOC 7811, IC CD4081, IC CD4069 и IC 4033 и семисегментный дисплейный блок LTS 543. На первом таймере IC 555, сконфигурированном как моностабильный мультивибратор, он генерирует импульс синхронизации при нажатии переключателя S2, зелёный светодиод 1 указывает время обнаружения.

Многих начинающих автолюбителей интересует, что такое тахометр в автомобиле и для чего он предназначается. Он представляет собой прибор, функцией которого является вычисление частоты вращения подвижных элементов в автомобильных механизмах. При помощи показаний водитель сможет переключиться на правильную передачу, либо снизить расход топлива, одновременно регулируя работу «движка».

Что это?

Тахометр - устройство, находящееся на приборной панели транспорта. Его устанавливают не только в машины, но и на мотоциклы и моторные лодки. Впервые прибор был создан в 1903 году, когда инженер из Америки соорудил циклометр. Изобретение позволяло высчитывать велосипедный пробег. Но для чего нужен тахометр в автомобиле? Тахометр помогает контролировать работу «движка», поскольку есть риск повреждения мотора при эксплуатации на высоких оборотах.

Помогает продлить «срок службы» двигателя.

Регулирует количество затраченного топлива.

Водитель получает возможность устанавливать верный режим езды.

На трансмиссию в процессе переключения скоростей не оказывается ударного влияния.

Получается, что тахометр демонстрирует владельцу авто самый лучший момент, когда следует переключить передачу. Если машина имеет МКПП, то прибор показывает момент максимальной нагрузки (стрелка «подходит» к красной зоне). Регулировку можно проводить в момент движения, либо на холостом ходу.

Если водитель будет следовать показаниям, то есть начинать движение и завершать его в заданном диапазоне вращения коленчатого вала, то ресурс мотора увеличится по максимуму.

Помимо этого, владелец имеет возможность самостоятельно диагностировать функционирование мотора. Если «движок» работает исправно, то при его запуске стрелка подходит на значение 1000-1200 об., спустя пару секунд опускаясь до 600-800 об. О неправильной работе мотора сигнализирует прыгающая стрелка.

Разновидности

Многим водителям интересно не то, что измеряет тахометр, а как точно это он делает. Точность определения оборотов полностью зависит от датчика. Сегодня устройства классифицируют по методу отображения данных или способу монтажа. Последние подразделяются на встроенные и бесконтактные. На спорткарах, в основном, используют бесконтактные тахометры, чтобы максимально точно определять число оборотов и корректировать его.

На автомобилях сегодня устанавливают механические, аналоговые и цифровые тахометры. Все они имеют свои особенности и принцип работы. Например, механический тип уже утратил свою востребованность. Его применяли в XX веке, поскольку других вариантов измерения оборотов просто не существовало. Сегодня такой тахометр можно встретить на очень старых авто или на мотоциклах.

Конструкция устройства включает в себя трос, подсоединенный к коленчатому валу. Работа прибора основывалась на том, что шестеренка и трос сцеплялись между собой. Тахометры успешно устанавливались на старых низкооборотистых «движках». У них была довольно низкая точность из-за того, что трос состоял из проволоки. Нить скручивалась, что приводило к неверному исчислению передаточного момента. Уровень погрешности составлял 500 об/мин.

Аналоговый тахометр изобрели позже. В нем изменили механизм действия. Его принцип работы был схож с механическим, но обороты при этом отображались стрелкой на циферблате. Считывание значений происходило за счет энергии, подаваемой на магнитную катушку. На коленвале находился датчик, который высчитывал количество оборотов, после чего создавался электросигнал, переходящий на катушку. Она отклоняла стрелку и показывала результат. По сравнению с механическим прибором, аналоговый более надежный, но все равно не точный. Его погрешность - 500 об/мин. К преимуществам такого тахометра можно отнести отсутствие троса и простая установка.

Ни для кого не секрет, что даже на дорогих авто устанавливают аналоговый тип прибора. Он привычен для глаз водителя, при этом быстро высчитывает показания. С его помощью автолюбитель сможет поймать момент для смены передачи, а также помочь двигателю достичь оптимального режима работы.

Еще один вид тахометра - цифровой, работает с небольшой погрешностью (100 об/мин). Специальный датчик считает обороты, а затем перенаправляет их в виде сигналов на панель приборов. Устройство включает в себя процессор, преобразователь, оптрон и еще несколько существенных элементов. Способ подключения разный, зависит от того, какой тип двигателя у автомобиля. На бензиновые «движки» монтаж производится через катушку зажигания, на дизельном - с помощью генератора.

Принцип работы

Водители, которые не разбираются в механической составляющей мотора, обязаны знать, как работает тахометр в автомобиле. Это поможет понять им, для чего все-таки предназначено данное устройство.

В основе функционирования мотора лежит преобразование движения (от поступательного к вращательному). Этому способствуют газы, которые расширяются и «включают» поршни. Они, в свою очередь, с помощью шатунов раскручивают коленвал. Его обороты как раз и показывает прибор-тахометр.

Водитель, нажимая на «газ», заставляет поступать увеличенное количество горючего в камеру сгорания. Давление соответственно повышается, тем самым увеличивая частоту вращения коленчатого вала и показаний прибора.

Чтобы было еще понятнее, как функционирует устройство, приведем простой пример. Допустим, информация в документации «движка» гласит: 135 лошадиных сил при 3500 об/мин. Эти значения указывают на то, что мотор разовьет максимальный разгон при данных оборотах коленвала. Низкие показатели вращения снизят КПД, а значит, машина будет перемещаться тише.

Эксперты утверждают, что если водитель будет следить за показаниями тахометра и вовремя переключать скорости, то он добьется эффективного разгона. Но все же не рекомендуется проводить подобные манипуляции постоянно. Если число оборотов увеличится, значит, расход топлива также начнет расти вверх. Помимо этого, высокие обороты приведут к быстрому износу деталей. Лучше всего «не докручивать» мотор до максимальных значений. Это поможет сэкономить горючее и продлить срок службы деталей и масляной жидкости.

Как использовать информацию

Разобравшись, что показывает тахометр в автомобиле, водители, как правило, не знают, как действовать дальше и как использовать полученную информацию.

Для начала стоит запомнить, что прибор указывает на приемлемое время для начала езды. Это удобно, особенно тем, кто часто передвигается на машине зимой, поскольку прибор демонстрирует готовность «движка» к поездке. Большинство транспортных средств не способны начать движение при холодном моторе, поэтому запускают максимальное число оборотов. Автолюбителям остается дождаться момента, когда t хладагента станет нормальной. С тахометром такого не произойдет. Водителю разрешается отправляться в путь, если стрелка приблизится к 750-800 об/мин.

Какие неисправности могут быть

Тахометр механического типа может быть неисправен, если возникло повреждение элементов его конструкции. К примеру, при возникновении деформаций, обломе троса или появлении люфта. Что касается электронных устройств, то здесь причин поломки может быть несколько. Рассмотрим их подробнее:

Повреждена электропроводка, в т.ч. сигнальный провод.

Возникло окисление контактов, либо они имеют неплотный контакт.

Повреждены элементы измерительного блока (перегорание микросхем, вздутие резисторов).

Если устройство подключено от генератора, значит, не работает сам генератор. О неполадке сигнализирует индикатор низкого заряда аккумулятора. Бывает, что стрелка начинает прыгать без каких-либо на это причин. Водителю стоит внимательно осмотреть проводку, элементы двигателя и сам аппарат.

Если показатели прибора не меняются даже при сильном нажатии педали акселератора, то необходимо проверить целостность проводки. В этом водителю поможет тестер.

Как выбрать прибор для авто?

Сегодня каждому водителю важны точные показания тахометра, поскольку устаревшие приборы не всегда демонстрируют правильные значения. Кроме того, не все авто, особенно малолитражные, оснащены данным устройством. Именно владельцы таких машин больше всего нуждаются в приборе. Приобретая электронную модель, покупатель должен изучить ее технические характеристики. Также стоит помнить, что установка тахометра для бензинового и для дизельного двигателя отличаются. Способ установки зависит от размера и дизайна модели.

Большой популярностью пользуется тахометр Helios. Он имеет стандартный вид. Предназначается для авто с карбюраторными моторами, где число цилиндров варьируется от 1 до 16. К преимуществам модели относят стоимость, множество дополнительных опций и низкую погрешность.

Менее универсальной считается модель MULTITRONICS. Тахометр DD5 обладает большим количеством функций, включая таймер и часы. Все остальные типы этого бренда не имеют дополнительных опций, кроме вольтметра. Погрешность при больших оборотах - до 3%.

Заключение

Таким образом, можно сделать вывод, что тахометр - это полезный прибор, помогающий водителям корректировать работу двигателя и вовремя переключать передачи. Обязательность наличия устройства не регламентировано. Если в авто нет прибора, то водитель вправе его не устанавливать. Если пришло время заменить тахометр, то подбирать его нужно с учетом технических характеристик авто. Решив установить устройство, покупателю следует обратить внимание на отечественных производителей Helios и Multitronics.

Тахометр – это измерительный прибор. Его применяют тогда, когда нужно определить частоту вращения подвижных деталей в каких-либо механизмах и агрегатах. Результаты его замеров принято вычислять по количеству оборотов в минуту.

Прибор нашел применение в автомобилях, мотоциклах, тракторах, комбайнах, кораблях, самолетах, вертолетах. Далее можно перечислить и другую технику с двигателем внутреннего сгорания. Если такое устройство есть, то предоставляется возможность осуществлять контроль за пределами нагрузки в работе мотора и тем самым продлить срок его эксплуатации.

Есть ли необходимость в тахометре в автомобиле

Эксплуатация мотора на повышенных оборотах таит в себе опасность. Мотор может быть поврежден. Если следишь за тахометром, то можешь осуществлять регулировку нажатия педали газа так, что коленвал оборачивается в безопасном режиме.

Тахометр в машине позволяет:

- Продлить срок службы двигателя.
- Оптимизировать расход горючего.
- Выбрать правильный режим езды в зависимости от того, какова нагрузка.
- Исключить ударное воздействие на трансмиссию, когда переключаешь передачи.

ВАЖНО! У автомобильных тахометров есть цифровая шкала. На ней последние числа и деления выделены красным цветом. Так на устройстве обозначены критические обороты для конкретного двигателя.

Когда такой рабочий уровень достигнут, коленчатый вал вращается на скорости, предельной для мотора. При этом ускоряется нагрев и усиливается вибрация. А это грозит тем, что будут выведены из строя поршневая группа, клапан, ГРМ и пр. Водитель может посмотреть на тахометр и своевременно предотвратить такую нагрузку, перейти на более высокую передачу и сбросит при этом педаль газа.

Применение тахометра позволяет подобрать оптимальные обороты мотора, когда начинаешь движение или поднимаешься под гору. От этих данных зависит и удачный момент, необходимый для того, чтобы сделать переключение между передачами.

Показания тахометра особенно важны для водителя, который управляет автомобилем с прицепом.

В технической документации к грузовику есть такая информация: «120 лошадиных сил при 3500 об/мин». Что это означает? Как только будет достигнуто именно такое вращение коленвала, то есть возможность добиться от мотора самого высокого тягового усилия. То есть когда будешь двигаться под гору в режиме не более 3500 об/мин, то можешь безопасно для мотора вытянуть нагрузку.

ВАЖНО! Если в автомобиле нет тахометра, то осуществлять контроль нагрузки на двигатель можно только на слух. В том случае, когда в салоне хорошая звукоизоляция, определить это затруднительно. Водитель может определить усиление по тому, как ревет мотор. И лишь в этот момент делать переход на более высокую передачу.

Главная часть устройства – это датчик. Его устанавливают возле коленчатого вала. Он призван считывать частоту вращения коленвала, чтобы потом, используя электрические импульсы или механические связующие, осуществлять передачу информации на панель.

Точность измерения оборотов зависит от датчика. Он осуществляет фиксацию углового положения коленвала в определенный момент времени. Как правило, датчик стоит рядом с маховиком.

Особенности механического тахометра

В основе конструкции используется тросик. Он подключается к распределительному валу или коленвалу. Он должен передавать крутящий момент на приемный механизм устройства, который связан со стрелкой. Если стрелка отклоняется на определенный угол, то можно определить, каковы фактические обороты в данный момент.

Данные приборы использовали на старых моторах , у которых низкие обороты. Вот почему цена их деления, как правило, составляла только 250 оборотов в минуту. Главный недостаток подобных устройств в том, что у них низкая точность. Это связано с особенностью передачи. Ведь используется тросик.

Он представляет собой витую проволоку. Его можно скрутить. Если такое случается, то вычисление передаточного момента шестеренок искажается. Погрешность механических тахометров иногда достигает 500 оборотов в минуту.

ВАЖНО! К сожалению, тросик быстро изнашивается. Чем дольше его применяют, тем выше становится погрешность. Когда он перетирается, то его замена становится большой проблемой.

Особенности аналогового тахометра

Чисто внешне аналоговый тахометр напоминает тахометр механический. Ведь у него тоже есть циферблат со стрелкой, и она указывает на то, сколько было сделано оборотов. Подчеркнем, что механизм связи между стрелкой и датчиком на коленвале отличается.

Датчик, который стоит на коленчатом вале, считывает, сколько он сделал оборотов. Так создается электрический сигнал, который передается на катушку по проводам. Поскольку магнитное поле воздействует на катушку, то стрелка отклоняется и указывает на шкалу.

Фактически мы видим здесь повторение устройства каждого аналогового измерительного прибора, который применяют в автомобильном транспорте и авиации.

ВАЖНО! Аналоговые приборы более надежные, чем механические. А ведь и у них погрешность составляет до 500 оборотов в минуту. Зато конструкция у них такова, что тросика нет.

Установить аналоговый тахометр намного проще, так как по сравнению с тросом провода можно проложить под каким угодно углом. И потому можно вывести тахометр в любое место на панели приборов. Даже в том случае, когда двигатель находится в задней части автомобиля.

Особенности цифрового тахометра

Основными составными частями цифрового тахометра являются процессор, восьмиразрядный АЦП, датчик, экран, оптрон, электронная плата.

Результаты, полученные после того, как были произведены измерения оборотов двигателя, в цифровом тахометре будут отображены на дисплее. Это просто цифры. Это может быть также стилизованный циферблат со стрелкой. Если зажигание выключено, то тахометр выглядит как темный экран.

Как определить, что тахометр неисправен

Второй симптом однозначно указывает на то, что тахометр неисправен. Что касается скачков показаний оборотов, то они могут быть следствием того, что неправильно работает система зажигания. Возможно также, что сказалось плохое качество горючего.

Как правило, причиной неисправности является плохой контакт электрических цепей устройства. Как устранить поломку? Придется разобрать и прочистить всю контактную группу. Провода тахометра можно проверить, используя тестер.

ВАЖНО! На работе устройства сказываются даже малейшие следы коррозии на контактной группе. И потому их нужно удалять. Если нужно, то можно поджать места, где подключены контакты проводов.

Проверяйте электропроводку. Когда она плохая, то бывают сбои с работой тахометра. И не только. Сбои возможны и на других электрических устройствах. Если вы проверили тахометр, а он все равно работает плохо, то необходимо проверить, как работает контактная группа на трамблере.

Можно устранить неполадки и другим способами. Однако для того, чтобы провести диагностику, понадобится специализированное оборудование, которым обычно владелец четырехколесной собственности не обладает.

ВАЖНО! Нередко проблемы вызывает не сам тахометр, а электропроводка автомобиля в целом. Тогда зовите автоэлектрика. Он поможет.

Разновидности приборов по способу установки

Штатные техометры – это стандартные приборы. Их установку осуществляют на приборную панель автомобиля, как и иной техники, еще на конвейере, где осуществляется сборка. У них свои персональные размеры. И потому очень редки случаи, когда тахометр с одного автомобиля подходит к другому.

На шкале прибора нанесены отметки с техническими возможностями оборотов конкретного двигателя. Опасные зоны выделены визуально.

Штатные тахометры всегда очень сложно установить. А когда они ломаются, то требуется не только замена, но и диагностика. То есть неизбежно потребуется разобрать всю приборную панель машины. А это отнимает несколько часов времени.

Выносные тахометры являются внешними дополнительными устройствами. Их применяют тогда, когда прибор необходимо установить на транспорт, а конструкция его такова, что с самого начала не предполагается использование датчика оборотов.

ВАЖНО! Преимущественно их приобретают те, у кого есть малолитражный бюджетный автомобиль. У таких нередко штатный тахометр отсутствует. В результате у шофера при вождении автомобиля есть проблемы.

Выносные приборы – устройства бесконтактные. Как правило, они работают с использованием лазерной технологии. Установить их – не проблема. Конструкция их такова, что предполагается возможность закрепить устройство на центральной консоли. Это недалеко от приборной панели.

Читайте также: