ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЬНЫХ И АВАРИЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМОБИЛЯ

Измерение скорости и длины пути движения автомобиля

Измерение скорости движения автомобиля производится спидометрами. Они также дают первичную информацию для определения пройденного пути автомобиля. Приборы измерения пройденного пути называются одометрами.

Спидометры бывают электромеханического и электронного типов. Спидометр электромеханического типа соединяется с ведомым валом коробки передач через редуктор. Передаточное число редуктора выбирают в зависимости от передаточного числа главной передачи и радиуса качения колеса автомобиля. Редуктор соединяется со спидометром либо механическим путем с помощью гибкого вала, либо электрическим с помощью промежуточного преобразователя.

Спидометр с приводом от гибкого вала показан на рис. 2.1.

Схема спидометра с приводом от гибкого вала

Рис. 2.1. Схема спидометра с приводом от гибкого вала: 1 - входной валик. 2 - магнит, 3 - картушка. 4 - ось. 5 - спиральная пружина,

6 - червячная передача, 7 - счетный узел одометра

Входной валик соединен с постоянным магнитом. Магнит с некоторым зазором охватывает металлический колпак, называемый картушкой. Картушка находится на оси спидометра, с другой стороны которой закреплена стрелка. Снаружи картушка закрыта экраном из магнитомягкого материала, который концентрирует магнитное поле магнита в зоне картушки. Со стороны стрелки к оси прикреплена спиральная пружина.

При движении автомобиля от гибкого вала приводится во вращение входной валик с магнитом. При этом магнитный поток наводит в картушке вихревые токи, вызывающие образование магнитного поля картушки. Магнитные поля магнита и картушки взаимодействуют между собой таким образом, что на картушку действует крутящий момент, направление которого противоположно моменту, создаваемому пружиной. В результате картушка вместе с осью и стрелкой повернется на угол, при котором момент сил упругости пружины равен крутящему моменту магнитных сил, действующему на картушку. Крутящий момент картушки пропорционален скорости вращения магнита, и следовательно, скорости движения автомобиля. Угол поворота картушки и стрелки с увеличением скорости движения автомобиля возрастает.

Валик большинства спидометров снабжен смазывающим каналом. Привод счетного узла осуществляется от входного валика посредством понижающей червячной передачи. Счетный узел подсчитывает пробег автомобиля. Подсчет может осуществляться с помощью электронной системы, обеспечивающей работу шагового электродвигателя, который вращает указатели счетчиков пройденного пути. Счетчики показывают общий и суточный пробег. Показания суточного счетчика сбрасываются нажатием кнопки.

Пример расположения счетчиков пробега автомобиля в комбинации со спидометром приведен на рис. 2.2.

Пример расположения счетчиков пробега на приборной панели

Рис. 2.2. Пример расположения счетчиков пробега на приборной панели

Счетчик общего пробега расположен над осью стрелки спидометра в центре приборной панели и имеет шесть разрядов в километрах. Счетчик суточного пробега находится под осью стрелки спидометра и имеет три разряда в километрах и один разряд в сотнях метров.

Спидометры с электроприводом имеют аналогичные спидометрам с механическим приводом магнитоиндукционный и счетный узлы. Электропривод спидометра состоит из датчика, который устанавливается на коробке передач электродвигателя, вращающего приводной валик магнитоиндукционного узла указателя и устройства электронного управления электродвигателем. Электродвигатель и устройство управления смонтированы в одном корпусе с магнитоиндукционным узлом. Целью работы электропривода является дистанционная передача вращения ротора датчика во вращение ротора указателя с помощью электромагнитных взаимодействий.

Ротор датчика в виде постоянного четырехполюсного магнита приводится в движение от ведомого вала коробки передач и генерирует трехфазный переменный ток. При вращении ротора в каждой фазе статора вырабатывается переменная синусоидальная ЭДС, частота которой пропорциональна скорости движения автомобиля. Магнитное поле статора электродвигателя, создаваемое его обмотками, будет вращаться с частотой вращения ротора датчика. Вращающееся магнитное поле статора, воздействуя на постоянный магнит ротора указателя, приводит его во вращение с той же частотой.

В датчиках электронных спидометров используется эффект Холла. Этот эффект состоит в том, что если к пластине из металла или полупроводника приложено напряжение питания и ее пронизывает под прямым углом магнитное поле, обладающее индукцией В, то возникает напряжение Холла U, перпендикулярное направлению тока / от источника питания и направлению магнитного поля (рис. 2.3).

Эффект Холла

Рис. 2.3. Эффект Холла

Напряжение Холла равно

где к - постоянная Холла, h - толщина полупроводника.

Из этого выражения следует, что величина напряжения Холла пропорциональна магнитной индукции. Если магнитное поле изменять с частотой, пропорциональной скорости движения автомобиля, то и частота изменения выходного напряжения Холла также будет пропорциональна скорости автомобиля. На практике магнитное поле создается неподвижным магнитом, а его изменение - специальным вращающимся экраном с прорезями (рис. 2.4).

Схема работы датчика спидометра

Рис. 2.4. Схема работы датчика спидометра: I - датчик Холла,

2 - экран с прорезями, 3 - магнит

При вращении экрана его сегменты и прорези между ними поочередно проходят между магнитом и датчиком Холла. Когда между магнитом и датчиком Холла проходит сегмент экрана, магнитное поле перекрывается и на выходе датчика - мини- мальное напряжение UMU (рис. 2.5). При прохождении между магнитом и датчиком Холла прорези экрана на датчик поступает максимальный магнитный поток, и на выходе напряжение становится максимальным UMUKC.

Выходной сигнал датчика

Рис. 2.5. Выходной сигнал датчика

Таким образом, период Т следования импульсов датчика Холла обратно пропорционален скорости автомобиля, т.е. чем выше скорость автомобиля, тем чаще следуют импульсы.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >