Velocímetre mecànic i electrònic. Dispositiu i principi de funcionament
No és casualitat que el velocímetre estigui situat al lloc més destacat del quadre de comandament del cotxe. Al cap i a la fi, aquest dispositiu mostra la velocitat amb què condueix i us permet controlar el compliment del límit de velocitat permès, que afecta directament la seguretat viària. No ens oblidem de les infraccions per excés de velocitat, que es poden evitar si mireu periòdicament el velocímetre. A més, a les carreteres rurals amb l'ajuda d'aquest dispositiu, podeu estalviar combustible si manteniu la velocitat òptima a la qual el consum de combustible és mínim.
El mesurador de velocitat mecànic es va inventar fa més de cent anys i avui dia encara s'utilitza àmpliament en els vehicles. El sensor aquí sol ser un engranatge que engrana amb un engranatge especial a l'eix secundari. En els vehicles de tracció davantera, el sensor es pot situar a l'eix de les rodes motrius, i en els vehicles de tracció total, a la caixa de transferència.
Com a indicador de velocitat (6) al tauler, s'utilitza un dispositiu indicador, el funcionament del qual es basa en el principi d'inducció magnètica.
La transmissió de la rotació del sensor (1) a l'indicador de velocitat (en realitat el velocímetre) es realitza mitjançant un eix flexible (cable) (2) a partir de diversos fils d'acer retorçats amb una punta tetraèdrica als dos extrems. El cable gira lliurement al voltant del seu eix en una funda protectora de plàstic especial.
L'actuador consta d'un imant permanent (3), que està muntat en un cable d'accionament i gira amb ell, i d'un cilindre o disc d'alumini (4), en l'eix del qual es fixa l'agulla del velocímetre. La pantalla metàl·lica protegeix l'estructura dels efectes dels camps magnètics externs, que podrien distorsionar les lectures del dispositiu.
La rotació d'un imant indueix corrents de Foucault en un material no magnètic (alumini). La interacció amb el camp magnètic d'un imant giratori fa que el disc d'alumini també giri. Tanmateix, la presència d'una molla de retorn (5) porta al fet que el disc, i amb ell la fletxa del punter, només gira a través d'un cert angle proporcional a la velocitat del vehicle.
En un moment, alguns fabricants van intentar utilitzar indicadors de cintes i tambors en els velocímetres mecànics, però van resultar ser poc convenients i finalment es van abandonar.
Malgrat la simplicitat i la qualitat dels velocímetres mecànics amb un eix flexible com a accionament, aquest disseny sovint dóna un error bastant gran i el cable en si és l'element més problemàtic. Per tant, els velocímetres purament mecànics s'estan convertint progressivament en una cosa del passat, donant pas als dispositius electromecànics i electrònics.
El velocímetre electromecànic també utilitza un eix d'accionament flexible, però el conjunt de velocitat d'inducció magnètica del dispositiu està disposat de manera diferent. En lloc d'un cilindre d'alumini, s'instal·la aquí un inductor, en el qual es genera un corrent elèctric sota la influència d'un camp magnètic canviant. Com més gran sigui la velocitat de rotació de l'imant permanent, més gran serà el corrent que circula per la bobina. Un punter mil·liamperímetre està connectat als terminals de la bobina, que s'utilitza com a indicador de velocitat. Aquest dispositiu us permet augmentar la precisió de les lectures en comparació amb un velocímetre mecànic.
En un velocímetre electrònic, no hi ha connexió mecànica entre el sensor de velocitat i el dispositiu del tauler de comandament.
La unitat d'alta velocitat del dispositiu té un circuit electrònic que processa el senyal de pols elèctric rebut del sensor de velocitat a través dels cables i emet el voltatge corresponent a la seva sortida. Aquesta tensió s'aplica a un mil·liamperímetre de dial, que serveix com a indicador de velocitat. En dispositius més moderns, el pas a pas ICE controla el punter.
Com a sensor de velocitat, s'utilitzen diversos dispositius que generen un senyal elèctric polsat. Aquest dispositiu pot ser, per exemple, un sensor inductiu de pols o un parell òptic (díode emissor de llum + fototransistor), en què la formació de polsos es produeix a causa de la interrupció de la comunicació de la llum durant la rotació d'un disc ranurat muntat en un eix.
Però, potser, els sensors de velocitat més utilitzats, el principi de funcionament dels quals es basa en l'efecte Hall. Si col·loqueu un conductor a través del qual flueix un corrent continu en un camp magnètic, llavors sorgeix una diferència de potencial transversal en ell. Quan el camp magnètic canvia, també canvia la magnitud de la diferència de potencial. Si un disc de conducció amb una ranura o cornisa gira en un camp magnètic, llavors obtenim un canvi d'impuls en la diferència de potencial transversal. La freqüència dels polsos serà proporcional a la velocitat de gir del disc mestre.
Per mostrar la velocitat en lloc d'un punter Passa que s'utilitza una pantalla digital. Tanmateix, els números que canvien constantment al conjunt del velocímetre són pitjor percebuts pel conductor que el moviment suau de la fletxa. Si introduïu un retard, és possible que la velocitat instantània no es mostri amb prou precisió, especialment durant l'acceleració o la desacceleració. Per tant, els punters analògics encara prevalen als velocímetres.
Malgrat el constant progrés tecnològic de la indústria de l'automòbil, molts assenyalen que la precisió de les lectures del velocímetre segueix sent molt baixa. I això no és fruit de la imaginació hiperactiva dels conductors individuals. Els fabricants ja estableixen deliberadament un petit error en la fabricació de dispositius. A més, aquest error sempre va en la gran direcció, per tal d'excloure situacions en què, sota la influència de diversos factors, les lectures del velocímetre seran inferiors a la possible velocitat del cotxe. Això es fa perquè el conductor no superi accidentalment la velocitat, guiat per valors incorrectes del dispositiu. A més de garantir la seguretat, els fabricants també persegueixen el seu propi interès: busquen excloure les demandes de conductors descontents que van rebre una multa o van patir un accident a causa de les lectures falses del velocímetre.
L'error dels velocímetres, per regla general, no és lineal. S'acosta a zero a uns 60 km/h i augmenta gradualment amb la velocitat. A una velocitat de 200 km/h, l'error pot arribar fins a un 10 per cent.
Altres factors també afecten la precisió de les lectures, com els associats als sensors de velocitat. Això és especialment cert per als velocímetres mecànics, en què els engranatges es desgasten gradualment.
Sovint, els propis propietaris dels cotxes introdueixen un error addicional en establir la mida del qual difereix de la nominal. El fet és que el sensor compta les revolucions de l'eix de sortida de la caixa de canvis, que són proporcionals a les revolucions de les rodes. Però amb un diàmetre de pneumàtic reduït, el cotxe recorrerà una distància més curta en una revolució de la roda que amb pneumàtics de mida nominal. I això vol dir que el velocímetre mostrarà una velocitat que està sobreestimada en un 2 ... 3 per cent en comparació amb la possible. Conduir amb pneumàtics poc inflats tindrà el mateix efecte. La instal·lació de pneumàtics amb un diàmetre més gran, per contra, provocarà una infravaloració de les lectures del velocímetre.
L'error pot resultar completament inacceptable si, en lloc d'un de normal, instal·leu un velocímetre que no està dissenyat per funcionar en aquest model de cotxe en particular. Això s'ha de tenir en compte si es fa necessari substituir un dispositiu defectuós.
El comptaquilòmetres serveix per mesurar la distància recorreguda. No s'ha de confondre amb el velocímetre. De fet, es tracta de dos dispositius diferents, que sovint es combinen en un sol cas. Això s'explica pel fet que tots dos dispositius, per regla general, utilitzen el mateix sensor.
En el cas d'utilitzar un eix flexible com a accionament, la transmissió de la rotació a l'eix d'entrada de l'odòmetre es realitza a través d'una caixa de canvis amb una gran relació d'engranatges, de 600 a 1700. Anteriorment, s'utilitzava un engranatge de cuc, amb el qual engranatges amb números girats. En els odòmetres analògics moderns, la rotació de les rodes està controlada per motors pas a pas.
Cada cop més, podeu trobar dispositius en què el quilometratge del cotxe es mostra digitalment en una pantalla de cristall líquid. En aquest cas, la informació sobre la distància recorreguda es duplica a la unitat de control del motor, i passa que a la clau electrònica del cotxe. Si aboqueu un odòmetre digital de manera programàtica, una falsificació es pot detectar senzillament mitjançant el diagnòstic informàtic.
Si hi ha problemes amb el velocímetre, en cap cas s'han d'ignorar, s'han de solucionar immediatament. Es tracta de la teva seguretat i la dels altres usuaris de la carretera. I si el motiu rau en un sensor defectuós, també poden sorgir problemes, ja que la unitat de control del motor regularà el funcionament de la unitat en funció de dades de velocitat incorrectes.
