Mechanikus és elektronikus sebességmérő. Eszköz és működési elv
Nem véletlen, hogy a sebességmérő az autó műszerfalának legfeltűnőbb helyén található. Végül is ez az eszköz megmutatja, milyen gyorsan vezet, és lehetővé teszi a megengedett sebességhatár betartásának ellenőrzését, amely közvetlenül befolyásolja a közúti biztonságot. Ne feledkezzünk meg a gyorshajtási jegyekről sem, ami elkerülhető, ha időnként a sebességmérőre pillant. Ezen túlmenően országutakon ezzel az eszközzel üzemanyagot takaríthat meg, ha fenntartja az optimális sebességet, amelynél minimális az üzemanyag-fogyasztás.
A mechanikus sebességmérőt több mint száz éve találták fel, és a mai napig széles körben használják járművekben. Az érzékelő itt általában egy fogaskerék, amely a másodlagos tengelyen lévő speciális fogaskerékhez kapcsolódik. Az elsőkerék-hajtású járműveknél az érzékelő a hajtott kerekek tengelyén, az összkerékhajtású járműveknél az osztóműben helyezhető el.
Sebességjelzőként (6) a műszerfalon egy mutatóeszközt használnak, melynek működése a mágneses indukció elvén alapul.
A forgás átvitele az érzékelőről (1) a sebességjelzőre (valójában a sebességmérőre) egy rugalmas tengely (kábel) (2) segítségével történik, több csavart acélszálból, mindkét végén tetraéderes csúcsgal. A kábel szabadon forog a tengelye körül egy speciális műanyag védőburkolatban.
Az aktuátor egy hajtókábelre szerelt és azzal együtt forgó állandó mágnesből (3), valamint egy alumínium hengerből vagy tárcsából (4) áll, melynek tengelyére a sebességmérő tűje van rögzítve. A fém képernyő megvédi a szerkezetet a külső mágneses mezők hatásaitól, amelyek torzíthatják a készülék leolvasását.
A mágnes forgása örvényáramot indukál egy nem mágneses anyagban (alumíniumban). A forgó mágnes mágneses terével való kölcsönhatás hatására az alumínium korong is forog. A visszatérő rugó (5) jelenléte azonban azt eredményezi, hogy a tárcsa és vele együtt a mutató nyíl csak egy bizonyos, a jármű sebességével arányos szögben forog.
Egy időben néhány gyártó megpróbált szalagos és dob típusú jelzőket használni a mechanikus sebességmérőkben, de ezek nem voltak túl kényelmesek, és végül elhagyták őket.
A hajlékony tengelyű mechanikus sebességmérők egyszerűsége és minősége ellenére ez a kialakítás gyakran meglehetősen nagy hibát ad, és maga a kábel a legproblémásabb elem. Ezért a tisztán mechanikus sebességmérők fokozatosan a múlté válnak, helyet adva az elektromechanikus és elektronikus eszközöknek.
Az elektromechanikus sebességmérő hajlékony hajtótengelyt is használ, de a készülékben a mágneses indukciós fordulatszám-szerelvény másként van elrendezve. Alumíniumhenger helyett induktort helyeznek el ide, amelyben változó mágneses tér hatására elektromos áram keletkezik. Minél nagyobb az állandó mágnes forgási sebessége, annál nagyobb a tekercsen átfolyó áram. A tekercs kivezetéseihez egy mutató milliampermérő csatlakozik, amely sebességjelzőként szolgál. Egy ilyen eszköz lehetővé teszi a leolvasások pontosságának növelését a mechanikus sebességmérőhöz képest.
Az elektronikus sebességmérőben nincs mechanikus kapcsolat a sebességérzékelő és a műszerfalban lévő eszköz között.
A készülék nagysebességű egysége egy elektronikus áramkörrel rendelkezik, amely feldolgozza a sebességérzékelőtől kapott elektromos impulzusjelet a vezetékeken keresztül, és a megfelelő feszültséget adja ki a kimenetére. Ezt a feszültséget egy tárcsa milliampermérőre kapcsolják, amely sebességjelzőként szolgál. A modernebb eszközökben a stepper ICE vezérli a mutatót.
Sebességérzékelőként különféle eszközöket használnak, amelyek impulzusos elektromos jelet generálnak. Ilyen eszköz lehet például egy impulzus-induktív érzékelő vagy egy optikai pár (fénykibocsátó dióda + fototranzisztor), amelyben az impulzusok képződése a fénykommunikáció megszakadása miatt következik be a tengelyre szerelt hornyolt lemez forgása során.
De talán a legszélesebb körben használt sebességérzékelők, amelyek működési elve a Hall-effektuson alapul. Ha olyan vezetőt helyezünk el, amelyen keresztül egyenáram folyik egy mágneses térben, akkor keresztirányú potenciálkülönbség keletkezik benne. A mágneses tér megváltozásakor a potenciálkülönbség nagysága is megváltozik. Ha egy hornyos vagy párkányos hajtótárcsa mágneses térben forog, akkor impulzusváltozást kapunk a keresztirányú potenciálkülönbségben. Az impulzusok frekvenciája arányos lesz a mesterlemez forgási sebességével.
Sebesség megjelenítése mutató helyett Előfordul, hogy digitális kijelzőt használnak. A sebességmérőn folyamatosan változó számokat azonban rosszabbul érzékeli a vezető, mint a nyíl egyenletes mozgását. Ha késleltetést ad meg, előfordulhat, hogy a pillanatnyi sebesség nem jelenik meg egészen pontosan, különösen gyorsítás vagy lassítás közben. Ezért a sebességmérőkben továbbra is az analóg mutatók érvényesülnek.
Az autóipar folyamatos technológiai fejlődése ellenére sokan megjegyzik, hogy a sebességmérő leolvasási pontossága nem túl magas. Ez pedig nem az egyes sofőrök túlzott fantáziájának gyümölcse. Egy kis hibát szándékosan rögzítenek a gyártók már az eszközök gyártása során. Sőt, ez a hiba mindig nagy irányba mutat, hogy kizárja azokat a helyzeteket, amikor különböző tényezők hatására a sebességmérő leolvasása alacsonyabb lesz, mint az autó lehetséges sebessége. Ez azért történik, hogy a vezető véletlenül se lépje túl a sebességet, a készülék hibás értékei alapján. A biztonság biztosításán túl a gyártók saját érdekeiket is érvényesítik – igyekeznek kizárni a pert az elégedetlen vezetők ellen, akik pénzbírságot kaptak vagy balesetet szenvedtek a sebességmérő téves leolvasása miatt.
A sebességmérők hibája általában nem lineáris. Körülbelül 60 km/h-nál nullához közelít, és a sebességgel fokozatosan növekszik. 200 km/h sebességnél a hiba akár 10 százalékot is elérhet.
Más tényezők is befolyásolják a leolvasások pontosságát, például a sebességérzékelőkkel kapcsolatosak. Ez különösen igaz a mechanikus sebességmérőkre, amelyekben a fogaskerekek fokozatosan elhasználódnak.
Gyakran maguk az autók tulajdonosai további hibát vezetnek be azzal, hogy beállítják, hogy a méret eltér a névlegestől. A helyzet az, hogy az érzékelő számolja a sebességváltó kimenő tengelyének fordulatait, amelyek arányosak a kerekek fordulataival. De csökkentett abroncsátmérővel az autó rövidebb utat tesz meg egy kerékfordulat alatt, mint névleges méretű abroncsokkal. Ez pedig azt jelenti, hogy a sebességmérő a lehetségeshez képest 2...3 százalékkal túlbecsült sebességet fog mutatni. Az alulfújt gumikkal való vezetés ugyanezt a hatást fogja elérni. A megnövelt átmérőjű gumiabroncsok felszerelése éppen ellenkezőleg, a sebességmérő leolvasását alulbecsüli.
A hiba teljesen elfogadhatatlannak bizonyulhat, ha a szokásos helyett olyan sebességmérőt telepít, amelyet nem arra terveztek, hogy ebben az autómodellben működjön. Ezt figyelembe kell venni, ha szükségessé válik a hibás készülék cseréje.
A kilométer-számláló a megtett távolság mérésére szolgál. Nem szabad összetéveszteni a sebességmérővel. Valójában két különböző eszközről van szó, amelyeket gyakran egy esetben kombinálnak. Ez azzal magyarázható, hogy mindkét eszköz általában ugyanazt az érzékelőt használja.
Hajlékony tengely hajtásként történő használata esetén a forgás átvitele a kilométer-számláló bemeneti tengelyére egy nagy áttételi arányú sebességváltón keresztül történik - 600 és 1700 között. Korábban csigakereket használtak, amellyel fogaskerekek elforgatott számokkal. A modern analóg kilométer-számlálókban a kerekek forgását léptetőmotorok szabályozzák.
Egyre gyakrabban lehet találni olyan készülékeket, amelyekben az autó futásteljesítménye digitálisan, folyadékkristályos kijelzőn jelenik meg. Ebben az esetben a megtett távolságra vonatkozó információk a motorvezérlő egységben duplikálódnak, és előfordul, hogy az autó elektronikus kulcsában. Ha programozottan felteker egy digitális kilométer-számlálót, akkor számítógépes diagnosztikával egyszerűen kimutatható a hamisítás.
Ha problémák vannak a sebességmérővel, semmi esetre sem szabad figyelmen kívül hagyni, azonnal meg kell javítani. Ez az Ön és a többi közlekedő biztonságáról szól. És ha az ok a hibás érzékelőben rejlik, akkor problémák is felmerülhetnek, mivel a motorvezérlő egység hibás sebességadatok alapján szabályozza az egység működését.
