3. Измерительные приборы

3.1. Приборы контроля зарядного режима

В качестве измерителей зарядного режима аккумуляторной батареи используются амперметры, вольтметры и индикаторы заряда. Наиболее широкое применение находят амперметры и вольтметры электромагнитной и магнитоэлектрической системы.

Амперметр электромагнитной системы приведен на рис. 15.7, а. В состав амперметра входят основание 4, постоянный магнит 3, латунная шина 1, якорь 5 и стрелка 2. При разомкнутой электрической цепи якорь со стрелкой под действием магнитного поля постоянного магнита удерживается в среднем положении (на нулевом делении шкалы). При включении цепи ток заряда протекает через латунную шину 3. Магнитное поле, создаваемое этим током, воздействует на намагниченный якорь 5 со стрелкой 2, поворачивая их в ту или другую сторону. Направление отклонения определяется направлением тока, то есть зарядом или разрядом аккумуляторной батареи.

Амперметры магнитоэлектрической системы (рис.15.7, б) применяются на автомобилях с мощными генераторными установками и с задним расположением двигателя. Они позволяют уменьшить расход провода большого сечения.

Подвижная часть магнитоэлектрического амперметра представляет собой постоянный магнит 1 и стрелку 4, жёстко связанные и закреплённые на оси. Постоянный магнит размещён внутри неподвижной катушки 2, подключённой к шунту 3, по которому протекает измеряемый ток. Противодействующий момент создаётся неподвижным постоянным магнитом 5. Угол поворота подвижной части амперметра зависит от величины и направления тока, протекающего по шунту 3.

На ряде автомобилей, например, ВАЗ- 2105, -2107, -2108 для контроля напряжения в бортовой сети применяется вольтметр с магнитоэлектрическим измерительным механизмом. Шкала вольтметра имеет функциональные участки в диапазоне от 8 до 16 В:

– 8 ÷ 12 В – низкий заряд аккумуляторной батареи;

– 12 ÷ 15 В – нормально заряженная батарея и нормальная работа генераторной установки;

– 15 ÷ 16 В – ненормальная работа генераторной установки.

3.2. Спидометры и тахометры

Спидометры и тахометры применяются для контроля за скоростью движения автомобиля и частотой вращения коленчатого вала двигателя. По принципу действия спидометры разделяются на индукционные и электрические, а по способу привода – гибким валом и электроприводом.

С коростные узлы всех спидометров имеют одинаковый принцип действия, но могут отличаться конструкцией. Основу скоростного узла составляет индукционный преобразователь (рис 15.8), включающий постоянный магнит 4 и металлический диск 2.

При вращении постоянного магнита относительно диска в последнем наводятся вихревые токи. Создаваемое вихревыми токами магнитное поле взаимодействует с полем постоянного магнита. В результате взаимодействия создаётся вращающий момент, приложенный к диску в направлении вращения постоянного магнита. Упругий элемент 1 создаёт противодействующий момент. Угол поворота стрелки 3 пропорционален частоте вращения.

Привод спидометра осуществляется гибким валом или электродвигателем. Гибкий вал применяют, если длина троса не превышает 3,55 м. Конструкция спидометра с приводом гибким валом приведена на рис. 15.9. Магнитный экран 5, охватывающий картушку (диск) 4 снаружи, служит своеобразным магнитопроводом и усиливает магнитный поток в зоне расположения картушки. Температурная погрешность спидометра компенсируется с помощью магнитного термошунта 3, прижатого к магниту 2. Его магнитная проницаемость снижается с ростом температуры, что компенсирует увеличение омического сопротивления картушки.

С чётный узел спидометра приводится во вращение от входного вала через червячную передачу, промежуточный вал и его передачи 10. Счётный узел состоит из набора цилиндрических барабанчиков, свободно установленных на общей оси. На их поверхности нанесены цифры от 0 до 9.

По виду зацепления счётных барабанчиков между собой счётные узлы бывают с внешним и внутренним зацеплением. Последнее зацепление преобладает. Каждый барабанчик, кроме первого, имеет с одной стороны двадцать зубьев, а с другой – два. Зубья и специальные шестерни – трибки обеспечивают привод от барабанчика к барабанчику так, что при полном обороте первого барабанчика второй повернётся на десятую часть оборота.

В приводе спидометра имеется редуктор, связанный с ведомым валом коробки передач. Его передаточное число выбирается с учётом передаточного числа червячных передач спидометра и радиуса колёс. С этим редуктором сцеплен конец гибкого вала. Максимальный счёт пути – 99999 км, после чего показания счётчика сбрасываются.

Более совершенным является электропривод, выполненный по схеме генератор – двигатель. Электрическая схема такого привода приведена на рис. 15.10. Ротор генератора, выполненный в виде постоянного магнита, соединён с ведомым валом коробки передач. Напряжение, снимаемое с фазных обмоток L1, L2, L3 усиливается транзисторами Т1, Т2, Т3 и передаётся на обмотку синхронного двигателя. Ротор двигателя, выполненный в виде постоянного магнита, механически связан со скоростным узлом, преобразующим частоту вращения в показания спидометра.

Скоростной узел электрических тахометров, датчики и схемы управления аналогичны соответствующим узлам спидометров. Датчиком для электронного тахометра является первичная цепь системы зажигания, откуда на тахометр поступают импульсы, частота следования которых пропорциональна частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Схема электронного тахометра приведена на рис. 15.11. На входе тахометра установлен формирователь импульсов на резисторах R₁, R₂ и конденсаторах С₁ ÷ С₄. Диод D₁ ограничивает отрицательную полуволну входного напряжения. Положительной пульсацией напряжения запускается ждущий мультивибратор на транзисторах Т₁ и Т₂. Мультивибратор формирует прямоугольные импульсы заданной амплитуды и длительности, следующие с частотой входного сигнала. Чем выше частота следования импульсов, тем больше среднее значение тока транзистора Т₁ и измерительного механизма магнитоэлектрического прибора ИМ. Шкала измерительного механизма проградуирована в единицах частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Терморезистор R₃ обеспечивает температурную стабилизацию тахометра. Стабилитрон D₃ предназначен для защиты от всплесков напряжения в бортовой сети.