книги из ГПНТБ / Можаев В.Н. Электрооборудование колесных и гусеничных машин учебное пособие

Г Л А В А XIV

Щ И Т К О В Ы Е П Р И Б О Р Ы

величин, по которым контролируют работу отдельных систем агрегатов и всей машины в целом. К числу электрических щит­ ковых приборов также относятся и приборы, измеряющие ток и напряжение.

Щитковые приборы предназначаются для измерения скорости движения машины, числа оборотов двигателя, количества мото­ часов, давления в системах смазки или в топливной системе, температуры жидкости, охлаждающей двигатель, температуры

нах очень тяжелые. Поэтому они должны быть виброустойчивыми, вибропрочными, не реагирующими на большие колебания напряжения бортовой сети и температуры окружающего воздуха (о т —50 до -{-50°), сохраняющими работоспособность при боль­ шой влажности воздуха, простыми и надежными по конструк­ ции и недорогими. В зависимости от назначения прибора допу­ стимая точность показаний его различна: от ± 10'Vo до 2%- Однако она должна обеспечивать необходимый контроль за ра­ ботой агрегатов и их систем в процессе эксплуатации машины.

Магнитоэлектрические приборы амперметр и вольтметр.

Для контроля за режимом зарядки или разрядки аккумулятор­ ной батареи на автомобилях применяют амперметр, работающий на магнитоэлектрическом принципе. Амперметр (рис. 155) состоит

250

из постоянного магнита, укрепленного на токопроводящей шине

манганина.

В зависимости от назначения прибора (амперметра) применяют различные шунты и соответствующие шкалы приборов: напри­ мер, на арттягачах 20—0—60 а. Сопротивление R x (6 ом) вклю­

251

чено последовательно рамке прибора и выполняет роль темпе­ ратурного компенсатора в режиме амперметра; погрешность его не превышает 0,15% на 1 °С. В режиме вольтметра погрешность в два раза меньше.

против коррозии. При изменении температуры спирали сопро­ тивление изменяется от 90 ом при 0°С до 130 ом при 100 °С. С целью увеличить чувствительность прибора применяют мос­

товые схемы или терморезисторы. Положение стрелки прибора не за­

висит от напряжения бортовой сети, так как на подвижный магнит логометра действует геометрическая сумма магнитных потоков катушек и маг­ нит располагается по направлению равнодействующего магнитного по­ тока. Чтобы исключить влияние тем­ пературы воздуха в кабине водителя на показания прибора, применяют тем­ пературную компенсацию манганино­ выми сопротивлениями.

Термометр сопротивления работает так: при низкой температуре сопро­ тивление датчика меньше, величина тока в обмотке W 1 больше, чем в об­ мотке W2, и магнит устанавливает стрелку в начале шкалы. По мере на­

гревания никелевой спирали датчика ее сопротивление увеличи­ вается, ток в обмотке W , уменьшается, а в обмотке IV2 остается прежним. Поэтому результирующий вектор несколько-

252

тор магнитного потока трех обмоток перемещает стрелку вправо ют вертикали. Таким образом, применение трех обмоток в лого­

253

3 -г- и П. Выпускаемые промышленностью приборы логометриче­

ского типа для измерения температуры и уровня топлива кон­ структивно идентичны и различаются обмоточными данными, величиной сопротивления температурной компенсации R TK и шка­ лой.

При замене реостата, движок которого приводится в дей­ ствие поплавком, на реостат, работающий под влиянием силы давления масла, воздуха или топлива, логометр становится

манометром.

//2

Электромагнитные щ итковые

ния напряжения в сети изменяется величина результирующего потока, а не его направление. При изменении уровня топлива в баке величина магнитного потока в каждом сердечнике изменяется. Например, при понижении уровня топлива сопротивление датчика

254

шек результирующий поток изменяет свое положение в про­

руют подвижную систему прибора воздушным демпфером, силами трения или вихревыми токами. Наиболее распространен второй способ; его осуществляют с помощью небольшого махо­ вичка, свободно одетого на ось подвижной системы. Силы тре­ ния, возникающие в смазке между ступицей маховичка и осью, успокаивают колебания. В логометрах с этой целью применяют высоковязкую кремнеорганическую жидкость ПМС.

Термоимпульсные щитковые приборы

Исключительно широкое применение на автомобилях получили термоимпульсные приборы. Это объясняется простотой конструк­ ции, отсутствием оси и подшипников и устойчивым положением стрелки в условиях сотрясения и вибрации. В термоимпульс­ ных .приборах использовано свойство биметалла деформироваться под действием тепла. Указатели термометра и манометра по кон­

струкции идентичны, и только имеют различные шкалы. Кон­ струкция датчика температуры значительно отличается от дат­ чика давления.

В электрическом термоимпульсном термометре (рис. 161) датчик состоит из биметаллической пластинки 3 с нагреватель­ ной обмоткой 2 и контактом К , замыкающимся с контактом, соединенным с „массой11. Активный металл А расположен со стороны контактов, а пассивный — с противоположной стороны.

255’

Биметаллическая пластинка с обмоткой помещена в капсюлю /, омываемую жидкостью, температуру которой необходимо изме­ рить. В указателе биметаллическая пластинка 7 имеет П-образ- ную форму. Один конец ее закреплен в держателе 8, а другой конец имеет форму крючка, зацепленного за серьгу 9 со стрел­ кою. Активный металл А расположен слева, а пассивный П — справа. Серьга удерживается упругой силой пружины //, закреп­ ленной на держателе 10.

До включения термометра в бортовую сеть стрела находи­ тся за пределами цифры 100°. При включенном положении появляется ток в нагревательных обмотках 2 и б и происходит нагревание пластинки 3 датчика и пластинки 7 указателя. Тепло­ вая инерция пластинки 7 больше, чем пластинки 3, вследствие больших размеров первой. Под действием тепла, выделяемого током, пластинка 3 изгибается, контакты К размыкаются и ток в обмотках прерывается. Затем пластинка 3 охлаждается, контакты вновь замыкаются и т. д. Длительность импульсов тока зависит, при прочих равных условиях, от теплоты, которую капсюля 1 сообщает пластинке 3. Чем ниже температура, тем большее время контакты остаются в замкнутом состоянии и тем длитель­ нее импульс тока.

Эффективный ток в обмотке указателя зависит от времени замкнутого t3, разомкнутого состояния tp и амплитудного зна­ чения тока в импульсе /тах, т. е.

повышении температуры капсюли длительность импульса стано­

При работе датчика в различных температурных условиях изменяется не только характер колебаний по времени замкнутого и разомкнутого состояний цепи, но и частота колебаний; так, например, при 100°—5—20 прерываний в 1 мин, а при 20°—при­ мерно 100.

Для того чтобы на показания прибора не влияла температура воздуха в кабине водителя, биметаллической пластинке указа­ теля придана П-образная форма. В случае повышения темпера­ туры воздуха величина деформации части пластинки, закреплен­ ной в держателе 8, будет соответствовать деформация части пластинки с обмоткой 6 и положение стрелки сохранится в со­ ответствии с эффективным током. Колебания напряжения в борто­

256

вой сети не оказывают заметного влияния на показания прибора, так как при повышении напряжения сокращается время им­ пульса, т. е. подводится то же количество тепла, но за меньший промежуток времени.

В?электрическом термоимпульсном манометре (рис. 162) в дат­ чике давления применена биметаллическая пластинка П-образной

Рис. 162. Термоимпульсный манометр.

t

формы, чтобы исключить влияние температуры двигателя на показания прибора. На рабочем плече пластинки расположены нагревательная обмотка 2 и контакт. Активный металл А рас­ положен со стороны контактов и при нагревании способствует их размыканию. Второй контакт соединен с „массой" через упругую пластинку, положение которой изменяется под действием диафрагмы 4.

При выключенном приборе стрелка указателя находится левее „нуля" и контакты датчика замкнуты при небольшом предвари­

сигнализируя об исправности прибора. При работе двигателя давление в системе смазки повышается, диафрагма 4 прогибается, контакты соприкасаются с большим усилием и для их размыкания

Правильные указания прибор обеспечивает только при пра­ вильном расположении датчика на двигателе. С этой целью на датчике изображена стрелка с указанием „верх".

так как используются вихревые токи, возбуждаемые вращаю­ щимся магнитом. Скоростной узел (рис. 163) состоит из маг­ нита 2, картушки 3, экрана 4. На оси 6 закреплена картушка, стрелка 8 и спиральная пружина 5.

Магнит 2 приводят во вращение гибким валом или синхрон­ ным электродвигателем. Привод спидометра (вал 1) осуществляют от вторичного вала коробки передач, а привод тахометра — от двигателя.

При вращении магнита в картушке возбуждаются вихревые токи, магнитное поле которых взаимодействует с вращающимся магнитом; в результате возникает момент сил, поворачивающий картушку в сторону вращения магнита.

Величина момента зависит от магнитного потока, пронизы­ вающего картушку, а также скорости вращения магнита и вели­ чины токов, возбужденных в картушке. Для увеличения момента применяют магнитный экран, который позволяет большую часть потока магнита направить через тело картушки; кроме того, применяют материал магнита с большим запасом магнитной

энергии.

Картушку выполняют из. алюминия, так как при не­ большом удельном электри­ ческом сопротивлении кар­ тушка имеет малый вес.

Угол поворота картушки определяется моментом, созданным током в картуш­ ке, и противодействующим' моментом спиральной пру­ жины. Когда наступает ра­ венство моментов, стрелка скоростного узла останав­ ливается, указывая числооборотов в минуту или ско­ рость машины в километрах в час.

Для того чтобы пока­ зания прибора не зависели от температурных условий в кабине, применяют температурную компенсацию с помощью магнитного шунта из ферроникелевого сплава, магнитная проницаемость которого уменьшается с повышением температуры. Таким обра­ зом, при повышении температуры в кабине, одновременно с уве-

258

личением электрического сопротивления картушки, увеличива­

связь с двигателем внутреннего сгорания. Возбужденные магни­

обмотку 1 синхронного электродвигателя. Магнитный поток, соз­ данный переменным током, вращает магнит 2 электродвигателя со скоростью магнита 5 генератора. Ротор электродвигателя вра­ щает магнит 3 скоростного узла тахометра 4.

Трехфазный генератор можно заменить вращающимся комму­ татором следующего устройства (рис. 165). Вал коммутатора тахометра приводится во вращение от коленчатого вала двига­ теля, а для спидометра — от вторичного вала коробки передач автомобиля. Коммутатор 1 состоит из двух полуколец с углом охвата 120° каждое. С поверхностью коммутатора соприкасаются пять щеток, две из них (щетки „ + “ и „ — “) соединены с бор­ товой сетью машин, а три другие, расположенные под углом 120°,