Глава 2 Стрелочные и цифровые приборы

Содержание

Панель приборов................................................................................................1

Аналоговые приборы........................................................................................2

Приборы с железным якорем.......................................................................3

Биметаллические приборы............................................................................4

Приборы с подвижной катушкой.................................................................5

Стабилизаторы напряжения питания приборов...................................6

Датчики и индикаторы температуры.........................................................7

Ашикаторы давления......................................................................................В

Спидометры..........................................................................................................9

Техо метры..........................................................................................................10

Измерение температуры охлаждеюшей жидкости [цифровое] 11

Измерение уровня топливе [цифровое]................................................12

Путевые компьютеры......................................................................................13

Контроль состояния автомобиля.............................................................14

Работа системы контроля состояния евтомобиля..........................15

Электронные табло........................................................................................16

1 Паналь приборов

2 Аналоговые приборы

1 Информация о режиме движения и состоянии систем автомобиля отобрежаются на приборной панели. Успехи в области развития измерительных систем привели к создению приборных панелей, полностью оснашенных электронным измерительным оборудовением и средствами отображения информации.

2 Тем не менее, объем информации, требуюшейсн водителю, остается прежней. Приборы должны отражать спедуюшие параметры:

aj скорость и пробег автомобиля;

б] количаство топлива в баке, а текже предупреждение о низком

его уровне; 8} температура двигателя;

г] давление месла в двигателе;

д] сигнализеция о включении ближнего и дальнего свете фар;

е] сигнализация о включенном стояночном тормозе;

ж] сигнализация о включенном зажигении;

з] повторители сигнелов поворота и еверийной сигнализации;

и] сигнелизация о заряде-разряде аккумулятора.

3 На приборной панели может также отображаться и дополнитепьнея информеиин, такея кек честоте врашения двигателя, износ тормозных накпадок, сигнализация падения уровня тормозной жидкости, уровня масла в двигателе, уровня охлаждаюшей жидкости и жидкости в бачке омыветеля, сигнализация о наисправности осветительных приборов, температура воздухе, сигнализация включения обогреветеля зеднего стекла и прочее.

Полезен текже бортовой компьютер, который позволяет рессчи-тать:

а) средний и текуший ресход топлива;

б) среднюю скорость;

в) ожидеемое время приезда в немеченный пункт;

г) количество изресходованного топливе;

д) стоимость топливе на километр.

1 Пока не на всех автомобилях установлены современные электронные дисплеи, широко распространенными остаются традиционные аналоговые приборы.

В приборных панелях автомобилей используются приборы следующих типов:

е] с железным якорем - применяются девно и сейчес выходят

из употребления; быстрое движение стрелки;

Датчик уровня топлива

Рис. 2.1 ,а. Укезатель уровня топлива в бака (пустой бак) прибор с железным якорам

4 Биметаллические приборы

\У КатушкаЧ/ X

ВО тф

Катушка

Датчик уровня топпива

Рис. 2.1 ,б. Указатель уровня топлива в баке (полный бак1

б) биметаллического типа - медленное движение стрелки, тре-

буется стебилизация напряжения питания;

в) с подвижной катушкой - мгновенная реакция, используется

для индикации напряжения аккумулятора.

3 Приборы с железным якорем

1 Показания приборов этого типа определяются соотношением магнитных попей двух кетушек, действующих на железный якорь, вращеюшейся не оси (см. рис. 2.1 ,а, б).

Управляющая и отклоняющая катушки притягивают железный якорь при прохождении через них тока, при этом положение якоря и связанной с ним стрелки указывает уровень топлива в баке.

В беке установлен потенциометр, меняющий свое сопротивпение в зависимости от уровня топлива. При пустом баке сопротивление потенциометре минимально, е при полном - максимально. По мере увеличения уровня топлива в баке растет сопротивление прохождению тока через потенциометр. Это приводит к тому, что через отклоняющую катушку проходит большой ток, который отклоняет якорь со стрелкой вправо.

2 Эта система имеет два недостатка:

а) система не демпфирована и стрелка прибора реагирует на колебания уровня топлива при езде по неровностям;

б] трудности с измерением малого количестве топпива в баке, именно тогда, когда точность измерения наиболее необходима.

3 Достоинство прибора - его дешевизна и независимость показаний от напряжения питания.

1 Приборы этого типа применяются для измерения различных величин. Одно из применений - указатель уровня топлива в баке (см. рис. 2.2], включеюший в себя поплавок с переменным резистором и стрелочный указатель с биметаллической пластинкой.

Указатель биметаппического типа

катушка нагревателя

Стабилизированное напряжение 10В

Датчик

Рис. 2.2. Указатель уровня топлива биметаллического типа

2 Указатель состоит из U-образной биметаллической пластинки, на одну ножку которой намотана катушка нагревателя. При нагревании пластинки составляющие ее металлы увеличивают свою длину по-разному, в связи с чем пластинка изгибается и связанная с ней стрелка движется вдоль UJкaпы, показывая уровень топлива. Пластинка выполнена U-образной, чтобы компенсировать тепловое расширение, не связанное с негревательной катушкой. Поэтому при любой окружающей температуре прибор дает правильные показания.

3 Иногда поплавка устроен таким образом, чтобы его вес, а следовательно, и глубина погружения, зевисели от уровня топлива. В почти пустом баке глубина погружения поплевка минимальна и поэтому он имеет в этой области наибольшую чувствительность.

4 Эта же задача решается с помощью переменного шага навивки потенцтометра датчике.

5 Блегодаря инерционности системы негреветель-пластинка, прибор медленно реагирует на изменения и не чувствителен к колебаниям уровня топлива при торможении и езде на уклонах.

5 Приборы с подвижной катушкой

1 Приборы этого типа работают по тому же принципу, что и двигатели постоянного тока, только в ограниченном диапазоне угла поворота ротора (около 90°). На ось ротора прибора установлена спиральная пружине, которая противодействует вращению (см. рис. 2.3].

Катушка прямоугольной формы намотана на алюминиевый каркас, надетый на ротор, который может вращаться на оси в поле постоянного магнита. Дпя концентрации магнитного поля ротор изготовлен из железа. При пропускении тока через катушку, она будет поворачиваться вместе с ротором в поле мегнита. Алюминиевый каркас катушки служит демпфером колебаний, поскольку

к приборам

Установка нуля прибора

Подвод тока Опора

Спиральная пружинка

Подвижная катушка

Балансировочный грузик

Железный ротор

Отвод тока Опора

Рис. 2.3. Прибор с подвижной катушкой

при любых колебаниях ротора в каркасе индуцируется ток, лрепнтствуюший вращению.

2 На обоих концах оси ротора закреплены спиральные пружинки, препятствующие его вращению. Когда крутящий момент, создаваемый взаимодействием тока, проходящего через катушку, уравновесится реакцией пружинок, ротор останавливается и связанная с ним стрелка показывает на шкале значение тока.

Спиральные пружинки навиты в разные стороны, поэтому любые деформации, вызванные изменением температуры, всегда уравновешены и не влияют на показания прибора. Через эти же пружинки подводится ток к катушке.

3 Приборы этого типа предназначены для измерений только в цепях постоянного тока, но при добавлении к нему выпрямителя может быть использован и в цепях переменного тока. Если тоспедовательно с катушкой включить резистор с большим сопротивлением дпя ограничения тока, то прибор можно использовать как вольтметр. При включении параллельно катушке резистора с малым сопротивлением прибор может работать как амперметр. Приборы этого типа имеют довольно высокую точность, поэтому они широко используются в измерительной технике.

4 Кроме того, приборы с подвижной катушкой обладают высокой чувствительностью - они позволяют отклонить стрелку на полную шкалу током всего 50 микроампер.

S Стабилизаторы напряжения питания приборов

1 Это еще одне область использования биметаллических приборов. В стабилизаторе биметаллическея пластинке предназначена не для перемещения стрелки, а для прерывания контактов, через которые проходит ток к нагрузке и к нагревательной катушке самого стабилизатора (см. рис. 2.4).

2 После размыкания контактов пластинка остывает и снова замыкает контакты. Этот цикл повторяется с невысокой частотой, зависящей от непряжения аккумулятора или генератора. Большинство стабилизаторов поддерживают среднее напряжение 10В. Поскольку такой стабилизатор предназначен для питания сравнительно инерционных приборов, колебания напряжения при разрыве и замыкании контактов не имеют отрицательных последствий.

1 Стабилизированное напряжение + 10 В

Вибрирующие

контакты

Катушка нагревателя

Биметаллическая пластинка

О От аккумупятора

Рис. 2.4. Биметаллический стабилизатор

3 При неисправности стабилизатора показания приборов могут стать неправильными. Устанавливая новый стабилизатор, соблюдайте инструкции изготовителя, если хотите получить гарантированную точность.

4 Для проверки стабилизатора подключите хороший вольтметр к контакту I и к массе. Напряжение должно пульсировать со средним значением 10В. [Имейте в виду, что некоторые стабилизаторы имеют номинальное напряжение на выходе 7В\.

7 Датчики и индикаторы температуры

1 в автомобилях ранних конструкций температура измерялась с помощью капсулы с жидкостью, соединенной тонкой трубкой с укезетепем на основе пружины Бурдона, которая обычно используется в манометрах. Такея конструкция имела ряд существенных недостатков и в настоящее время практически полностью вытеснена измерительными устройствами не основе биметеллических пластин и термисторов.

2 Устройство первого типа, показанное на рис. 2,5, использует биметаллические пластины в конструкции как датчика, так и индикатора. Датчик по своей схеме напоминает стабилизатор напряжения, описание которого дано в предыдущем пераграфе. Относительное время пребывания контактов датчика в открытом и закрытом состоянии зависит от температуры. При высоких значениях температуры усилие на контектах ослабевает и они дольше находятся в открытом состоянии. При этом ток через индикетор уменьшается. Наибольший ток через индикатор проходит при низкой температуре датчика.

Прибор не чувствителен к колебенинм тока, вызванным замыканием и размыканием контактов из-за высокой инерционности биметеллических устройств.