Содержание

Автомобильный тахометр — что это такое? Принцип работы

Автолюбители знают, что в автомобиле есть тахометр, но многие не смотрят на него и не думают, зачем он необходим. Из данной статьи вы узнаете что такое автомобильный тахометр и для чего он нужен, его принцип работы.

Что такое автомобильный тахометр?

Автомобильный тахометр — это прибор, который устанавливают на машинах с целью измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя (об/мин). Он показывает частоту вращения двигателя и необходим, чтобы водитель не превышал максимально допустимые обороты мотора.

Основная функция тахометра – это облегчение выбора правильной передачи, что позволяет продлить ресурс двигателя. Т.е. когда стрелка тахометра приближается к красной зоне, категорически советуется переключаться на повышенную передачу. Используется для регулировочных работ, как на холостом ходу, так и для оперативного контроля частоты вращения вала двигателя во время движения.

Принцип работы тахометра состоит в регистрации числа импульсов, которые поступают от датчиков, порядка их поступления, а также пауз между данными импульсами. При этом подсчет импульсов может осуществляться различными способами: в прямом, в обратном и в обоих направлениях.

Измеренные показатели, как правило, трансформируются в определенные величины. Такой величиной могут быть часы, минуты, секунды, метры и так далее. Устройство тахометров предусматривает возможность обнуления собранных значений. Точность данных показаний очень условна, около 500 об/мин, самые лучшие электронные тахометры измеряют с точностью до 100 об/мин.

Автомобильный тахометр может быть двух видов – цифровой и аналоговый.

Цифровой тахометр машины выполнен в виде электронного табло, на котором показывается необходимая информация, то есть, произведенные подсчеты оборотов вала и двигателя. Он очень полезен при регулировочных операциях с электронными блоками зажигания двигателя автомобиля, при точной установке порогов экономайзера (служит для обогащения горючей смеси при полной нагрузке двигателя или при плавном разгоне).

Второй вид тахометра – аналоговый – более популярен и удобен для многих автолюбителей. Аналоговый тахометр показывает число оборотов двигателя посредством перемещающейся по циферблату стрелки.

Сейчас наиболее распространены аналоговые тахометры, включающие в свою конструкцию следующие элементы:

  • микросхема,
  • магнитная катушка,
  • провода считывания информации с коленчатого вала,
  • градуированная шкала,
  • стрелка.

Работа такого тахометра осуществляется по электронному принципу. Сигнал от вала передается по проводам на микросхему, которая в свою очередь задает движение стрелки по градуированной шкале.

Помимо того, что существуют цифровые и аналоговые тахометры, данные устройства различаются также по методу установки. Бывает штатный и выносной тахометр.

Выносной тахометр предусмотрен для установки его на торпедной панели. Выносные тахометры применяются в основном для придания автомобилю более стилизованного внешнего вида. Кроме того, именно такой вид тахометра удобен некоторым автовладельцам. Конструкция выносного тахометра предполагает наличие ‘ножки’ для закрепления его на торпедной панели.

Удобнее пользоваться штатным тахометром — глаз человека быстрее воспринимают аналоговую информацию в виде угла поворота стрелки, чем ее цифровое значение, а высокая точность во время движения не нужна.

от чего работает, что показывает прибор для измерения, как пользоваться

Автомобильный тахометр — это специальное измерительное устройство, позволяющее установить частоту вращения подвижных деталей в механизмах автомобиля. В основе принципа измерения лежит вычисление количества оборотов, которые совершает коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания за одну минуту.

Фото тахометра

Работа электронного прибора возможна на всех видах транспорта. Приборы устанавливают для измерения скорости на железнодорожном транспорте, тракторах, комбайнах, обычных машинах, морских кораблях и самолётах – различной технике, оснащённой двигателем внутреннего сгорания.

В статье простым языком расскажу про тахометр, что это такое, что измеряет, какие виды существуют, как работает и из чего состоит, как правильно пользоваться прибором. Обещаю, будет интересно!

Что такое тахометр

Что это такое в машине? Тахометр – особый измерительный прибор, предназначенный для определения частоты вращения разных элементов. Находится этот индикатор на панели приборов рядом со спидометром.

Изобрёл тахометр американский инженер Кертис Виддер в 1903 году, после того, как изобрел циклометр – прибор для считывания пробега велосипеда. У него даже был свой лозунг: «Приятно знать, насколько далеко ты проехал». Кстати, похожее устройство описывал в 23 г. до н.э. историк Витрувий. А похожее устройство для измерения расстояния придумал китайский учёный Жан Чен две тысячи лет назад.

Что измеряет этот нужный прибор? Устройство позволяет определить количество совершаемых прокручиваний за единицу времени. Полученный результат зависит от интенсивности вращения роторов, вала, диска в разных машинах, механизмах и агрегатах. Сразу понять, что делает, как выглядит, где находится и что показывает прибор – затруднительно.

Интересно знать! Что значит тахометр? При дословном переводе с греческого языка τάχος (скорость) и μέτρον (мера). Скорее всего, так и было получено современное название – тахометр, прибор для измерения скорости.

Кроме датчика скорости вращения, тахометр может сообщаться со специальным индикатором. Следовательно, устройство состоит из двух частей, связанных друг с другом электрической связью. Чаще всего принцип работы прибора основан на измерении скорости вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Сам индикатор устройства находится на основной панели управления приборами, возле водительского сидения, рядом со спидометром.

В чем производит замер тахометр? Для легкового автомобиля измерение частоты вращения происходит в тысячах оборотов в минуту. В других транспортных средствах значения тахометра могут быть во времени (час, мин., сёк. ), расстоянии (км, м, см), скорости (км/ч, м/с) и единицах.

Постараемся понять, зачем нужен тахометр в автомобиле. Он помогает быстро выбрать необходимую скорость (передачу). Если стрелка прибора на панели управления приближается к зоне, окрашенной красным цветом, следует переключиться на следующую передачу. В норме показатели должны быть в зелёной области – от 2000 до 3000 об/мин., превышение свыше 5000 об/мин., опасно для всех деталей авто. Такая мощность рассматривается допустимой на гоночных моделях.

Тахометр очень помогает вовремя переключить передачу (особенно это касается новичков)

Тахометр оборотов двигателя применяется для работ по настройке на холостом ходу. Какие обороты показывает тахометр? При пуске мотора обороты должны составлять около 800 в минуту. При пустом пуске они должны быть выше, могут достигать 1500 об/мин. Если есть перегрев ДВС наблюдается снижение числа оборотов до номинальных. Тестирование позволяет установить проблемы, если летом машина стоит и не двигается, а вращение достигает 1000. В случае, когда регулятор холостого хода работает неправильно, вероятен чрезмерный расход горючего. Показатели в ходе испытаний должны быть постоянной величиной, допустимы колебания в пределах 100 единиц.

Что измеряет тахометр в машине

Назначение прибора позволяет использовать ресурсы двигателя авто без последствий – вот для чего применяется устройство. Тахометр очень помогает уменьшить износ деталей мотора. Каждый двигатель имеет персональные технические характеристики, от которых зависит его конечная производительность. Эти параметры зависят от наибольшего допустимого крутящего момента и предельной мощности с поправкой на число оборотов. Тахометр это прибор для измерения перечисленных параметров.

Таким образом, главная функция – это сообщение водителю данных, на основании которых можно проконтролировать число вращений и своевременно изменить используемую передачу (пониженную или повышенную). Это применимо к автомобилям с механической коробкой передач.

Приведу примеры полезности тахометра:

  1. Если мотор будет постоянно работать на низких оборотах (до 2000 об./мин.), то расход топлива будет невысоким, но могут возникнуть некоторые неполадки. Если резко включить высокую передачу, то ДВС начнёт работать с высокой нагрузкой. Горючая смесь будет сгорать не полностью и в итоге на цилиндрах, поршнях и свечах будет образовываться нагар. А при работе на невысоких оборотах возникает плохое смазывание узлов агрегата маслом, в результате чего их износ повышается.
  2. Если двигатель будет постоянно работать на высоких оборотах (свыше 4000 об./мин.), то это сильно повысит расход бензина. Двигатель будет перегреваться, его узлы будут изнашиваться быстрее, масло будет ускоренно терять свои эксплуатационные свойства.

Самый оптимальный показатель для двигателя: от 1/3 до ¾ оборотов от максимальной мощности. А этот показатель можно прочитать в технической документации вашей марки автомобиля.

Всего существует 3 зоны работы тахометра: зелёная, жёлтая и красная. Если показатель вращения находится в зелёной зоне, то авто будет иметь слабую динамику. Если показатель будет находится между зелёной и красной зоной, то мотор будет потреблять больше горючего, но зато мощность будет максимальна.

Внимание! Если понять, как работает тахометр в автомобиле, можно повысить его продуктивность. Численные показатели, отображаемые на дисплее, помогают владельцу добиться лучшего разгона машины и тягового усилия при минимальном расходе горючего топлива.

Общий принцип работы прибора – прост. Он заключается в регистрации количества импульсов, поступающих от определённых датчиков. Подобные показатели трансформируются посредством специальных механизмов в отдельные величины. При этом тахометр двигателя имеет лишь относительную точность. У старых приборов она условна, достигает 500 об/мин. Электронные устройства считывают данные с меньшей погрешностью. Постоянное снижение мощности вращения приводит к повышению расхода топлива и износу деталей ДВС.

Ещё одна хорошая статья:  Сайлентблоки: что это такое в машине, принцип работы, за что отвечают, виды, стоимость, как заменить

Интересно, что дизельные моторы имеют меньший диапазон вращений. К примеру, зелёная зона для правильного переключения передач начинается от 1500 и достигает 4000 об./мин. А для больших грузовых автомобилей этот показатель ещё меньше – от 1500 до 2500 оборотов. Поэтому лучше всего осуществлять переключение передачи в зелёной зоне, чтобы уменьшить расход топлива и увеличить срок службы ДВС.

Дополнительно тахометр применяют для регулировочных ремонтов на холостом ходу. Отмечу, что при запуске двигателя обороты не должны превышать 900 об./мин. А если пуск осуществлён на холодную, то показатель может достигать 1500 оборотов. Если же обороты выше 1000 оборотов, а автомобиль стоит на месте, то это может обозначать поломку в регуляторе холостого хода, что приведёт к существенному расходу бензина. На холостом ходу значения должны быть постоянными без колебаний от 500 до 1500 оборотов в минуту!

Виды тахометров

В современной классификации принято деление устройств по методологии отображения данных и использованному способу монтажа. Относительно последней классификации, тахометры бывают штатными (встроенными) и выносными (бесконтактными). Последние часто применяют на спортивных машинах для повышения точности получаемой информации и тщательной коррекции числа оборотов. Такие приборы показывают и иногда подают сигнал о достижении отдельных показателей.

Механический

Такие приборы давно морально устарели. Их использовали в 20-м веке из-за отсутствия альтернативных вариантов.

Связь между устройствами обеспечивалась за счёт коленвала двигателя и проходила напрямую через тросик.

Суть устройства заключалась в том, что шестерёнка, помещённая на коленчатом валу и приводной трос, передающий на катушку крутящий момент, сцеплялись между собой. Такие тахометры часто устанавливаются на низкооборотистые моторы.

Катушка представлена в виде электромагнита устройства, обеспечивающего возникновение магнитной индукции. За счёт её работы обеспечивается отклонение стрелки прибора и получение информации о работоспособности элементов. С течением лет, по мере технического прогресса устройства перестали применяться в автомобилестроении из-за достаточной погрешности, способной достигать 500 об/мин.

Аналоговый

По мере развития технологий были изобретены и созданы устройства нового типа, с изменённым механизмом действия. Принцип их работы похож на механические устройства, но определённые различия имеются. Отображается значения оборотов при помощи движения стрелки по циферблату. Этими тахометрами оснащены машины, возраст которых не превышает 20 лет.

Аналоговый прибор считывает обороты при помощи подачи энергии на катушку зажигания, а она переводит низкое напряжение в высокое. Такие условия при передаче импульсного тока обеспечивают образование искры на свече зажигания. Сам импульс мгновенно попадает на обмотку электромагнита и электрическую схему устройства. Сила индукции и отклонение стрелки на приборной панели зависит от массы импульсов, поступающих на обмотку.

Говоря простым языком, сигнал поступает от коленвала на микросхему, которая и двигает стрелку на циферблате тахометра.

Именно такой тип тахометра устанавливается на большинство автомобилей (он дешевле и немного надёжнее электронных устройств). Да и пользоваться таким типом очень удобно, да точность во время движения не особо важна. Как правило, точность аналоговых тахометров составляет около 400-500 об./мин., но они работают стабильнее механических и показывают более реальные значения.

Теперь понятно, откуда считывает обороты прибор, но нельзя игнорировать погрешность. Аналоговый тахометр занижает значения и отображает реальные показания только при высоких оборотах колеса.

Цифровой

Постепенно, но уверенно цифровые модели замещают аналоговые устройства. В принципе их работы лежит измерение, основанное на подсчёте числа импульсов на первичной обмотке катушки зажигания. Есть и другой вариант – идёт подсчёт интервала времени и его сопоставление с отдельными импульсами.

Полученная посредством подобных действий информация переводится в цифры и отображается на табло тахометра со спидометром (или без него). Лучшие модели могут измерять значения с точностью до 100-150 оборотов в минуту.

Внимание! Такой прогрессивный метод получения и обработки информации не удобен для взгляда водителя. Цифровать получаемые данные проще не в цифрах, а на шкале со стрелками. Поэтому вместе с электронными показателями отображается в виде электронный градуированный шкалы со стрелкой.

По надёжности цифровой тахометр ни в чём не уступает аналоговому устройству.

Устройство и принцип работы тахометра

Устройство тахометров разного строения рассмотрено в таблице «Как устроен тахометр разного типа». Если таблица видна не полностью, то сдвиньте её влево.

ВидКонструкция
МеханическийОсновной частью является тросик, используя который, прибор подсоединяется к коленчатому валу двигателя. Другая сторона компонента цепи располагается за шкалой прибора. В процессе вращения центральный шкив оборачивается внутри кожуха, а крутящий момент передаётся на шестерёнки, провоцирующие движение стрелки.
АналоговыйВизуальных различий между механическими и аналоговыми устройствами нет. Внешне эти приборы выглядят одинаково, но устройство второго – сложнее и это позволяет повысить точность. Сам прибор состоит из 4 узлов: датчик, магнитная катушка, стрелка, шкала.
ЦифровойЭлектронный – точный при сравнении с другими вариантами. Он состоит из оптрона, процессора, датчика и цифрового дисплея.

Интересно! Какой датчик отвечает за тахометр? Это датчик коленвала и холостого хода, а также электронный блок управления.

Работоспособность приборов обеспечивается по такой схеме:

  1. После активации системы зажигания обеспечивается пуск мотора. Топливная смесь воспламеняется в камере, что провоцирует движение шатуна.
  2. Компонент цепи запускает вращение коленчатого вала двигателя.
  3. Датчик тахометра находится в нужной позиции, на одном из участков цепей.
  4. Механизм самостоятельно считывает число вращений, создаёт импульсы и передаёт их на панель управления прибором. Там этот сигнал двигает привод стрелки.
  5. Стрелка двигается по шкале с нужным сопротивлением и отображает числовое значение.

Как работает тахометр

Простыми словами: датчик коленвала считывает его обороты и передаёт эти данные на блок управления, который подаёт сигнал на тахометр.

Точность устройств различная и зависит от вида используемых датчиков. Визуально все они схожи, основные отличия состоят в способе подключения и обработки данных.

Видео: Как работает тахометр

В этом видеоролике эксперт рассказывает про ринцип работы тахометра, почему он в некоторых случаях может работать без напряжения в бортовой сети, и в каких случаях он этого делать не может.

Как правильно пользоваться тахометром

Не все знают, что означают цифры на тахометре. Они особенно важны для водителя, заботящегося о моторе своей машины зимой. Данные показывают готовность двигателя к полноценной работе. Это важно, потому что некоторые современные и советские машины плохо переносят старт без разогрева. Как правило, водители ждут, пока температура антифриза будет оптимальной, и после этого начинают движение.

С тахометром контролировать оптимальный момент для начала движения гораздо проще. Начинать движение можно, когда стрелка на приборе достигает 750-800 оборотов при холостом пуске (в некоторых марках авто этот показатель может быть и выше). В этот момент двигатель уже прогрет, а топлива для этого затрачено минимально.

Для оптимального разгона надо придерживаться следующего алгоритма:

  1. Включаем 1 передачу, при приближении оборотов к отметке 3500—3800 переключаем на 2 передачу.
  2. Затем обороты уменьшаются до значения 2300—2500.
  3. Когда обороты поднимутся до значения 3500, переключаем на 3 передачу.
  4. Обороты опять снижаются до значения 2500.
  5. Опять набираем обороты до 3500, переключаем на 4 передачу. И так далее, до достижения максимальной передачи (5 или 6).

Чтобы очень быстро разогнать автомобиль, надо достичь высокого показателя оборотов (5000—5500) на 3 или 4 передаче. Но здесь резко повысится потребление топлива и увеличится износ мотора. Конечно, можно и разогнаться и на холостых оборотах, но износ мотора здесь будет очень сильный.

Если внимательно следить за оборотами и вовремя переключать передачи, то вся мощность мотора будет задействована, но не стоит забывать, что при максимальных ускорениях увеличится расход горючего. Поэтому, чтобы существенно сэкономить на топливе, надо держать обороты ниже максимальных по мощности. Но если часто и сильно снижать обороты, то это может привести не только к повышению расхода топлива, но и снижению ресурса ДВС.

Используют показания устройства и на ходу. По отображённым данным оценивают возможность перехода на следующую передачу и способность безопасного снижения оборотов на определённом участке пути. Для максимального разгона надо набрать наибольшее число вращений. Авто разгонится быстро, но топлива уйдёт много.

Внимание! Информативную ценность прибор представляет для ремонтников. Без него сложно провести диагностические испытания.

Можно ли определить скорость движения с помощью тахометра

Значения прибора могут отображаться в разных величинах. Конкретные параметры должны быть обозначены в техническом паспорте устройства. Измерение происходят в единицах расстояния и скорости. Следовательно, определить точную скорость движения можно, если прибор имеет две шкалы исчисления путём определённых расчётов.

Ещё одна хорошая статья:  Вебасто: что это такое в машине, как работает, принцип работы, виды, цены, фото + видео

Как правильно выбрать тахометр

Существуют приборы, различные по строению. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Наихудшим вариантом является механический прибор из-за погрешности в вычислениях. Она достигает 500 об/мин. В современном автомобилестроении модель не применяется. Ещё одним недостатком является быстрый износ троса и шестерёнок, их замену обеспечить не просто.

Погрешность аналоговых устройств сходна с первым вариантом, но они отражают более стабильные показатели. Для использования тахометра его надо правильно присоединить к электрической схеме. Чаще всего дисплей располагается на контрольной приборной панели. В отдельных моделях авто места под него нет, тогда датчик размещают у бокового стекла.

Самые точные показатели дают электронные модели, работающие за счёт определённых сигналов, передаваемых по цепи от датчиков. Единственный их недостаток, по мнению водителей – низкое визуальное восприятие. Главный дисплей представлен не циферблатом, а электронным дисплеем.

Если в автомобиле есть встроенный прибор, но когда он выйдет из строя, покупать нужно такой же. Допустимо искать замену, но предварительно придётся удостовериться в возможности настройки нормального сообщения между тахометром и датчиками. Иногда устройство просто не будет работать (даже если оно село в рабочую панель «как влитое»). Связано это с тем, что заводские опции могут отличаться, соответственно считывающий механизм не сработает.

Если подобрать сторонний измерительный агрегат, его придётся дополнительно подгонять под показатели конкретного ДВС. Проще работать с выносными (автономными) установками. Их применяют в машинах, где на приборной панели разъем для тахометра не предусмотрен. Чаще всего это бюджетные модели или старые машины. В комплекте с ними идёт кронштейн для крепления на стойки переднего окна или торпедо.

Определение неисправности тахометра

Как и любой прибор, тахометр может поломаться. Выявить нарушение работы можно по простым признакам. О неисправности свидетельствует колебание стрелки устройства на холостых оборотах, при этом двигатель будет работать равномерно. В другом случае положение стрелки просто не будет меняться даже при резком нажатии на педали.

При обнаружении перечисленных проблем не обязательно ехать в центр сервисного обслуживания. Выполнить простой ремонт можно своими руками. Для начала надо внимательно осмотреть электрическую цепь и убедиться, что разрывы в ней отсутствуют. Затем проверить качество соединения проводов, посмотреть скрутки и при наличии сомнений закрепить их клеммами с зажимом или болтом.

Внимание! Посмотреть надо и на состояние контактов. Если они загрязнены или окислены, надо провести их очистку.

Проверить нужно всю цепочку связей, провода должны быть соединены и зафиксированы друг с другом. Если рядом есть подвижные компоненты, протестировать на разрыв надо элемент по всей длине. Если есть деформации, схема работы не запуститься.

Если примитивной диагностики для установления неисправности недостаточно, стоит обратиться к автоэлектрикам. Специалисты проверят состояние всех узлов, обеспечивающих определённый принц действия. В случае с серьёзными поломками, ремонт устройства не проводится. Мастера рекомендуют его заменить, потому что цена тахометра не высока.

Видео: Лечим приступ тахометра

Здесь наглядно показан ремонт приборной панели Nissan, связанный с работой спидометра и тахометра.

Теперь известно, какими бывают тахометры, от чего работает устройство, в чем измеряется скорость оборотов и для чего служит прибор. Это измерительное устройство определяет частоту вращения подвижных деталей в значимых механизмах автомобиля. Тахометр автомобильный устанавливает количество оборотов, которые сделал коленвал двигателя, совершенных на одну единицу времени. Используется прибор не только на легковых машинах. Его работа возможна на любом транспорте, оснащённом двигателем внутреннего сгорания.

Чтобы понять, откуда тахометр берет показания, и от какого датчика работает, надо изучить принцип его действия. Он может значительно различаться для механических, аналоговых и электронных вариантов. При этом только последние обеспечат точные измерения. Погрешность старых моделей – максимальна, достигает 500 оборотов.

Несмотря на принципиальную простоту, применение у тахометра – широкое. Он позволяет водителю подобрать выгодный момент для начала езды без лишних затрат горючего на прогрев элементов. Ценят данные полученные от устройства и ремонтники, они используют замеры, чтобы обеспечить контроль. Если тахометра нет, приходится подключать дополнительную технику.

В любом случае, стоит помнить про поговорку: лучше двигатель перекрутить, чем недокрутить.

Да

40.48%

Нет, определяю по звуку мотора

30.95%

Иногда посматриваю

16.67%

У меня «автомат»

11.9%

Проголосовало: 42

Приборы индикации механического движения самолета

На самолете имеется множество приборов, которые показывают механическое движение компонента или даже самого самолета. Некоторые используют синхронные системы дистанционного зондирования и индикации. Также используются другие средства для сбора и отображения информации о механическом движении. На этой странице обсуждаются некоторые уникальные механические индикаторы движения и группируются инструменты по функциям. Все они дают пилоту ценную информацию о состоянии самолета в полете.

Тахометры

Тахометр или тахометр — это прибор, показывающий частоту вращения коленчатого вала поршневого двигателя. Это может быть прибор с прямой или дистанционной индикацией, циферблат которого откалиброван для указания числа оборотов в минуту (об/мин). На поршневых двигателях тахометр используется для контроля мощности двигателя и обеспечения работы двигателя в сертифицированных пределах.

Газотурбинные двигатели также имеют тахометры. Они используются для контроля скорости (скоростей) секции (секций) компрессора двигателя. Тахометры газотурбинных двигателей откалиброваны в процентах от оборотов в минуту, при этом 100 процентов соответствуют оптимальной частоте вращения турбины. Это позволяет использовать одинаковые рабочие процедуры, несмотря на разные фактические обороты двигателя разных двигателей. [Рисунок 1]

Рис. 1. Тахометр поршневого двигателя откалиброван в об/мин. Тахометр для газотурбинного двигателя рассчитывается в процентах от оборотов в минуту

Помимо тахометра двигателя, вертолеты используют тахометр для индикации оборотов вала несущего винта. Следует также отметить, что многие тахометры поршневых двигателей также имеют встроенные числовые барабаны, которые связаны с вращательным механизмом внутри. Это счетчики моточасов, которые отслеживают время работы двигателя. В настоящее время широко используются два типа тахометров: механические и электрические.

Механические тахометры

Системы индикации механических тахометров используются на небольших одномоторных легких самолетах, в которых существует небольшое расстояние между двигателем и приборной панелью. Они состоят из индикатора, соединенного с двигателем гибким приводным валом. Приводной вал соединен с двигателем так, что когда двигатель вращается, вращается и вал. Индикатор содержит узел грузоподъемности, соединенный с зубчатым механизмом, который приводит в движение стрелку. При вращении приводного вала центробежная сила воздействует на грузики и перемещает их в угловое положение. Это угловое положение изменяется в зависимости от оборотов двигателя. Величина движения грузиков передается через зубчатый механизм на стрелку. Стрелка вращается, указывая на это движение на индикаторе тахометра, что напрямую связано с оборотами двигателя. [Рисунок 2]

. Когда приводной вал вращается, он вращает постоянный магнит в алюминиевой чашке с жесткими допусками. Стержень, прикрепленный к индикаторной точке, прикреплен к внешнему центру чашки. Когда магнит вращается гибким приводным кабелем двигателя, его магнитное поле прорезает окружающий его проводник, создавая вихревые токи в алюминиевой чашке. Этот поток тока создает собственное магнитное поле, которое взаимодействует с полем потока вращающегося магнита. В результате чашка имеет тенденцию вращаться, а вместе с ней и указательный указатель. Калиброванная удерживающая пружина ограничивает вращение чашки дугой движения стрелки по шкале на лицевой стороне инструмента. [Рисунок 3]

Рисунок 3. Упрощенное устройство индикации тахометра с магнитной чашкой сопротивления

двигатели не установлены в фюзеляже прямо перед приборной панелью. Более высокая точность при меньших затратах на техническое обслуживание достигается за счет использования электрических тахометров. Можно использовать широкий спектр систем электрических тахометров, поэтому для получения подробной информации о каждой конкретной системе тахометра следует обращаться к инструкциям производителя.

В популярной системе электрического тахометра используется небольшой генератор переменного тока, установленный на картере редуктора поршневого двигателя или в секции привода вспомогательных агрегатов газотурбинного двигателя. Как двигатель вращается, так и генератор. Выходная частота генератора прямо пропорциональна частоте вращения двигателя. Он подключен проводами к синхронному двигателю в индикаторе, который дублирует этот выход. Чашка тормоза или звено тормозного диска используется для привода индикатора, как в механическом тахометре. [Рис. 4] На Рис. 5 показаны два различных типа генераторных установок, отличающихся типом системы крепления.

Рис.

Двойной тахометр состоит из двух индикаторных блоков тахометра, размещенных в одном корпусе. Стрелки индикатора показывают одновременно по одной или двум шкалам обороты двух двигателей. Двойной тахометр на вертолете часто показывает обороты двигателя и обороты несущего винта. Сравнение напряжений, выдаваемых двумя тахометрами вертолетного индикатора этого типа, дает информацию о проскальзывании сцепления. Третье указание, показывающее это проскальзывание, иногда включается в тахометр вертолета. [Рисунок 6]

Рис. 6. Вертолетный тахометр с показаниями оборотов двигателя, оборотов ротора и пробуксовки Они обеспечивают большое преимущество в том, что нет движущихся частей. Они представляют собой герметичные узлы, которые крепятся на фланце и выступают в компрессорную часть двигателя. Внутри зонда создается магнитное поле, которое проходит через полюсные наконечники и выходит из конца зонда. Вращающееся зубчатое колесо, которое движется с той же скоростью, что и вал компрессора двигателя, изменяет плотность потока магнитного поля, когда оно движется мимо полюсных наконечников в непосредственной близости. Это генерирует сигналы напряжения в катушках внутри зонда. Амплитуда сигналов ЭДС напрямую зависит от частоты вращения двигателя.

Выходные сигналы датчика тахометра должны обрабатываться в удаленном модуле. Они также должны быть усилены, чтобы управлять указателем типа серводвигателя в кабине. Их также можно использовать в качестве входных данных для системы автоматического управления мощностью или системы сбора полетных данных. [Рис. 7]

Рис. 7. Тахометр не имеет движущихся частей. Скорость изменения плотности поля магнитного потока напрямую связана с частотой вращения двигателя

Синхроноскоп

Синхроноскоп — это прибор, который показывает, синхронизированы ли два или более вращающихся устройства, например, двигатели. Поскольку синхроноскопы сравнивают обороты в минуту, они используют выходной сигнал генераторов тахометров. Прибор состоит из небольшого электродвигателя, который получает электрический ток от генераторов обоих двигателей. Ток от более быстро работающего двигателя управляет направлением вращения двигателя синхроноскопа.

Если оба двигателя работают с одинаковой скоростью, двигатель синхроноскопа не работает. Если один двигатель работает быстрее другого, сигнал его тахометра заставляет двигатель синхроноскопа вращаться в заданном направлении. Если скорость другого двигателя становится больше, чем скорость первого двигателя, сигнал от его тахогенератора заставляет двигатель синхроноскопа реверсировать и вращаться в противоположном направлении. Пилот вносит коррективы, чтобы стабилизировать указатель, чтобы он не двигался.

Одно из применений синхроноскопа включает в себя назначение одного из двигателей в качестве главного двигателя. Число оборотов другого двигателя (двигателей) всегда сравнивается с числом оборотов этого главного двигателя. Циферблат индикатора синхроноскопа выглядит так, как показано на рисунке 8. «Медленно» и «быстро» представляют обороты другого двигателя по отношению к основному двигателю, и пилот вносит соответствующие корректировки.

Рисунок 8. Этот синхроноскоп показывает относительную скорость ведомого двигателя к ведущему

Акселерометры

Акселерометр — это прибор для измерения ускорения. Он используется для контроля сил, действующих на планер. Акселерометры также используются в инерциальных эталонных навигационных системах. Установка акселерометров обычно ограничивается высокопроизводительными и пилотажными самолетами.

Простые акселерометры представляют собой механические приборы с прямым отсчетом, откалиброванные для измерения силы в G. Один G равен единице силы тяжести. Циферблат акселерометра масштабируется, чтобы показать положительные и отрицательные силы. Когда самолет начинает быстрый набор высоты, положительная перегрузка имеет тенденцию отталкивать человека обратно в кресло. Начало быстрого спуска вызывает силу в противоположном направлении, что приводит к отрицательной перегрузке.

Большинство акселерометров имеют три указателя. Один постоянно указывает испытанную силу ускорения. Два других содержат храповые устройства. Положительная стрелка G следует за непрерывной стрелкой и остается в том месте на циферблате, где указано максимальное положительное усилие. Отрицательный указатель G делает то же самое для испытываемых отрицательных сил. Оба указателя максимальной силы можно сбросить с помощью ручки на лицевой панели прибора.

Рис. 9. Внутреннее устройство акселерометра массового типа

Акселерометр работает по принципу инерции. Масса внутри может свободно скользить по валу в ответ на малейшую силу ускорения. Когда маневр создает ускоряющую силу, самолет и прибор движутся, но инерция заставляет вес оставаться в покое в пространстве. Когда вал скользит через груз, относительное положение груза на валу меняется. Это положение соответствует испытанной силе. Через ряд шкивов, пружин и валов стрелки на циферблате перемещаются, чтобы указать относительную силу силы ускорения. [Рисунок 9] Силы могут действовать на планер по трем осям полета. Доступны одноосные и многоосевые акселерометры, хотя большинство датчиков кабины относятся к одноосному типу. Инерциальные эталонные навигационные системы используют многоосевые акселерометры для непрерывного математического расчета местоположения самолета в трехмерной плоскости.

Также существуют электрические и цифровые акселерометры. Используются твердотельные датчики, такие как пьезоэлектрические кристаллические устройства. В этих приборах при приложении ускоряющей силы величина сопротивления, протекающего тока или емкости изменяется в прямой зависимости от величины силы. Микроэлектрические сигналы хорошо интегрируются с цифровыми компьютерами, предназначенными для обработки и отображения информации в кабине.

Индикаторы предупреждения о сваливании и угла атаки (AOA)

Угол атаки самолета (AOA) — это угол, образованный между осевой линией корда крыла и относительным ветром. Под определенным углом воздушный поток над поверхностями крыла недостаточен для создания достаточной подъемной силы, чтобы самолет продолжал лететь, и происходит сваливание. Прибор, отслеживающий угол атаки, позволяет пилоту избежать таких ситуаций.

Простейшая форма индикатора угла атаки представляет собой устройство предупреждения о сваливании, не имеющее датчика, расположенного в кабине. Он использует звуковой сигнал, чтобы предупредить о надвигающемся останове из-за увеличения угла атаки. Это делается путем помещения трости в полость сразу за передней кромкой крыла. Полость имеет открытый проход в точную точку на передней кромке.

В полете воздух течет над крылом и под ним. Точка на передней кромке крыла, где встречный поток воздуха расходится, называется точкой застоя. По мере увеличения УА крыла точка торможения смещается ниже открытого прохода, ведущего внутрь крыла к камышу. Воздух, проходящий через изогнутую переднюю кромку, ускоряется и создает низкое давление. Это приводит к тому, что воздух высасывается из внутренней части крыла через проход. Трость вибрирует, когда воздух устремляется, издавая звук, слышимый в кабине. [Рисунок 10]

Рис. 10. За этим отверстием в передней кромке крыла расположен язычковый сигнализатор сваливания. Когда угол атаки увеличивается почти до точки срыва, воздух под низким давлением, обтекающий отверстие, вызывает всасывание, которое вызывает слышимую вибрацию трости до точки, где самолет остановится. Это устройство предупреждения о сваливании включает в себя электрический выключатель, который размыкает и замыкает цепь на звуковой сигнал, слышимый в кабине. Он также может быть подключен к цепи сигнальной лампы.

Переключатель расположен возле точки торможения на передней кромке крыла. Небольшой слегка подпружиненный язычок активирует переключатель. При нормальном УА язычок удерживается воздухом, который в точке торможения расходится и затекает под крыло. Это удерживает переключатель в открытом положении, поэтому звуковой сигнал не звучит, а сигнальная лампа не загорается. По мере увеличения угла атаки точка торможения смещается вниз. Расходящийся воздух, который течет вверх и над крылом, теперь толкает язычок вверх, чтобы замкнуть переключатель и замкнуть цепь к звуковому сигналу или фонарю. [Рисунок 11]

Рис. 11. Популярный переключатель предупреждения о сваливании, расположенный на передней кромке крыла

. Он также может быть предназначен для предоставления справочной информации другим системам на высокопроизводительных самолетах. Сенсорный механизм и передатчик обычно располагаются в носовой части фюзеляжа. Обычно он содержит нагревательный элемент, чтобы обеспечить работу без льда. Сигналы от датчика передаются в кабину или компьютер (ы) по мере необходимости. Индикатор AOA может быть откалиброван в градусах фактического угла, произвольных единицах, проценте используемой подъемной силы, символах или даже быстром/медленном. [Рисунок 12]

Рис. 12. Индикатор угла атаки

Широко используются датчики угла атаки двух основных типов. Оба обнаруживают угловую разницу между относительным ветром и фюзеляжем, который используется в качестве базовой плоскости. В одном используется лопасть, известная как альфа-лопасть, установленная снаружи фюзеляжа. Он свободно вращается на ветру. При изменении угла атаки воздух, обтекающий лопасть, меняет свой угол. Другой использует две прорези в зонде, который выходит из боковой части фюзеляжа в воздушный поток. Прорези ведут к разным сторонам подвижных лопастей в камере блока непосредственно внутри обшивки фюзеляжа. По мере изменения угла атаки давление воздуха, подаваемое через каждую из щелей, изменяется, и лопасти вращаются, чтобы нейтрализовать давление. Вал, на котором вращаются лопасти, соединяется с контактом потенциометра, который является частью устройства. То же самое относится и к валу альфа-лопасти. Изменяющееся сопротивление потенциометра используется в симметричной мостовой схеме, чтобы сигнализировать двигателю индикатора о перемещении указателя пропорционально углу атаки. [Рисунки 13 и 14]

Рис.

Датчики угла атаки современных самолетов посылают выходные сигналы на АЦП. Там данные AOA используются для создания индикации AOA, обычно на основном дисплее полета. Информация об AOA также может быть объединена с информацией о положении закрылков и предкрылков, чтобы лучше определять точку сваливания. Кроме того, датчики AOA описанного типа подвержены ошибкам позиционирования, поскольку воздушный поток вокруг альфа-лопасти и щелевого зонда несколько меняется в зависимости от скорости полета и положения самолета. Ошибки небольшие, но исправляются в АЦП.

Чтобы включить предупреждение о надвигающемся сваливании, многие системы AOA подают сигнал на двигатель вибратора, который буквально трясет штурвал, чтобы предупредить пилота, когда самолет приближается к состоянию сваливания. Электрические переключатели на индикаторе угла наклона срабатывают при различных предварительно заданных значениях угла наклона, чтобы активировать двигатель, который приводит в движение неуравновешенное утяжеленное кольцо, заставляя колонну трястись. Некоторые системы включают привод толкателя рукояти, который толкает штурвал управления вперед, опуская нос самолета при приближении к критическому углу атаки. Независимо от множества существующих вариантов предупреждения о надвигающемся сваливании, система AOA активирует все предупреждения о сваливании в высокопроизводительном самолете.

Связанные посты

  • Системы авиационных приборов. Гироскопические приборы

Все двигатели имеют свои ротационные, Другое машиностроение

Индикаторы частоты вращения двигателя:

У всех двигателей указана частота вращения (об/мин). На двух- или трехконтурном двигателе всегда указывается скорость сборки высокого давления; в большинстве случаев дополнительные индикаторы показывают скорость узлов низкого и среднего давления. Там, где коэффициент давления двигателя (EPR) не указан, указываются обороты при низком давлении, поскольку это можно исправить, чтобы получить тягу.

Индикация частоты вращения двигателя может электрически передаваться от небольшого тахогенератора, приводимого в действие двигателем, на индикатор, который показывает фактическое число оборотов в минуту (об/мин) или процент от максимальной частоты вращения двигателя. Скорость двигателя часто используется для оценки тяги двигателя, но она не дает абсолютного указания на создаваемую тягу, потому что условия температуры и давления на входе влияют на тягу при заданной частоте вращения двигателя.

Тахогенератор подает трехфазный переменный ток, частота которого зависит от частоты вращения двигателя. Выходная частота генератора управляет скоростью синхронного двигателя в индикаторе, а вращение магнитного узла, размещенного в барабане или тормозной чашке, вызывает движение барабана и последующее движение указателя индикатора. Системы генератора тахометра в значительной степени были заменены скоростью. зонды. Датчик скорости с переменным магнитным сопротивлением в сочетании с фоническим колесом используется для индукции электрического тока, который усиливается и затем передается на индикатор (рис. 14.5.). Этот метод можно использовать для индикации числа оборотов в минуту. без необходимости в генераторе с отдельным приводом и связанными с ним приводами, что уменьшает количество компонентов и движущихся частей в двигателе.

Датчик скорости можно расположить на корпусе компрессора на одной линии с фоническим колесом, которое может быть обработанной частью вала компрессора. Также можно использовать зубчатое колесо во внешнем редукторе. Зубья на периферии колеса проходят датчик один раз за каждый оборот и индуцируют электрический ток, изменяя магнитный поток через катушку в датчике. Величина тока определяется скоростью изменения магнитного потока и, таким образом, напрямую связана с частотой вращения двигателя.

На некоторых двигателях один из зубьев больше других, и это дает больший отклик. Это можно использовать для балансировки или синхронизации лопастей вентилятора и/или синхрофазирования.

Помимо индикации скорости несущего винта, ток, индуцируемый датчиком скорости, может использоваться для включения контрольной лампы на приборной панели, чтобы указать пилоту, что узел несущего винта вращается. Это особенно важно при запуске двигателя, потому что он информирует пилота, когда нужно открыть топливный кран, чтобы подать топливо в двигатель.