Velocímetro mecânico e eletrônico. Dispositivo e princípio de operação

Não é por acaso que o velocímetro está localizado no lugar mais proeminente do painel do carro. Afinal, este dispositivo mostra o quão rápido você está dirigindo e permite controlar o cumprimento do limite de velocidade permitido, o que afeta diretamente a segurança rodoviária. Não vamos nos esquecer das multas por excesso de velocidade, que podem ser evitadas se você olhar periodicamente para o velocímetro. Além disso, em estradas rurais com a ajuda deste dispositivo, você pode economizar combustível se mantiver a velocidade ideal na qual o consumo de combustível é mínimo.

O medidor de velocidade mecânico foi inventado há mais de cem anos e ainda é amplamente utilizado em veículos hoje. O sensor aqui é geralmente uma engrenagem que se engrena com uma engrenagem especial no eixo secundário. Nos veículos com tração dianteira, o sensor pode estar localizado no eixo das rodas motrizes e, nos veículos com tração nas quatro rodas, na caixa de transferência.



Como indicador de velocidade (6) no painel, é usado um dispositivo indicador, cuja operação é baseada no princípio da indução magnética.

A transmissão da rotação do sensor (1) para o indicador de velocidade (na verdade o velocímetro) é realizada usando um eixo flexível (cabo) (2) de várias roscas de aço trançadas com uma ponta tetraédrica em ambas as extremidades. O cabo gira livremente em torno de seu eixo em uma bainha protetora de plástico especial.

O atuador consiste em um ímã permanente (3), que é montado em um cabo de acionamento e gira com ele, e um cilindro ou disco de alumínio (4), no eixo do qual é fixada a agulha do velocímetro. A tela metálica protege a estrutura dos efeitos de campos magnéticos externos, que podem distorcer as leituras do dispositivo.

A rotação de um ímã induz correntes parasitas em um material não magnético (alumínio). A interação com o campo magnético de um ímã rotativo faz com que o disco de alumínio também gire. No entanto, a presença de uma mola de retorno (5) leva ao fato de que o disco, e com ele a seta indicadora, gira apenas em um determinado ângulo proporcional à velocidade do veículo.

Ao mesmo tempo, alguns fabricantes tentaram usar indicadores do tipo fita e tambor em velocímetros mecânicos, mas acabaram não sendo muito convenientes e acabaram sendo abandonados.



Apesar da simplicidade e qualidade dos velocímetros mecânicos com um eixo flexível como acionamento, esse design geralmente apresenta um erro bastante grande, e o próprio cabo é o elemento mais problemático nele. Portanto, velocímetros puramente mecânicos estão gradualmente se tornando uma coisa do passado, dando lugar a dispositivos eletromecânicos e eletrônicos.

O velocímetro eletromecânico também usa um eixo de acionamento flexível, mas o conjunto de velocidade de indução magnética no dispositivo é organizado de maneira diferente. Em vez de um cilindro de alumínio, um indutor é instalado aqui, no qual uma corrente elétrica é gerada sob a influência de um campo magnético variável. Quanto maior a velocidade de rotação do ímã permanente, maior a corrente que flui através da bobina. Um ponteiro miliamperímetro é conectado aos terminais da bobina, que é usado como indicador de velocidade. Esse dispositivo permite aumentar a precisão das leituras em comparação com um velocímetro mecânico.

Em um velocímetro eletrônico, não há conexão mecânica entre o sensor de velocidade e o dispositivo no painel.

A unidade de alta velocidade do dispositivo possui um circuito eletrônico que processa o sinal de pulso elétrico recebido do sensor de velocidade através dos fios e emite a tensão correspondente à sua saída. Essa tensão é aplicada a um miliamperímetro de discagem, que serve como indicador de velocidade. Em dispositivos mais modernos, o stepper ICE controla o ponteiro.

Como sensor de velocidade, são utilizados vários dispositivos que geram um sinal elétrico pulsado. Tal dispositivo pode ser, por exemplo, um sensor indutivo de pulso ou um par óptico (diodo emissor de luz + fototransistor), em que a formação de pulsos ocorre devido à interrupção da comunicação luminosa durante a rotação de um disco ranhurado montado em um eixo.

Mas, talvez, os sensores de velocidade mais utilizados, cujo princípio de operação é baseado no efeito Hall. Se você colocar um condutor através do qual uma corrente contínua flui em um campo magnético, surge uma diferença de potencial transversal nele. Quando o campo magnético muda, a magnitude da diferença de potencial também muda. Se um disco de acionamento com uma ranhura ou borda gira em um campo magnético, obtemos uma mudança de impulso na diferença de potencial transversal. A frequência dos pulsos será proporcional à velocidade de rotação do disco mestre.



Para exibir a velocidade em vez de um ponteiro Acontece que um display digital é usado. No entanto, números em constante mudança no conjunto do velocímetro são pior percebidos pelo motorista do que o movimento suave da seta. Se você inserir um atraso, a velocidade instantânea pode não ser exibida com muita precisão, especialmente durante a aceleração ou desaceleração. Portanto, os ponteiros analógicos ainda prevalecem nos velocímetros.

Apesar do constante progresso tecnológico na indústria automotiva, muitos observam que a precisão das leituras do velocímetro continua não muito alta. E isso não é fruto da imaginação hiperativa de motoristas individuais. Um pequeno erro é deliberadamente estabelecido pelos fabricantes já na fabricação de dispositivos. Além disso, este erro é sempre na direção grande, a fim de excluir situações em que, sob a influência de vários fatores, as leituras do velocímetro serão inferiores à velocidade possível do carro. Isso é feito para que o motorista não exceda acidentalmente a velocidade, guiado por valores incorretos no dispositivo. Além de garantir a segurança, os fabricantes também perseguem seu próprio interesse - eles buscam excluir ações judiciais de motoristas descontentes que receberam multa ou se envolveram em um acidente devido a falsas leituras de velocímetro.

O erro dos velocímetros, como regra, é não linear. É próximo de zero a cerca de 60 km/h e aumenta gradualmente com a velocidade. A uma velocidade de 200 km/h, o erro pode chegar a 10%.

Outros fatores também afetam a precisão das leituras, como as associadas aos sensores de velocidade. Isto é especialmente verdadeiro para velocímetros mecânicos, nos quais as engrenagens se desgastam gradualmente.

Muitas vezes, os próprios proprietários dos carros introduzem um erro adicional, definindo o tamanho do qual difere do nominal. O fato é que o sensor conta as rotações do eixo de saída da caixa de câmbio, que são proporcionais às rotações das rodas. Mas com um diâmetro de pneu reduzido, o carro percorrerá uma distância menor em uma volta da roda do que com pneus de tamanho nominal. E isso significa que o velocímetro mostrará uma velocidade superestimada em 2 ... 3 por cento em comparação com a possível. Dirigir com pneus com pressão insuficiente terá o mesmo efeito. A instalação de pneus com diâmetro aumentado, pelo contrário, causará uma subestimação das leituras do velocímetro.

O erro pode ser completamente inaceitável se, em vez de um normal, você instalar um velocímetro que não foi projetado para funcionar neste modelo de carro específico. Isso deve ser levado em consideração se for necessário substituir um dispositivo defeituoso.

O hodômetro é usado para medir a distância percorrida. Não deve ser confundido com o velocímetro. Na verdade, esses são dois dispositivos diferentes, que geralmente são combinados em um caso. Isso se explica pelo fato de ambos os dispositivos, via de regra, usarem o mesmo sensor.

No caso de usar um eixo flexível como acionamento, a transmissão da rotação para o eixo de entrada do hodômetro é realizada por meio de uma caixa de engrenagens com uma grande relação de transmissão - de 600 a 1700. Anteriormente, era usada uma engrenagem helicoidal, com a qual engrenagens com números girados. Nos hodômetros analógicos modernos, a rotação das rodas é controlada por motores de passo.



Cada vez mais, você pode encontrar dispositivos nos quais a quilometragem do carro é exibida digitalmente em um display de cristal líquido. Nesse caso, a informação sobre a distância percorrida é duplicada na unidade de controle do motor, e isso ocorre na chave eletrônica do carro. Se você enrolar um odômetro digital programaticamente, uma falsificação pode ser simplesmente detectada por meio de diagnósticos de computador.

Se houver problemas com o velocímetro, em nenhum caso eles devem ser ignorados, devem ser corrigidos imediatamente. Trata-se da sua segurança e de outros utentes da estrada. E se o motivo estiver em um sensor defeituoso, também poderão surgir problemas, pois a unidade de controle do motor regulará a operação da unidade com base em dados de velocidade incorretos.