Тахометр: обороты двигателя — под контролем

Каждое транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания оснащается прибором для измерения частоты вращения коленчатого вала — тахометром. О том, что такое тахометр и зачем он нужен, какие тахометры сегодня используются на автотранспорте, как они устроены и работают — читайте в данной статье.

Что такое тахометр и зачем он нужен в автомобиле?

Автомобильный тахометр — прибор для измерения и индикации частоты вращения коленчатого вала двигателя. Прибор постоянно отображает текущие обороты силового агрегата, что позволяет решать несколько задач:

• Выбирать оптимальную передачу КПП и скорость движения автомобиля в различных условиях. Именно по показаниям тахометра проще всего выбирать правильный момент для переключения с низшей на высшую передачу и наоборот;
• Выбирать оптимальный режим работы двигателя. Двигатели внутреннего сгорания развивают наибольший крутящий момент в узком интервале частот вращения коленвала, и именно по тахометру проще всего отслеживать достижение данного режима;
• Своевременно выявлять неисправности, приводящие к неравномерной работе двигателя на холостом ходу и на всех режимах. Некоторые неисправности системы питания, зажигания и других систем приводят к тому, что обороты двигателя ?плавают?, что легко отследить по тахометру.

Несмотря на широкое внедрение электронных систем управления, выбирающих оптимальные режимы работы мотора при изменяющихся нагрузках, тахометры не теряют своей актуальности. Этот прибор имеет важное значение для правильной эксплуатации транспортных средств, поэтому сегодня он обязательно присутствует на легковых и грузовых автомобилях, тракторах и спецтехнике.

Типы и виды тахометров

Используемые на транспорте тахометры делятся на несколько типов по принципу работы, способу обработки сигнала и индикации, способу подключения и применимости.

По принципу работы и способу подключения тахометры бывают:

• Механические/электромеханические (центробежные, магнитные) с прямым приводом;
• Электрические с подключением к системе зажигания двигателя — электронные (импульсные);
• Электрические с подключение к электрическому генератору — электромашинные.

По способу обработки сигнала тахометры бывают аналоговыми и цифровыми.

По применимости тахометры делятся на несколько групп:

• Для бензиновых двигателей с контактной и бесконтактной системой зажигания — подключение непосредственно к первичной (низковольтной) цепи;
• Для всех типов двигателей с электронным блоком управления — подключение к ЭБУ, сам блок использует для управления тахометром сигналы от системы зажигания или датчика положения коленчатого вала;
• Для дизельных двигателей — подключение к генератору.

Как правило, тахометры производятся для эксплуатации на определенных марках и моделях автомобилей, тракторов и другой техники, некоторые приборы могут использоваться на различном транспорте, оснащенном одинаковыми двигателями, системами зажигания и т.д.

Устройство тахометра

Тахометр состоит из нескольких основных узлов: измерительный блок или преобразователь сигнала, блок индикации и вспомогательные компоненты.

Измерительный блок механических и электромеханических тахометров чаще всего магнитный, аналогичный обычному спидометру (в сущности, спидометр и является тахометром, измеряющим частоту вращения вторичного вала КПП или колеса). Такой спидометр подключается к двигателю гибким валом.

Измерительный блок в электрических приборах может строиться по аналоговой схемотехнике на транзисторах или по цифровой схемотехнике на основе специализированных микросхем. Данный блок получает сигнал от датчика, ЭБУ, генератора или системы зажигания, обрабатывает его в соответствии с предварительными настройками, и преобразованный сигнал подает на блок индикации.

Блок индикации может быть нескольких типов:

• Стрелочный индикатор (с приводом стрелки миллиамперметром);
• Цифровой индикатор на основе жидкокристаллического или светодиодного дисплея;
• Индикаторы с линейной светодиодной шкалой — роль стрелки выполняет линейка из светодиодов разного цвета.

На автомобилях обычно используются стрелочные индикаторы, которые лучше читаются и позволяют сразу определить, в каком режиме работает двигатель. Цифровые и светодиодные индикаторы чаще всего устанавливаются при тюнинге, также они находят применение в простых тахометрах для мототехники, дизель-генераторов и т.д.

Шкала тахометра делится на несколько зон, отмеченных разным цветом:

• Зона малых оборотов — в данном диапазоне оборотов двигатель работает нестабильно, зона может отмечаться красным цветом;
• Зона оптимальных оборотов (?зеленая зона?) — в данном диапазоне двигатель развивает наибольшую мощность и крутящий момент, обычно зона отмечена зеленым цветом;
• Зона повышенных оборотов — данный диапазон оборотов является условно опасным для двигателя, обычно эта зона отмечена желтым цветом или чертой над красной зоной;
• Зона высоких оборотов (?красная зона?) — данный диапазон оборотов является опасным, двигатель работает с перегрузкой и работает с малой эффективностью, эта зона отмечена красным цветом.

Градуировка шкалы оборотов может выполняться в единицах или в десятках с указанием множителя — х100 или х1000, единица измерения оборотов — r/min или min -1 .

Вся конструкция помещена в корпус, который может монтироваться в приборную панель или устанавливаться отдельно. При этом тахометры могут быть различными по комплектации:

• Прибор без дополнительных функций;
• Тахометр с различными индикаторами;
• Тахометр, совмещенный в одном корпусе с другими приборами — спидометром, одометром, счетчиком моточасов и т.д.

Отдельно нужно рассказать о принципе работы наиболее распространенных типов тахометров.

Принцип работы магнитных тахометров

Работа магнитного тахометра основана на явлении индукции вихревых токов (токов Фуко) в немагнитном диске вращающимся постоянным полем. В обычном состоянии алюминиевый или медный диск не обладает магнитными свойствами, но если поместить его во вращающееся магнитное поле, то в нем возникают вихревые токи. Данные токи взаимодействуют с магнитным полем, поэтому немагнитный диск тоже начинает вращаться вслед за магнитом.

Для работы тахометра к диску присоединена стрелка, на валу которой закреплена возвратная пружина. Магнит связан с коленвалом или одним из валов трансмиссии посредством гибкого вала. Чем выше обороты двигателя, тем быстрее вращается магнит, и тем выше сила, отклоняющая закрепленный пружиной немагнитный диск — все это отражается и на положении стрелки.

Принцип работы электрических тахометров

Электрические тахометры используют для измерения электрические сигналы или отдельные импульсы. Электрические сигналы, пропорциональные частоте вращения коленвала, в бензиновом двигателе генерируются системой зажигания и электрическим генератором, а в бензиновом двигателе — только генератором. Также необходимый сигнал можно получать от электронного блока управления двигателем.

Наиболее просто работает тахометр, подключаемый к электрогенератору. Генератор имеет привод от коленчатого вала посредством клиноременной передачи, поэтому частота вращения ротора генератора всегда пропорциональна оборотам двигателя. А от частоты вращения ротора генератора зависит величина генерируемой на обмотке ЭДС, что и используется для подключения электромашинного тахометра. В сущности, прибор является вольтметром, который измерят напряжение на генераторе и преобразует его в показания числа оборотов коленвала. Тахометр подключается к генератору через специальный разъем, при этом требуется подстройка прибора под конкретный генератор.

Работа электронного тахометра, подключаемого к системе зажигания, чуть более сложна. В системе зажигания генерируются импульсы тока, необходимые для образования искры в свечах зажигания. При этом частота искрообразования прямо связана с частой вращения коленвала — в противном случае топливно-воздушная смесь в цилиндрах не поджигалась бы вовремя. Частота искрообразования зависит от числа цилиндров двигателя и порядка их работы. В четырехцилиндровых двигателях система зажигания генерирует две искры за один оборот коленвала — по одной искре на каждые 180°. Именно это обстоятельство и используется для работы электронных тахометров — измерительный блок измеряет частоту искрообразования, и преобразует ее в показания числа оборотов двигателя. Электронный тахометр подключается к первичной (низковольтной) цепи системы зажигания, и измеряет число импульсов за единицу времени, поэтому данный тип приборов часто называют импульсным.

На этом же принципе работают простые тахометры для мототехники и других устройств с одно- или двухцилиндровыми двухтактными ДВС, однако подключаются такие приборы к высоковольтной части системы зажигания. Подключение — с помощью провода, обвитого вокруг высоковольтного (свечного) провода. В этом случае прямо измеряется число импульсов на свече и данный параметр преобразуется в показания числа оборотов мотора.

Тахометр — устройство простое и надежное, этот прибор может безотказно работать в течение всего срока эксплуатации транспортного средства. Но в случае поломки прибор следует как можно скорее заменить — только в этом случае будет обеспечиваться работа двигателя и эксплуатация транспортного средства в оптимальном режиме.

Датчик оборотов автомобильного двигателя

Неполадки датчика оборотов двигателя в автомобиле приводят к некорректности таковых, к нарушению работы системы впрыска топлива, зажигания, падению мощности. А также это единственный сенсор, при поломке которого машина может заглохнуть, не завестись. Другое название устройства — датчик вращений и/или положения коленвала. Рассмотрим место ДПКВ среди иных подобных устройств автомобиля, его функции, конструкции, виды, диагностику и замену.

Назначение датчика оборотов двигателя

К рассматриваемому прибору применяются такие названия, это датчик:

• числа (количества) оборотов двигателя;
• частоты вращений (поворотов) коленвала;
• ДЧВ;
• индуктивный;
• синхронизации;
• ВМТ или верхней мертвой точки поршня цилиндра — система определяет этот параметр через данный датчик, который в свою очередь отслеживает его через реперное колесо КВ (на нем есть метка, пробел зубьев). То есть определенное положение этого диска отвечает позиции поршня;
• ДПКВ — положения (оборотов) коленвала;
• контрольной метки;
• фаз.

Датчик оборотов двигателя не надо путать с сенсором положения распредвала (ДПРВ). А также на авто с электронным блоком управления (ЭБУ, ЭСУД) разные наименования для детектора количества оборотов и термин «датчик положения коленвала» (КВ) применяются для одного и того же устройства. Но есть автомобили (такие модели встречаются реже) и с отдельным последним (два таких изделия часто обозначают как G28 и G4), что надо помнить. В этой статье эти названия, если нет уточнения, применяются к одному и тому же устройству, чаще всего обозначаемому аббревиатурой ДПКВ, реже ДЧВ.

На схемах силовых блоков иномарок часто детектор синхронизации обозначен как G28.

ДЧВ относится к оснащению контроля и управления двигателем, к системе подачи сигналов о его состоянии на ЭБУ.

• синхронизация системы зажигания, впрыска горючего;
• передача данных о поддерживаемых коленчатым валом (КВ) вращениях, о его угле поворота в конкретный момент;
• корректное взаимодействие всех систем, функционирование всего транспортного средства.

Что отслеживает датчик вращений и положения коленвала

Детектор оборотов двигателя передает на ЭБУ следующее:

• объем впрыскиваемого топлива в конкретный момент;
• кода появляется сам момент впрыска;
• оптимальное время для активации клапана адсорбера, длительность его работы;
• момент и угол опережения зажигания, угол поворота КВ.

ДПКВ — это единственный датчик, выход из строя которого, среди прочих схожих для неполадок сенсоров последствий, приведет к полной остановки двигателя. Именно он позволяет системе определить, когда на свечах зажигания создавать искровой заряд.

Где находится датчик оборотов

Детектор оборотов, он же индукционный измеритель расположен, как правило, над маркерным (реперным) колесом, зубчики которого выполняют для него роль сигнализатора. Установлен в таких местах:

• маховик;
• коленвал, внутри сегмента цилиндров (часто так у Ford, Opel);
• с фронта моторной части на КВ, со шкивом привода дополнительных узлов (Jaguar, BMW, ВАЗ и так далее).

Маркерные выступы реперного колеса могут предназначаться только для измерения оборотов ДВС (лучший вариант), а также их роль могут выполнять выступы на стартерном узле (Audi, Volvo). У некоторых моделей измеритель оборотов заменяет сенсор Холла, тогда обычно устройство находится вблизи распредвала.

Место сенсора синхронизации неудобное, поэтому он имеет длинный (до 70 см) кабель с разъемом, само устройство крепится на кронштейне. Стандартное его место — около шкива привода генератора.

Сложности с идентификацией

Приведем пример, как владельцем Audi 100 2.6 описана вариация разных сенсоров. Измеритель оборотов тут обозначен как G28, но также есть отдельный детектор для КВ (G4):

Ниже на рисунке упоминаемый отдельный датчик G4, а соотношение по месту его расположения к G28 показано на фото выше:

Учитывая сказанное, для начала желательно ознакомиться со схемой силовой системы по спецификации конкретной модели машины.

Конструкция и общий принцип работы автомобильного сенсора оборотов

При рассмотрении вопроса, какой датчик отвечает за обороты двигателя во всех аспектах, надо отметить, что это группа сенсоров. А именно: холостого хода (ДХХ), дроссельной заслонки (ДПДЗ), распредвала (ДПРВ), расхода воздуха (ДМРВ), рециркуляции газов. Но именно считает частоту оборотов для нормальной работы системы зажигания ДПКВ. В целом признаки поломки общие для него и перечисленных детекторов, но есть характерный только для измерителя синхронизации признак: часто именно при его поломке автомобиль вообще не заводится.

Алгоритм функционирования ДПКВ в своей основе схож для всех его типов. Основывается на мониторинге изменений в создаваемой им же среде (магнитополе, индукция, оптические явления), которые провоцирует специальная ответная зубчатая часть коленвала (диск с выступами, реперный, синхронизации).

Рассмотрим этапы работы автомобильного ДЧВ в несколько обобщенном виде:

1. Коленвал имеет специальный зубчатый (реперный) диск. На месте двух зубцов (стартового, нулевого) пустое место, без них выступов 58, они расположены по окружности через каждые 6°.
2. Колесо крутится, выступы проходят через магнитное поле, оптические или другие импульсы, посылающиеся сенсором в зависимости от его типа, изменяют их.
3. Прибор отслеживает указанные модификации среды, передает их на ЭБУ машины.
4. При прохождении детектора мимо участка без двух зубцов характер импульсов фиксируется как сигнал, уведомляющий о начальном положении КВ. Таким образом сенсор различает полный оборот.
5. Компьютер электронного управления системой автомобиля на основании показателей от ДПКВ узнает о размещении коленвала и все необходимые данные, производит вычисления, направляет сигналы в исполнительные узлы, работа системы зажигания, впрыска корректируется, мотор работает стабильно.

Наиболее ярко охарактеризовать работу датчика синхронизации можно на примере индуктивной его разновидности. При вращении сигнального колеса (во время работы ДВС) его выступы задевают магнитное поле ДПКВ. Создаются периодические импульсы напряжения, характеризующие частоту движения и положение КВ, поступающие на контроллер ЭБУ, который и рассчитывает момент для сработки модуля зажигания и форсунок.

Надо сказать, что такой алгоритм характерный в своей основе для всех типов датчиков положения коленвала: зубчики изменяют чувствительную среду, создающуюся ДПКВ, что и отслеживает через него ЭБУ.

Ниже рассмотрим виды ДПКВ и их нюансы.

Разновидности автомобильных датчиков оборотов двигателя

Есть несколько типов автомобильных измерителей вращений двигателя по принципу создания и регистрации изменений в чувствительной среде.

Индукционные (индуктивные)

Индуктивные датчики синхронизации оборотов двигателя самые простые, распространенные, дешевые, но это не уменьшает их эффективность.

Основной элемент индукционных детекторов числа вращений ДВС — катушка, намагничивающая сердечник и создающая магнитные потоки.

В следующем объяснении цифровые ссылки на рисунок ниже. Индуктивный датчик синхронизации устанавливается сразу напротив зубчатой ферромагнитной части КВ (7). На ней также есть небольшой воздушный зазор (место, где отсутствуют выступы). Датчик внутри состоит из стального намагниченного сердечника (полюсный контактный стержень, 4), с обмоткой тонкой медной, изолированной эмалью, проволокой (5), наподобие как у трансформаторов. Данный элемент связан с постоянным магнитом (1).

1. Полюсный контактный штырь распространяет магнитополе, которое проходит на зубчатый вал.
2. Зубцы задевают магнитопоток, идущий через катушку, его свойства на выступах и впадинах меняются. На первых этот рассеиваемый поток становится более концентрируемым (пучок). На вторых, наоборот, осуществляется ослабление указанного явления.
3. Вышеуказанные трансформации индуцируют на витках обмотки выходное переменное напряжение с определенной синусоидой. Величина пропорциональная скорости и количеству оборотов (рис. 2). Амплитуда быстро растет с их повышением (от нескольких мВ до 100 В и больше). Достаточное значение образовывается, начиная с минимального числа вращений от 30/мин.

Оптические

Конструкция состоит из ИК-светодиода с установленным напротив него приемником. Между элементами — зубцы коленвала. Линия излучения пересекается этими выступами, что фиксирует приемник и отправляет соответствующий импульс на ЭБУ. Применяются реже.

Активные

Далее рассмотрим так называемые «активные» датчики вращений мотора, работающие по магнитостатическому методу. При них на амплитуду выходного импульса не влияет число оборотов, поэтому становятся доступными измерения интенсивности поворотов КВ при чрезвычайно низком количестве таковых (квазистатический мониторинг). Такие изделия намного более продвинутые, с расширенными возможностями.

Датчики числа вращений двигателей с дифференциальными детекторами Холла

На токопроводящей пластине, пропускающей в вертикальном направлении магнитную индукцию, поперечно к течению тока можно фиксировать пропорциональное его направлению, так называемое напряжение Холла.

Рисунок со схемой данного варианта выше. В таком дифдатчике ДПКВ поле создается постоянным магнитом (1). Два сенсора Холла (2 и 3) размещены между магнитом и кольцом, продуцирующим импульсы (4). В магнитопотоке происходят изменения в зависимости от того, что оказывается на нем — впадина или зубец. Разностью сигналов двух сенсоров снижается возмущение, уровень отклонений, улучшается соотношение сигнала и шума. Боковые участки сигнала могут анализироваться без оцифровки прямо на блоке управления.

Зубчатые колеса синхронизации могут быть не только ферромагнитными, но и многополюсными, где немагнитный носитель из металла снабжен кусочком специального пластика, который попеременно намагничивается. Северные и южные полюсы такого элемента выполняют роль делений.

Чувствительная часть AMR сенсоров синхронизации оборотов автомобиля сделана из магниторезистивного состава.

АМР — анизотропный магниторезистивный. Первый термин означает, что электросопротивление этого материала зависит от направленности воздействующего магнитополя. Такой сенсор установлен между магнитом и импульсным диском (аналог зубчатого, как при индуктивных сенсорах).

При вращении импульсного активного диска линии поля изменяют свои параметры, что формирует синусоидальное напряжение, усиливаемое схемой обработки данных, преобразовываемое ею в импульс прямоугольной геометрии.

В данном случае применяется инновационная технология Giant Magneto-Resistance. Такой сенсор намного чувствительнее, чем AMR — тут возможны значительные воздушные промежутки.

GMR-датчики оборотов двигателя применяются для сложных условий, высокая сенситивность создает меньше шумов, погрешностей сигнала.

Продвинутые ГМР детекторы оснащают двухпроводными портами, они же иногда встречаются в сенсорах вращения Холла.

Признаки неисправности датчика синхронизации

При поломках иных датчиков, например, холостого хода, машина может более или менее функционировать, иногда почти нормально. Это же характерно при неисправности ДПКВ, но тут также добавляется последствие в виде невозможности запустить мотор, и такой риск значительный.

Деталь обычно не ремонтируют: это либо невозможно сделать, либо усилия будут стоить дороже, чем новое изделие. Поломка устройства сразу же подразумевает покупку нового такого сенсора синхронизации. Исключения составляют случаи, когда ДЧВ неправильно работает из-за отошедших контактов, загрязнения — эти неполадки можно легко устранить.

Симптомы неполадки детектора оборотов коленвала:

• заметное даже без приборов уменьшение тяговых способностей. Данный симптом сигнализирует о потребности ТО, но не всегда он характерный для поломок ДЧВ;
• самопроизвольное повышение/понижение оборотов (в том числе и остановки двигателя после них), «плавание» на холостом режиме;
• детонация при повышенных (динамических) нагрузках;
• не запуск ДВС.

Симптоматика поломки не зависит от типа детектора положения коленвала. О сломанном ДПКВ также свидетельствует отсутствие искрообразования и горящий значок «Check Engine» на приборной панели.

Если после проверки системы зажигания и топлива не обнаружено в ней никаких поломок или нет сомнений в ее работоспособности, но автомобиль не заводится, то, скорее всего, сломан измеритель оборотов коленвала.

Диагностика

Признаки поломки датчика числа оборотов свойственные и неполадкам многих других узлов, что обуславливает необходимость комплексной диагностики ДВС.

Самый простой способ, показывающий результат со стопроцентной точностью, — использовать диагностический сканер, подключаемый к разъему ODBII который есть в каждом современном автомобиле с ЭБУ. Прибор считает ошибки, покажет код поломки, который расшифровывается в спецификации конкретной марки.

Первым делом осматривают сам датчик количества оборотов ДВС автомобиля. Если замечены следы грязи, стружки на торце, отошедшие контакты и крепление, производят чистку, устанавливают прибор должным образом. Затем — подключить сканер, считать им коды. Цифровая комбинация неисправности именно ДПКВ часто PO335 или 0336 в зависимости от наличия сигнала от узла. Могут быть иные варианты для конкретной модели авто, например, в буфере ошибок может отобразиться код 35 или 19.

При обнаружении ошибок их удаляют из памяти ЭБУ и проводят тест-драйв — так проверят, появятся ли они снова. Если есть повторное выявление сбоев, приступают к анализу непосредственного самого детектора синхронизации оборотов иными способами.

Причины поломок

Наиболее частые причины неполадок индукционных ДПКВ — механические повреждения или межвитковое замыкание проводки (при этом часто наблюдается ограничение оборотов на 3–4 тыс.).

Недостатки реперного диска

Даже микроскол, маленькая кривизна зубца маховика могут быть причинами некорректной работы зажигания, из-за чего транспортное средство не работает на высокой интенсивности оборотов.

При этом часто появляется хаотичное искрообразование, поскольку на блок контроля от вполне исправного датчика оборотов идут данные с погрешностями, спровоцированными указанными недостатками диска. ЭБУ при этом неправильно определяет количество выступов. Такое же характерно, когда рассматриваемый детектор установлен с ошибками, неоткалиброванный, загрязненный или есть какой-либо посторонний предмет между ним и колесом.

Методы проверки ДПКВ

Перед тем как мы перейдем к описанию способов анализа, порекомендуем очень простой выход из ситуации. Варианты проверки датчика оборотов не всегда покажут стопроцентный результат, отображая лишь некоторые свойства изделия. Самым практичным решением будет, если пользователь одолжит аналогичный сенсор синхронизации у знакомых, поставит его и если автомобиль будет работать без проблем, то логично — поломка именно в нем.

Рассмотрим способы анализа датчика положения коленвала от простого к сложному. Осмотр и применение сканера ODBII мы описали выше. Надо сказать, что сенсоры оборотов моторов сами по себе ломаются чрезвычайно редко из-за простоты конструкции. Чаще причины поломки для ДПКВ это механические повреждения, например, когда изделие задето инструментами при ремонте автомобиля, а также попадание сторонних предметов между реперным диском и сенсором.

При проверке мультиметром сопротивления можно не снимать ДПКВ. Но удобнее будет его демонтировать. Перед снятием отмечают и запоминают исходное положение изделия. Чтобы избежать раскалибровки, важно маркером отметить позицию, сделать фото смартфоном. Далее, снимают клемму с аккумулятора автомобиля и вынимают детектор — отстегивают кабель контроллера/питания, болтики крепления откручивают.

Анализ датчика коленвала омметром

Данный способ проверки применяется для индуктивных сенсоров синхронизации и положения коленвала, то есть для тех, которые имеют катушку, индуцирующую магнитную среду. Замеряется её сопротивление. Надо перевести мультиметр в режим замера указанной величины на отметку 200 кОм, можно аналогично воспользоваться омметром. К контактам катушки (к клеммам датчика на его пластиковой фишке, туда же подсоединяется кабель контроллера/питания) прикасаются щупами, полярность не имеет значения.

Значение сопротивления прописывается в спецификации сенсора (вся информация есть не только в бумажной инструкции, но и в интернете), обычно оно в пределах 500–700 или 800–900 Ом.

Минус данного метода в том, что сломанными могут быть и иные части детектора коленвала, проверку которых он не охватывает.

Комплексная проверка с анализом индуктивности

Комплексный метод, о котором пойдет речь, также применяется к ДПКВ, работающим на основе принципа индуктивности.

Процедура включает вышеописанный способ и ряд других действий, главные из которых — анализ индуктивности.

1. Мультиметром замеряют сопротивление, как описано выше.
2. Для замеров индуктивности витков потребуется спецприбор «измеритель индуктивности», Нормальное значение — 200–400 мГц. Анализ можно провести и мультиметром, но к нему придется купить или изготовить (в сети есть множество описаний) специальную приставку.
3. Мегаомметром измеряют сопротивление изоляционной обмотки между концами детектора. При напряжении 500 В не должно быть выше 20 мОм.
4. Размагнитить сетевым трансформатором или иным способом катушку, реперный диск. Если же и после этого будет наблюдаться поломка, то потребуется замена ДПКВ.

Замена, установка

При монтаже ДПКВ надо правильно выставить зазор между ним и зубчатой частью шкива. Стандартное правильное значение зазора между сердечником прибора и колесом синхронизации — 0.5–1.5 мм. Этот промежуток регулируется шайбами (прокладками) между посадочным местом сенсора и его корпусом.

Размещение датчика синхронизации оборотов с пояснениями:

Надо следить, чтобы сенсор располагался напротив отметки на колесе синхронизации с определенным углом и зазором — это самые ключевые моменты:

При снятии сенсора надо обратить внимание на правильность его расположения — возможно оно было нарушено, что стало причиной некорректности значений при рабочем изделии.

Итак, акцентируем еще раз: самым важным при установке является расположение сенсора по метке с соблюдением прописанного в спецификации зазора к зубчикам реперного колеса КВ.

Калибровка

Датчик может быть исправным, но отображать скорость движения КВ, число оборотов, иные данные с погрешностями, тогда потребуется его калибровка. Процесс при индуктивных типах ДПКВ простой — зазор выставляется шайбами со значением, прописанным в инструкции. Но в некоторых автомобилях он достаточно сложный. Опишем такой пример.

ДЧВ в данном случае стоит на стыке КПП, считывает зубцы с венчика маховика. Посадочный кронштейн снабжен пазами для регулировки, позволяющие делать смещение на 7–8 мм. На последующих в примере схемах измеритель числа вращений двигателя обозначен G28.

Калибровка крайне желательная в таких ситуациях:

• снимали коленвал;
• монтировали неродной, другой маховик;
• после замены блока.

При откручивании маховика от КВ калибровка неизбежная, даже несмотря на то, что кронштейн сенсора не откручивали, не говоря уже когда он снимался.

У некоторых автомобилей процесс калибровки может быть сложным со специнструментами, например, как на изображениях:

Опишем один из вариантов калибровки.

Совмещение отметок на шкиве:

Стопор (фиксатор) помещают в КВ, на место датчика G4 (тут модель с отдельными сенсорами оборотов и КВ), производится фиксация узла. При этом критически важно не подвинуть вал:

Вводят специнструмент VAG3308 в кронштейн ДПКВ и смотрят, располагается ли его торец между выступами маховика:

В нашем примере было обнаружено смещение кронштейна на около 3 мм, из-за этого промах был на пол-зуба. Для калибровки ослабили 2 болта кронштейна ДПКВ, сместили его, чтобы его торец попал между выступами.

Для калибровки необходимо ослабить два болта кронштейна датчика G28, сместить его так, чтобы «клык» попал между делениями маховика и снова завинтить крепление:

Как видим, в описанной ситуации потребуется специнструмент VAG3308 и стопор коленвала VAG3242, без них «на глаз» выставить кронштейн датчика невозможно. Но такая ситуация может быть не у всех моделей автомобилей, информацию о нюансах процедуры не составит труда найти в сети, на спецфорумах. Мы же рассмотрели процедуру для Audi 100 2.6 c датчиком оборотов ДВС G28 (v2.6/2.8).

Надо помнить то, что в паре с ДЧВ двигателя может функционировать отдельный сенсор коленвала G4 как в описанном случае (выше в 4 разделе статьи мы уже писали об этом). Не всегда он есть, но тут он отдельный, сразу за кондиционерным компрессором, то есть важно не перепутать эти приборы.

Специфика датчиков оборотов для электродвигателей

Сенсор оборотов электродвигателя намного сложнее в своих разновидностях, по спецификации и обслуживанию, хотя в основе принцип тот же — фиксация изменения генерируемого чувствительной среды, генерируемого напряжения, электросигнала, тока, и в том числе того же магнитного поля.

Принципы установки также подобные — приборы размещаются близко к реперному колесу, валу.

Измерители вращений для электроавтомобилей напоминают такие же устройства, как и для различных электроустановок, например, промышленных станков (токарных и прочих), верстаков, и даже бытовых приборов (стиральных машин, дрелей).

Функции датчиков оборотов электромоторов также выполняют тахогенераторы:

Схема работы тахометрических генераторов:

Видео по теме

Самодельный автомобильный электронный тахометр

Электронный тахометр — это цифровое устройство, изготовленное из электронных компонентов и используемое для измерения скорости электродвигателя или любого другого вращающегося объекта в оборотах/ минуту. Он расположен в приборной панели автомобиля имеет хороший обзор и точность измерения.

Простой метроном скорости

Тахометр происходит от двух греческих слов: «тахо» означает «скорость», а «метроном» — «измерять». Он работает по принципу генератора и определяет напряжение, соответствующее скорости вала. Он также известен как счётчик оборотов. Принцип работы:

• индукционный;
• электромагнитный;
• электронный;
• оптический.

Исторически сложилось так, что первый механический тахометр был разработан на основе измерения центробежной силы. В 1817 году они были использованы для измерения скорости тяговых машин, но после 1840 года применялись преимущественно для измерения скорости транспортных средств. Цифровой тахометр — оптический датчик, предназначенный для определения угловой скорости вращающегося элемента. Области применения:

1. Автомобили, самолёты, тракторы, поезда, лёгкие рельсовые транспортные средства и их ремонт.
2. Лазерные инструменты.
3. Медицинское применение. Гематахометр — устройство, установленное в артерию или вену, оценивает скорость движения крови по вращающейся турбине. Показания используются для диагностики проблем кровообращения, таких как тромбофлебит.
4. Аналоговая запись звука, измеряющая скорость аудиокассеты.
5. Оценка скорости и объёма трафика.

Типы современных тахометров

Важным параметром, который учитывают при выборе устройства, является рабочий диапазон скорости. Он устанавливает границу измерения, который способен контролировать прибор. Ещё один параметр — точность, которая задаётся в единицах, таких как ± RPM. Используемая технология датчиков: контактные, фотоэлектрические, индуктивные и с эффектом Холла.

В приборе контактного типа он входит в контакт с вращающейся частью. В фотоэлектрическом устройстве для измерения скорости используются световые лучи, видимые или инфракрасные. Частота разрыва, которого применяется для расчёта скорости. Индуктивные инструменты используют магнитные элементы для индукции магнитных полей, а частота активации — для измерения скорости. Конструктивные особенности:

• счётчики;
• таймеры;
• стробоскоп.

Конфигурации дисплея включают аналоговые визуальные индикаторы, цифровые или графические видеодисплеи. Пользовательские интерфейсы и типы управления имеют аналоговые лицевые или цифровые панели и компьютерные программируемые интерфейсы. Современные тахометры оснащаются программным обеспечением для работы на ПК. У многих есть сетевые или коммуникационные интерфейсы. Доступные электрические выходы:

• аналоговое напряжение;
• аналоговый ток;
• аналоговая модулированная частота;
• переключатель или сигнализация;
• светодиодный экран.

Тахометры классифицируются на основе технологии сбора данных. Типы применяемых устройств:

1. Аналоговые. Состоят из измерителя и интерфейса набора номера. Они не имеют возможности хранить базу данных, а также не вычисляют средние показания и их отклонения. Скорость движения преобразовывается в напряжение с использованием внешнего преобразователя частоты. Затем это измерение отображается аналоговым вольтметром.
2. Цифровые — состоят из ЖК-дисплея или светодиодного индикатора и памяти для хранения информации. Они осуществляют статистические операции и подходят для точного измерения и мониторинга любых видов времени. Цифровые тахометры чаще встречаются в наши дни, они дают числовые показания вместо использования циферблатов.
3. Контактный тип, контактируют с вращающимся валом, прикрепляется к дизелю или электродвигателю. Например, оптический кодер или магнитный датчик измеряет обороты. Они способны измерять скорость вращения в пределах от 0, 5 об / мин до 10 тыс. об / мин, имеют ЖК-дисплей, работает с диапазоном рабочих температур от 0 до + 40 C.
4. Бесконтактный тип не нуждается в физическом контакте с вращающимся элементом. В этом типе лазерный или оптический диск соединён с валом, результат считывается инфракрасным лучом или лазером. Этот тип замеряет скорость от 1 до 99,999 об/мин (токарный станок), угол обмера составляет меньше 120 градусов. Оборудованы ЖК-дисплеем, эффективны, долговечны, точны и компактны, а также видны с большого расстояния.
5. Временной, который вычисляет скорость по интервалу между входящими импульсами. Разрешение этого тахометра не ограничено, поэтому он более точен при измерениях низкой скорости.
6. Частотный, который вычисляет скорость по частоте импульсов. Этот тип работает с использованием красного светодиода, а оборот его зависит от вращающегося элемента. Он используется для высокоскоростных измерений. На рынке продаётся недорогой и высокоэффективный китайский вариант.

Микроэлектрическая машина генерированного напряжения

Генератор тахометра преобразует показатель вращения вала в электрический сигнал. Работа его использует свойства угловой скорости ротора, поток возбуждения, которого пропорциональный генерируемой ЭДС. Большинство современных тахогенераторов — это тип постоянного магнита. Эти устройства используют вращающееся соединение, один конец которого подключён к валу машины, индуцирует электродвижущую силу (напряжение), пропорциональную скорости вала. Контакты якоря соединены к цепи вольтметра, преобразуя напряжение в значение скорости.

Эти тахометры отличаются точностью, максимально допустимыми показателями и рабочей температурой. Используются в качестве датчиков в различных автомобильных и электромеханических компьютерных устройствах. Действуют в сетях переменного или постоянного тока.

Принцип работы автомобильного счётчика

Тахометр используется для проверки производительности двигателя и помогает автомеханику понять его состояние для оптимизации функционирования с допустимыми параметрами. Принцип работы автомобильного электронного тахометра прост. Система зажигания запускает импульс напряжения электромеханической части тахометра, которая реагирует на среднее напряжение импульсов пропорционально частоте вращения двигателя. Сигнал передаётся двойным экранированным кабелем к индикатору. Тахометры имеют температурную компенсацию для обработки измерений в диапазоне -20 до + 70 C окружающей среды.

Он позволяет водителю выбирать подходящие настройки дроссельной заслонки и шестерни во время движения, поскольку длительное использование на высоких скоростях вызывает недостаточную смазку, влияющую на двигатель, создаёт перегрев и приводит к ненужному износу трущихся деталей и к отказу машины.

Проверка оборотов двигателя

В процессе эксплуатации автомобиля нужно знать, как проверить тахометр в домашних условиях. Большинство машин оборудованы спидометром, манометром, датчиком температуры охлаждающей жидкости и тахометром. Они установлены по-разному в зависимости от марки и модели авто. Последовательность действий:

1. Проверить тахометр перед поездкой, внимательно осмотреть датчики. Циферблат обычно показывает одно- или двузначные числа, которые ограничены красной полосой разрешённого предела работы.
2. Запустить автомобиль. Нажать педаль тормоза правой ногой и включить ключ зажигания. Показания тахометра должны расти, прежде чем остановиться на количестве оборотов двигателя на холостом ходу.
3. Нажать педаль газа и обратить внимание на поведение тахометра.
4. Контролировать показания во время движения на каждой передаче и при переключении на следующую.
5. Избегать чрезмерного перегруза двигателя. Красная линия на шкале представляет наибольшее количество оборотов, которые двигатель способен безопасно выдерживать.
6. Если нужно дополнительно измерить RPM автомобиля, чтобы помочь диагностировать проблему, используют ручной тахометр, измеряющий число оборотов во время работы.

Электронный тахометр своими руками

С широкими возможностями рынка электроники сделать схему тахометра дома своими руками с использованием мультиметра не сложно. Более того, результаты, полученные в таких схемах, точны в оценке общего рабочего состояния измеряемой системы.

Принципиальная схема с использованием IC 555:

1. Импульс выводится из свечи зажигания скутера и подаётся до конца R6.
2. Транзистор реагирует на импульсы в соответствии с триггерами.
3. Транзистор активирует моностабильность с каждым входящим импульсом.
4. Моностабильный остаётся включённым в течение определённого момента, а при срабатывании генерирует среднее время включения на выходе прямо пропорционально средней скорости запуска.
5. Конденсатор и резистор на выходе IC объединяют результат так, что он напрямую считывается вольтметром с напряжением 10 В.
6. R3 отрегулирован таким образом, чтобы выход генерировал точную интерпретацию скорости подачи RPM.

Вышеуказанная настройка выполнена с помощью обычного тахометра. Детали для изготовления широкодоступны и их можно приобрести в любом магазине радиотоваров. Список деталей для самодельного варианта:

1. R1 = 4K7.
2. R2 = 47E.
3. R3 = 100 КБ, может быть переменный.
4. R4 = 3K3.
5. R5 = 10K.
6. R6 = 470 К.
7. R7 = 1K.
8. R8 = 10K.
9. R9 = 100K.
10. C1 = 47n.
11. C2 = 100n.
12. C3 = 100n.
13. C4 = 33uF / 25V.
14. T1 = BC547.
15. IC1 = 555.
16. M1 = измеритель FSD 10 В.
17. D2 = 1N4148.
18. C5 с любым значением между 3, 3uF и 4, 7uF.

Перед тем как сделать тахометр своими руками, нужно выполнить монтажную документацию. Простая схема, разработанная с использованием легкодоступных элементов с прорезиненным оптоизоляционным модулем MOC7811 и двумя семи сегментными дисплеями, измеряет скорость диска в RPS. Эта схема рассчитывает RPS от 00 до 99, если нужны большие значения, добавляют ещё один счётчик декады.

Принципиальная электрическая схема содержит IC555, MOC 7811, IC CD4081, IC CD4069 и IC 4033 и семисегментный дисплейный блок LTS 543. На первом таймере IC 555, сконфигурированном как моностабильный мультивибратор, он генерирует импульс синхронизации при нажатии переключателя S2, зелёный светодиод 1 указывает время обнаружения.

MOC 7811 IC2 содержит ИК-передатчик и фотодиод для создания изменяющихся логических уровней, зависит от блокирующего или прерывающего ИК-луча. Логический вентиль N1 включает счётчик детектора Johnson (CD 4033), он управляет семисегментным дисплеем LTS 543. Есть два десятичных счётчика и два семисегментных дисплея для отображения RPS от 00 до 99.

По этой схеме можно сделать тахометр для бензопилы своими руками с вращающим прерывателем. Одно прерывание инфракрасного луча будет приниматься за один счёт, а общий отсчёт вращения — RPS, умножают 60 на RPS, чтобы узнать Revolution Per Minute (RPM).

Онлайн-приложение для iPhone

Возможности современных смартфонов позволяют отображать на дисплее тахометр любого двигателя авто или мотоцикла в реальном времени на основе издаваемого звука. Диапазон RPM составляет 400 — 90 000 об/мин. Найти приложение можно в App Store. После установки его в верхней части дисплея появится циферблат тахометра в больших цифрах, с обновлением значения каждые ¾ секунды. RPM рассчитывается по пикам в графике автокорреляции.

В программе приведены элементы управления подсказки, определяющие диапазон RPM. Имеется коррекция фонового шума для истинного определения звука двигателя. Подсказка определяется значением центра и допуска в процентах. Прокручивая левую или правую область в синих полосах ниже подсказки, регулируют значение центрального RPM и допуск. Вместо фиксированного диапазона используется режим отслеживания, работающий во всём диапазоне измерений.

В этом режиме элементы управления подсказки заменяются, что позволяет начать истинное отслеживание. Ниже контрольных данных — график функции автокорреляции, для проверки надёжности отображаемого RPM. Имеется руководство по настройке диапазона RPM. Вертикальные жёлтые линии на графике соответствуют периодам звука, производимого двигателем. Если они хорошо совпадают с пиками на графике — значение RPM точное. Преобразование звука в тональное видео в RPM зависит от конфигурации двигателя.

Можно выбрать из нескольких встроенных конфигураций, включая 4-тактные и 2-тактные двигатели и указать общий коэффициент, который может компенсировать любое передаточное отношение между двигателем и валом. Помимо этого представления, есть две страницы настройки конфигурации. На каждой есть своя контекстная справка, которая даёт больше информации о том, как использовать приложение. Существует также подробное руководство по эксплуатации.

Ранние модели тахометров зависели от механических приводов, таких как маховик, распределительный вал, шкив вентилятора и т. д. Они вращают магнит, тем самым вызывая вихревые токи на алюминиевом диске (спидометр) в оборотах/минуту. Тахометр современного типа является электронным, управляемым импульсом, способным измерять как самую малую, так и меганагрузку.

Originally posted 2018-07-04 08:30:58.

Источник Источник http://www.autoars.ru/articles/?id=113
Источник Источник Источник Источник Источник http://osensorax.ru/dvizhenie/datchik-oborotov-dvigatelya
Источник Источник Источник http://pochini.guru/sovety-mastera/avtomobilnyiy-elektronnyiy-tahometr