Назначение и принцип действия тахометра. Как работает автомобильный тахометр. Цифровые и аналоговые тахометры

Тахометр является устройством, которое активно используется на бензиновых и дизельных автомобилях. Данный прибор служит для измерения скорости вращения (оборотов) коленчатого вала или генератора. Большинство современных транспортных средств оснащаются штатным тахометром прямо с завода.

Потребность самостоятельно установить тахометр на дизельном двигателе может возникнуть по разным причинам. Следует отметить, что схема подключения тахометра на дизеле несколько отличается от аналогичного решения для бензиновых ДВС. В процессе выбора тахометра для дизеля необходимо учитывать данную особенность, так как тахометр для бензиновых двигателей на дизельный мотор не подойдет.

Читайте в этой статье

Откуда берет сигнал тахометр на дизельный двигатель

Сегодня для дизельных двигателей в продаже представлены электронные, цифровые и аналоговые тахометры, схема подключения которых предполагает ряд особенностей. Дело в том, что местом подключения тахометра для дизеля в подавляющем большинстве случаев выступает генератор.

Для реализации подключения к генератору необходимо иметь сам тахометр, провод с изоляцией и сопроводительную инструкцию по установке и эксплуатации автомобильного тахометра.

Подключение устройства

В основе принципа работы электронного тахометра лежит считывание электрических импульсов. В бензиновых агрегатах считываются импульсы, которые в определенном количестве подаются на катушку зажигания. Что касается дизельного мотора, то считывание осуществляется со специальной клеммы, которая находится в корпусе генератора.

Читайте также

Почему дизельный двигатель не нужно крутить так, как бензиновый мотор. Особенности и отличия дизельных ДВС в сравнении с бензиновыми. Оптимальные обороты.

Любой водитель знает, где расположен и для чего нужен спидометр на панели приборов. Расположен он прямо перед его глазами для того, чтобы контролировать скорость движения автомобиля. Наверняка многие обращали внимание на еще один контрольный прибор, находящийся, как правило, по соседству со спидометром и внешне очень на него похожий – это и есть тахометр. Гораздо меньшее число автолюбителей смогут правильно назвать его. И уж совсем опытные досконально знакомы с таким прибором, как тахометр. Что это такое и каков его принцип работы – об этом далее в статье.

Любопытно, но само слово «тахометр» образовано от двух греческих слов: «тахос» – «скорость» и «метрон» – «мера». Таким образом, тахометр, как и спидометр, служит для измерения скорости. Чем может быть вызвано такое совпадение?

Тахометр – это контрольный прибор, при помощи которого измеряется скорость (вернее, частота) вращения различных элементов. Обычно в подобной роли выступают роторы, валы или диски. Значение величины, характеризующей частоту вращения, обычно выражается в количестве оборотов, совершаемых элементом за единицу времени.

Тахометр в автомобиле

Тахометр автомобильный показывает частоту вращения коленчатого вала двигателя, которая выражается в количестве оборотов в минуту (об/мин или мин-1). Используя эти данные, можно судить о нагрузке на двигатель. Шкала прибора, как правило, содержит так называемую красную зону, которая показывает интервалы значений числа оборотов коленчатого вала двигателя, являющиеся предельными.

Длительная работа в таком режиме может привести к значительному износу или разрушению деталей двигателя, поэтому допускать его эксплуатацию на таких скоростях вращения нельзя.

Соответственно, это и есть еще одна важная функция тахометра – он оповещает водителя о том, что необходимо переключиться на более высокую передачу для снижения нагрузки на двигатель. При торможении двигателем, напротив, по показаниям его стрелки можно выбирать момент перехода на пониженную ступень. Зная характеристики мощности конкретного двигателя (пик значения мощности приходится на определенную частоту вращения коленчатого вала), можно эффективно развивать максимальное тяговое усилие. Наконец, при регулировании холостого хода двигателя без показаний тахометра также не обойтись.

Принцип действия и виды

Тахометр принимает сигнал от импульсных и преобразует их в соответствующее числовое значение. При использовании различных методов подсчета контрольной величины (прямого, обратного, смешанного) погрешность показаний достигает 100–500 об/мин.

Если коснуться принципиальной схемы устройств, то помимо механического тахометра, который уже может считаться раритетом, так как встречается только на ретроавтомобилях, существуют еще два вида таких приборов:

• цифровые;
• аналоговые.

Можно также классифицировать устройства в зависимости от способа установки:

• штатные – как правило, установлены еще на конвейере в специально предусмотренное место на панели приборов автомобиля;
• выносные – монтируются вне приборной панели в дополнение к уже существующим контрольным приборам, очень часто используются на спортивных автомобилях.

Цифровой тахометр

Он представляет собой электронный индикатор (экран, табло), показывающий число оборотов двигателя в данный момент времени. Считается, что такое представление наиболее удобно при работе с электронными блоками управления или при настройке (доводке) мотора. В состав устройства входят также процессор, преобразователь аналоговых сигналов в цифровые, датчик клапана холостого хода и еще один преобразователь, который нужен для трансформации электрических сигналов в световые (оптрон).

Аналоговый тахометр

Внешний вид такого прибора уже описывался выше. Визуально он похож на большинство контрольно-измерительных приборов: имеется циферблат, по которому перемещается стрелка, указывающая число оборотов. Величина частоты вращения коленчатого вала двигателя соответствует углу поворота стрелки относительно нулевого значения. Одним из основных элементов такой системы является магнитная катушка, накапливающая энергию, необходимую для поворота стрелки. Электрический сигнал от датчиков через микросхемы подводится к катушке, приводящей в действие стрелку, которая своим отклонением указывает на значение контрольного параметра. Иногда используется совмещенная конструкция, когда в дополнение к аналоговому устройству устанавливают еще и цифровое. Однако, считается, что при постоянной эксплуатации сигнал от аналогового тахометра мозгом человека воспринимается лучше, чем от цифрового.

Поскольку показаниям автомобильного тахометра подавляющее большинство автовладельцев не придает особого значения, попробуем разобраться - что же это за прибор, каковы его функции и возможности.

И, вообще, так ли он нужен в автомобиле?

Автомобильный тахометр — что это такое

Тахометр - это прибор, считывающий и отображающий показания частоты вращения коленчатого вала двигателя автомобиля.

Для тех, кто совершенно не силен в механике, эта формулировка не скажет абсолютно ничего. Поэтому начнем с относительных азов.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) заключен в передаче усилия, возникающего при сгорании топлива (расширении газов) на коленчатый вал. При включении передачи или переводе в положение «Drive», вращение коленвала передается на шестерни коробки передач, приводные или карданный валы, которые, в свою очередь, вращают мосты и колеса автомобиля.

Это очень простая и примитивная схема, но, тем не менее, она дает понять сам принцип работы ДВС и трансмиссии.

Чем сильнее нажимается педаль дросселя (газа), тем большее количество топливно-воздушной смеси поступает в камеры сгорания двигателя, повышая частоту его вращения. А чем больше частота вращения двигателя, тем большую скорость может развить автомобиль на выбранной передаче.

Зачем он нужен в автомобиле

В ответ на поставленный вопрос хочется сразу же сказать - грамотное использование тахометра позволяет использовать возможности двигателя на все 100%, но абсолютно без ущерба для последнего.

Видео — пример самостоятельной установки и подключения тахометра:

Если посмотреть на технические характеристики любого автомобиля, можно увидеть, что в описании его параметров существуют такие строки как максимальная мощность и наибольший крутящий момент. Причем оба этих показателя базируются на значениях, зависящих от оборотов двигателя.

Например: «125 л.с. при 3500 об/мин» или «470 Нм при 4000 об/мин». Это означает, что двигатель развивает максимальную заявленную для него мощность именно при такой частоте вращения коленчатого вала (или, соответственно, наибольшее тяговое усилие). А до и после указанных значений мощность или усилие будут меньшими.

Таким образом, поддерживая обороты коленчатого вала двигателя в пределах, указанных в спецификации, вовремя переключая передачи, можно получить, например, наилучший разгон - весь «табун лошадей» будет задействован.

Однако, увлекаясь максимальными ускорениями, не стоит забывать и об экономичности, а также ресурсе двигателя.

Максимальная мощность подразумевает несколько , хотя и ниже, нежели «перекручивая» двигатель. Поэтому, используя при движении обороты несколько ниже максимальных по мощности, можно получить достаточно серьезную экономию, особенно при поездках на дальние расстояния.

Плюсом такой эксплуатации является и увеличение ресурса ДВС, ибо максимальная мощность подразумевает и максимальный износ.

Важно! Частое и чрезмерное снижение оборотов двигателя не только не приводит к экономии топлива, а наоборот - к увеличению расхода. А также значительному уменьшению ресурса самого ДВС.

Итак, что же мы выяснили? Наличие тахометра в автомобиле позволяет как минимум:

• получить максимальную мощность;
• получить наилучшее тяговое усилие;
• экономить топливо;
• увеличить ресурс двигателя.

Какие бывают тахометры

В основном встречаются аналоговые (в виде циферблата со стрелкой) и электронные (дисплей) тахометры. Более экзотичные - выполненные в виде бегущей шкалы на газоразрядных лампах (часто встречаются на автомобилях американского производства), а также механические - наследие самых первых автомобилей.

Механические

Самые первые тахометры, устанавливаемые на автомобили в начале и середине ХХ века представляли собой устройства, связанные напрямую с коленвалом двигателя.

Принцип работы был достаточно прост: на коленчатом валу имелась шестерня, входившая в зацепление с тросовым приводом, который и передавал крутящий момент на катушку, представлявшую собой электромагнит самого устройства. Чем больше оборотов - тем больше возникающая магнитная индукция - тем больше отклоняется стрелка прибора. Все очень просто. Впрочем, и погрешность измерения была достаточно высокой и могла достигать значения до 500 об/мин.

Аналоговые

Дальнейшее развитие, привело к появлению аналоговых тахометров, использующих схожий принцип работы. Отличие заключается в том, что вместо постоянного привода от коленвала, для считывания количества оборотов используется частота подачи энергии на катушку зажигания.

Как это выглядит в работе. Для возникновения искры , на катушку, преобразующую низкое (12В) напряжение в высокое (от 12000 до 24000В) подается кратковременный импульс низкого напряжения. Этот же импульс подается одновременно и в электрическую схему аналогового тахометра и обмотку электромагнита. Чем больше импульсов поступает на обмотку - тем большая сила индукции возникает - на тем больший угол отклоняется стрелка.

Необходимо заметить, что погрешность аналоговых тахометров может находиться в пределах от 100 до 500 об/мин.

Цифровые

Поскольку цифровые электронные тахометры все больше заменяют своих аналоговых собратьев, не говоря уже о механических, на них остановимся более подробно.

Основной принцип работы цифрового тахометра заключается в измерении и подсчете количества импульсов, поступающих на первичную обмотку катушки зажигания, либо измерении интервала времени, соответствующего этим интервалам и переводе полученной информации в цифровые значения, отображаемые на табло.

Видео — цифровой тахометр с множеством настроек и Shift Light:

Помимо того, что цифровой тахометр оперирует всеми вышеперечисленными значениями, для повышения точности измерения прибор также обрабатывает значения, поступающие с датчика холостого хода и, иногда, датчика коленвала. Все данные при этом суммируются, а полученное среднее значение является практически истинным показателем.

Поскольку примерно половина от общего количества автомобилей (особенно малолитражные или небольшого класса) не комплектуются штатным тахометром, производители электроники предлагают установочные комплекты для самостоятельного монтажа электронного тахометра.

Простой набор представляет, собственно, сам дисплей, чаще жидкокристаллический со встроенной платой обработки поступающей информации и комплект проводов для подключения к штатным выводам катушки (первого цилиндра при распределенной системе зажигания), а также питания.

Более сложные могут содержать дополнительные датчики холостого хода, а также выносной оптрон. Впрочем, такие комплекты устанавливают с определенной целью - получения полного контроля над оборотами двигателя. Для повседневного использования достаточно и простого комплекта.

Для ясности, ниже приведена типичная схема подключения электронного тахометра, получающего информации только с катушки зажигания.

Как и описывалось выше, сигнал тахометр получает с контакта К катушки зажигания на которую поступают импульсы низкого напряжения, питание - от клеммы Б катушки зажигания (постоянный +12В при включении зажигания), минус - масса автомобиля.

Еще один вариант схемы подключения тахометра - с использованием информации контроллера («мозгов») автомобиля приведен ниже.

В этом случае, для отображения количества оборотов двигателя используется информация, поступающая от датчика положения коленчатого вала и обработанная контроллером.

Тахометр на дизель - не все так просто, но…

Поскольку принцип работы дизельного двигателя совершенно отличается от принципа работы бензинового, в частности, отсутствием катушек и свечей зажигания, то и принцип подключения тахометра здесь совершенно иной. Хотя, в любом случае, нужно откуда-то взять количество оборотов.

В большинстве случаев для подсчета количества оборотов коленчатого вала в дизеле за основу берут количество оборотов генератора.

Для подключения (в основном электронного) тахометра к дизельному двигателю, необходимо найти клемму, обозначенную «W» на генераторе автомобиля.

Суть в том, что эта клемма позволяет получить импульсные значения переменного тока генератора. А чем выше частота импульсов - тем выше обороты коленвала.

Единственным неудобством является калибровка тахометра. Ведь для того, чтобы тахометр стал показывать необходимые (и точные!) значения, следует сначала выставить первоначальные значения. Как правило, для этого используется диагностический стенд, позволяющий при подключении к бортовому компьютеру сначала снять показания с блока управления, а затем уже откалибровать и сам тахометр.

Вторым по популярности способом является подключение тахометра к выводу блока управления EGR, имеющий выход на подключение тахометра. В этом случае информация для тахометра снимается исходя из показаний работы клапана рециркуляции выхлопных газов.

Диагностика

Помимо того, что установленный в автомобиле тахометр позволяет контролировать рабочие и максимальные обороты коленвала двигателя, его функции этим не ограничиваются.

Хаотичное изменение показаний, не соответствующее истинному положению, позволяет на ранних стадиях диагностировать возникновение неисправностей в авто.

Рассмотрим наиболее типичные случаи.

Стрелка тахометра прыгает на холостых оборотах

Основных причин в этом случае две - некачественная топливная смесь и перебои в искрообразовании.

Важно! Перед вмешательством в топливную систему всегда в первую очередь необходимо убедиться в полной исправности электрической части.

Для автомобилей, оснащенных контактными системами зажигания, в первую очередь необходимо проверить состояние конденсатора. Именно его неисправности влияют на то, что на первичную обмотку катушки зажигания не подается необходимое напряжение.

Для абсолютно всех автомобилей основной проблемой, вызывающей колебания стрелки тахометра является выход из строя или «скорый конец» проводов высокого напряжения, подводящих энергию для создания искры. Это могут быть как механические повреждения, например, вследствие перетирания, или просто усталость материалов, повреждение изоляции и т. д.

При замене важно правильно подобрать соответствующие высоковольтные провода. Для большинства двигателей, рекомендуемое сопротивление провода должно находиться в пределах 2,5 - 25 кОм и пробивным напряжением не менее 30 кВ. Вся информация обычно содержится в мануале к конкретному типу автомобиля или двигателя.

Многие автолюбители, да и вообще те, кто неоднократно сталкивался с автомобилями и их оборудованием задаются вопросом о том, что такое тахометр. Чудный прибор, который способен ввести в заблуждение многих. Тахометры могут быть разными, но мы поговорим об автомобильном варианте.

Автомобильный тахометр - это прибор, который измеряет частоту вращения коленчатого вала автомобиля. Проще говоря — тахометр показывает частоту вращения мотора и он обязателен для начинающих водителей. Следуя показаниям этого прибора вы никогда не превысите максимально допустимую нагрузку.

Без тахометра новички не смогут вовремя переключить передачу, из-за чего моторесурс двигателя значительно снизится. Основным сигналом к переключению на передачу выше является достижение стрелкой прибора красной отметки . Также тахометр часто применяется и опытными водителями для регулировки двигателя.

Виды тахометров

Среди множества разнообразных видов тахометров особой популярностью пользуются всего два:

• Цифровой.
• Аналоговый.

Но эти два вида измерительных приборов имеют целый ряд кардинальных отличий. Также они отличаются и по строению, характеристикам, ну и конечно же по способу применения. Поэтому далее стоит рассматривать вопрос о том, что такое тахометр, исходя из его вида.

Цифровой тахометр

Основными составляющими цифрового тахометра является целый ряд разных деталей. Это:

1. процессор;
2. восьми разрядный АЦП;
3. датчик определения температуры жидкости;
4. жидкокристаллический экран;
5. оптрон;
6. разнообразные микросхемы (которые возлагают на себя функции сброса настроек).

Обычно, электронные тахометры выполнены в форме экрана, основными показателями которого являются число оборотов двигателя в минуту. По сравнению с аналоговым тахометром в его конструкции есть некоторые недостатки, хотя преобладают все-таки преимущества. В первую очередь, применение такого прибора гораздо удобнее.

Аналоговый тахометр

Аналоговый тахометр является самым часто применяемым измерительным прибором, который установлен в большей части автомобилей отечественного производителя, да и на иномарках тоже. Конструктивно прибор выглядит достаточно примитивно — обычное табло и стрелка. Зато, руководствуясь его показаниями можно понять как снизить расход топлива.

Строение аналоговых тахометров куда проще, чем цифровых приборов. Основными их составляющими являются:

1. магнитная катушка;
2. датчик, считывающий информацию из колен вала;
3. стрелка;
4. градуированная шкала.

Подобно устройству, работают аналоговые тахометры также просто. Сигнал с датчика, считывающего количество оборотов коленчатого вала проходит через провода и попадает на плату, которая задает отклонение для стрелки, стрелка в свою очередь показывает вам реальные данные через градуированную шкалу.

Правда, точность измерения у цифрового тахометра немного выше. Хотя, это ощутимо только при регулировке двигателя, так как на ходу обороты считаются тысячами и погрешность не имеет особого значения. Воспринимать показания такого тахометра во время движения намного проще, чем считывать цифры с монитора цифрового тахометра.

Основная задача тахометра заключается в помощи водителю выбрать правильную передачу. Своевременное переключение передачи на пониженную или повышенную позволяет продлить срок эксплуатации двигателя и других узлов. О лучшем диапазоне оборотов для работы двигателя можно рассуждать очень долго. Но все зависит от типа вашего транспортного средства и условий передвижения, поэтому говорить об универсальных советах не получится, можно лишь привести некоторые основные моменты.

Расход топлива будет меньше при передвижении на низких оборотах двигателя . Это утверждение справедливо лишь отчасти, подробнее об этом можно почитать в статье о том, как снизить расход топлива.

Низкие обороты предусматривают снижение тягового усилия двигателя . Независимо от ваших навыков и умений при преодолении крутого подъема или совершая опережение либо обгон вам придется нажать на газ, а иногда и вовсе придавить педаль в пол. В таком случае обогатится топливная смесь и сэкономить бензин не получится.

Ресурс двигателя является немаловажным аспектом. Если рассудить логически, то чем меньше обороты, тем меньше вращение деталей и их трение, соответственно и износ . Но тут не обошлось без подводных камней. Основным камнем является масленый насос, а если быть точнее, то его работа, которая зависит от оборотов мотора. На низких оборотах масло не будет доставать к вкладышам и их износ будет неизбежен . Во вкладышах будет увеличиваться зазор и они начнут изнашиваться еще быстрее.

Также одним из негативных аспектов движения на малых оборотах являются ударные нагрузки в трансмиссии и двигателе . Хороших последствий от ударов не получается, а механизмы быстрее выходят из строя. Но постоянно передвигаться на высоких оборотах тоже не стоит.

Система смазки и охлаждения работает без запаса прочности. Когда детали из системы охлаждения выходят из строя, то датчик температуры охлаждающей жидкости начинает показывать неладное — стрелка переходит в красную зону. Ничего кроме проблем из этого вы не получите. Те, кто любит быстро ездить обязательно должны наблюдать за стрелкой тахометра и датчика температуры. Можете подробнее прочесть о том, к чему приводит . Исправный двигатель, в который залили хорошее масло переносит большие нагрузки без особых последствий. Кроме как снижения ресурса ничего хуже не будет.

Лучше всего соблюдать традиционное правило — придерживаться среднего диапазона оборотов . Конкретные цифры указать сложно, так как все зависит от ситуации на дороге. Треть максимальной мощности считается оптимальным диапазоном оборотов для обеспечения максимально долгого срока эксплуатации двигателя.

С вопросом о том, что такое тахометр мы разобрались, теперь давайте разберемся с тем как он работает. Принцип работы тахометра одинаков для всех типов этого прибора. Аналоговый и цифровой тахометр работают по одинаковому принципу. Основным элементом является датчик, считывающий частоту вращения коленчатого вала. В соответствии с частотой вращения датчиком генерируются импульсы, идущие к приборной панели.

Остальные аспекты работы тахометра зависят от конкретной ситуации и решений инженеров, которые участвовали в его разработке. Чаще всего устройство самого датчика кроет в себе наибольшие расхождения в разных моделях. Тахометры на магнитном датчике пользуются наибольшей популярностью. Они считывают количество прохождения магнита мимо фиксированной точки на коленчатом вале. Реже используются световые датчики, так называемые оптопромы. Они генерируют лучи света и считывают их отражение.

Шкала, установленная на приборной панели отображает показатели датчика. Она превращает полученный сигнал в метрические данные. Чаще всего стрелка тахометра или его цифровое табло указывает на количество оборотов за минуту. Для перевода показателей датчика используются разнообразные приборы.

В автомобиле есть тахометр, но многие автолюбители не знают, зачем он необходим. Из данной статьи узнаете что это такое, для чего нужен и принцип его работы.

Что это такое?

Основная функция – облегчение выбора правильной передачи . Когда стрелка приближается к красной зоне, советуется переключаться на повышенную передачу. Для примера, зеленой зоной для легкового автомобиля с бензиновым двигателем являются обороты в пределах от 2000 до 5000 об/мин. В этом диапазоне желательно переключение на высшую передачу в машинах с механической коробкой передач. Показания тахометра свыше 5000 об/мин относят к красной зоне, доводить стрелку до таких оборотов не стоит, если у вас не гоночный автомобиль. Переключение в данном диапазоне увеличивает расход топлива.

Дизельные двигатели менее оборотистые, для них зеленой зоной для правильного переключения передач является диапазон с 1500 до 4000 об/мин. Для тяжелых грузовиков эта зона еще меньше - от 1500 до 2500 об/мин. Желательно переключаться в этих пределах и не крутить стрелку тахометра до красной зоны, чтобы добиться оптимального расхода топлива и продлить ресурс двигателя.

Как работает?

Цифровой прибор напоминает электронного табло, на котором показывается необходимая информация. Он полезен при операциях с электронными блоками зажигания или для настройки мотора. Аналоговый - показывает число оборотов двигателя посредством перемещающейся по циферблату стрелки. Именно ими оборудованы большинство серийных авто. Его работа осуществляется по электронному принципу. Сигнал от вала передается по проводам на микросхему, которая в свою очередь задает движение стрелки по градуированной шкале.

Тахометры различают по методу установки - бывает штатный и выносной . Выносной применяется в автоспорте. Нужен для точной коррекции оборотов, когда скорости переключаются при определенных показаниях. Для этого они оборудованы сигнализатором, который укажет на достижение определенных оборотов. Пилоту даже не надо постоянно считывать информацию с прибора, увидел красный мигающий огонёк - переключай передачу.

Удобнее пользоваться аналоговым тахометром. Глаз человека быстрее воспринимают привычную информацию в виде угла поворота стрелки, чем ее цифровое значение, а высокая точность во время движения не нужна.

Главная » Советы » Назначение и принцип действия тахометра. Как работает автомобильный тахометр. Цифровые и аналоговые тахометры