Тахометр. Виды и устройство. Применение и найти неисправность
Тахометр – это измерительное устройство используемое для определения частоты вращения подвижных деталей в механизмах и агрегатах. Обычно результаты его замеров вычисляются количеством оборотов в минуту. Устройство используется в автомобилях, мотоциклах, тракторах, комбайнах, морских и речных судах, самолетах, вертолетах и прочей технике с двигателем внутреннего сгорания. Его наличие позволяет контролировать пределы нагрузки в работе мотора, для увеличения его срока службы.
Зачем нужен тахометр в автомобиле
Устройство можно встретить на приборной панели практически каждого автомобиля за редким исключением. Оно используется водителем для контроля за работой двигателя. Дело в том, что эксплуатация мотора на повышенных оборотах несет опасность его повреждения. Следя за тахометром можно регулировать нажатие педали газа таким образом, чтобы коленвал оборачивался в безопасном режиме.
Наличие тахометра в автомобиле обеспечивает:
Тахометры автомобилей имеют цифровую шкалу, последние числа и деления на которой отмечены красным цветом. Так на приборе выделяются критические обороты для данного двигателя. При достижении такого рабочего уровня коленчатый вал вращается на придельной для мотора скорости. Это сопровождается ускорением нагрева и увеличением вибрации, что способно вывести из строя поршневую группу, клапана, ГРМ и т.д. Глядя на тахометр, водитель может предотвратить такую нагрузку и вовремя перейти на более высокую передачу, сбросив при этом педаль газа.
После определенного предела оборотов, разного для каждого двигателя, тот начинает более интенсивно сжигать горючее. Контролируя вращение коленвала по тахометру, можно не допускать режим работы, при котором автомобиль начнет потреблять больше топлива.
С помощью тахометра подбираются оптимальные обороты двигателя для начала движения или подъема под гору. От этих данных зависит и удачный момент для переключения между передачами.
Показания тахометра особенно важны при вождении автомобиля с прицепом. В технической документации к машине можно увидеть информацию такого рода «120 лошадиных сил при 3500 об/мин». При достижении именно такого вращения коленвала можно добиться от двигателя самого высокого тягового усилия. То есть, двигаясь под гору в режиме 3500 об/мин, а не больше, можно безопасно для двигателя вытянуть нагрузку.
В автомобилях без тахометра контролировать нагрузку на двигатель приходится на слух, что при достаточной звукоизоляции салона сложно. Водителю нужно определять усиление по реву двигателя и только в этот момент переходить на более высокую передачу.
Устройство и виды тахометров
Главной частью прибора является датчик, установленный непосредственно возле коленчатого вала. Он считывает частоту вращения коленвала и с помощью электрических импульсов или механических связующих передает информацию на панель.
Существует 3 типа тахометров:
От датчика зависит точность измерения оборотов. Он фиксирует угловое положение коленвала в определенный момент времени. Обычно его устанавливают возле маховика.
Механический тахометр
Это самое простое устройство, которое уже не используется. Его еще можно встретить на старых авто и мотоциклах. В основе конструкции предусматривается использование тросика, который подключается к распредвалу или коленвалу. Его задача заключается в передаче крутящего момента на приемный механизм устройства, связанный со стрелкой. Отклонение последней на определенный угол и позволяет определять фактические обороты в текущий момент.
Такие устройства применялись на старых низкооборотистых двигателях, поэтому цена их деления обычно составляла всего 250 оборотов в минуту. Главный недостаток подобных приборов в их низкой точности, что связано со спецификой передачи — применением тросика. Поскольку тот состоит из витой проволоки, то может скручиваться. Это приводит к неправильному вычислению передаточного момента шестеренок. Уровень погрешности механических тахометров может достигать 500 оборотов в минуту. Также существенным недостатком является изнашивание тросика. Чем дольше он используется, тем выше становится погрешность. При его перетирании процесс замены сопровождается целым рядом трудностей.
Аналоговый
Такое устройство является более современным, но тоже уже практически не устанавливается на современные автомобили. Его можно встретить на почти всех старых машинах возрастом от 20 лет. Аналоговый тахометр внешне очень похож на механический. Он также имеет циферблат со стрелкой, которая указывает на количество оборотов. При этом отличается сам механизм связи между стрелкой и датчиком на коленвале.
Прибор состоит из четырех главных деталей:
Установленный на коленчатом вале датчик считывает количество его оборотов. В результате формируется электрический сигнал, передаваемый по проводам на катушку. Та под воздействием магнитного поля отклоняет стрелку, указывающую на шкалу. Фактически повторяется устройство практически каждого аналогового измерительного прибора, используемого в автомобилях и авиации.
Аналоговые устройства намного надежнее механических, хотя они также имеют погрешность до 500 оборотов в минуту. Однако в их конструкции отсутствует слабый тросик. Кроме этого установка аналогового тахометра происходит намного проще, поскольку в отличие от троса, провода возможно прокладывать под любыми углами. Это позволяет выводить тахометры в любое место на панели приборов, даже если двигатель располагается в задней части авто.
Цифровой
Это современный тахометр, работающий с погрешностью до 100 оборотов в минуту. Датчик устройства подсчитывает количество оборотов и передает их на основную часть устройства в виде многочисленных сигналов. На приборной панели автомобиля количество сигналов отображается как обороты.
Основными составными частями цифрового тахометра являются:
Результаты измерения оборотов двигателя в цифровом тахометре отображаются на дисплее. Это могут быть просто цифры или стилизованный циферблат со стрелкой. При выключенном зажигании тахометр выглядит как темный экран.
Определение неисправности тахометра
Единственным признаком того, что устройство перестало работать, являются скачки показаний оборотов двигателя на холостом ходу. Также симптомом неисправности является положение стрелки на нулевой отметке даже во время нажатии педали газа. Второй симптом это явная неисправность тахометра. Скачки же оборотов могут быть вызваны и неправильной работой системы зажигания или плохим качеством горючего.
Основной причиной неисправности обычно выступает плохой контакт электроцепей прибора. Для устранения поломки разбирается и прочищается вся контактная группа. С помощью тестера проверяются провода тахометра. На работоспособность прибора могут влиять незначительные дефекты, поэтому даже малейшие следы коррозии на контактной группе удаляются. При необходимости нужно поджать места подключения контактов проводов. Также следует проверить массу электропроводки. Если она плохая, то наблюдаются сбои с работой не только тахометра, но и прочих электроприборов. Если тахометр после проверки все равно продолжает работать плохо, то проверяется контактная группа на трамблере.
Существуют и другие способы устранения неполадок, но для их диагностики необходимо наличие специализированного оборудования, которого у обычного автовладельца просто нет. Зачастую проблемы вызваны не самим тахометром, а электропроводкой авто в целом. В таком случае покупка другого устройства никак не повлияет на ситуацию. Поэтому все равно придется обращаться к автоэлектрику в сервисный центр. Тот проверит высоковольтную проводку, сам датчик коленвала и т.д.
Виды тахометров по способу установки
В зависимости от предусматриваемого способа монтажа существуют 2 типа тахометров:
Штатные являются стандартными устройствами, которые устанавливаются на приборную панель автомобиля и прочей техники еще на конвейере. Они имеют свои персональные размеры, поэтому тахометр с одного авто редко когда подойдет к другому. На шкале устройства наносятся отметки с техническими возможностями оборотов конкретного двигателя с визуальным выделением опасной зоны. Штатные тахометры самые сложные в установке, поэтому в случае их поломки замена и диагностика сопровождается необходимостью разбора всей приборной панели автомобиля. Как следствие потребуется не один час.
Выносные тахометры это внешние дополнительные приборы. Они используются для установки на транспорт, в конструкции которого изначально не предусматривается датчика оборотов. Их в основном покупают для малолитражных бюджетных авто. Те в целях экономии очень часто не имеют тахометра, что осложняет вождение машины. Выносные устройства являются бесконтактными. Обычно они работают по лазерной технологии, поэтому устанавливаются очень легко. Их конструкция предусматривает возможность закрепления на центральной консоли поблизости приборной панели.
Как измерять скорость вращения тахометром
Одной из часто возникающих измерительных задач на производственных предприятиях и в сервисном обслуживании, является контроль над скоростью вращения валов и других вращающихся деталей в различных двигателях, механизмах, таких как электродвигатели, турбины, двигатели внутреннего сгорания, вентиляторы и т.п. Для выполнения этой задачи применяется прибор называемый тахометром. От правильной работы этого измерительного прибора, от того, насколько безотказно и корректно он работает, может зависеть не только бесперебойная работа самого узла или агрегата, на котором проводятся измерения, но и жизни обслуживающего персонала, пассажиров и других людей, оказавшихся поблизости. Отказ в работе тахометра в нужный момент может даже привести к катастрофе.
Тахометр — это прибор для измерения частоты вращения валов машин и механизмов. Преимущественно применяются центробежные механические, магнитные и электрические тахометры, реже используются пневматические и гидравлические.
В механическом центробежном тахометре на валу установлена скользящая муфта с шарнирными рычагами, несущими на себе расходящиеся при вращении вала грузы, которые перемещают муфту по валу, преодолевая действие уравновешивающей пружины. Положение муфты на валу тахометра соответствует частоте вращения вала и передаётся рычажной системой на стрелку указателя — отсчетного устройства, шкала которого отградуирована в об/мин. Вал тахометра может получать вращение непосредственно от контролируемого объекта либо через гибкий вал.
В магнитном тахометре взаимодействуют магнитные поля, создаваемые постоянным магнитом и вращающимся ротором, частота вращения которого пропорциональна возникающим вихревым токам, стремящимся отклонить на определённый угол диск, установленный на валу ротора и удерживаемый пружиной. Отклонения диска, жестко связанного со стрелкой, регистрируются на шкале.
Электрические тахометры могут быть электромашинными или электронными. В электромашинном тахометре эдс генератора постоянного или переменного тока пропорциональна угловой скорости, измерив которую можно определить частоту вращения вала; показания передаются дистанционно на шкалу измерительного прибора. Принцип действия электронного тахометра основан на преобразовании импульсов тока, возникающих в первичной цепи системы зажигания при размыкании контактов прерывателя, в ток, направляемый к магнитоэлектрическому указательному прибору. Частота импульсов в первичной цепи пропорциональна частоте вращения вала двигателя.
Способы решения подобных измерительных задач различные, и многое зависит от условий, в которых проводятся измерения, возможности доступа к вращающимся деталям и т.п. Различают два основных способа измерения скорости вращения валов: контактный и бесконтактный. В первом случае — вал тахометра имеет непосредственный контакт с валом двигателя, во втором — измерение производится дистанционно.
Соответственно, контактный способ измерения используется в тех случаях, когда пользователю доступна торцевая сторона вала и, обычно, он используется для валов с небольшими диаметрами. Идеальным прибором для измерения скорости вращения контактным способом является тахометр АКТАКОМ АТТ-6001 (рис. 1).
Так как торцевая сторона вала может иметь различную форму, например, выпуклую или с углублением, то для получения правильного результата измерений необходимо обеспечить не только плотный контакт вала прибора и двигателя, но и их соостность. Для этих целей в комплекте АТТ-6001 есть две насадки: коническая насадка (рис. 2) и насадка воронка (рис. 3).
Насадки плотно одеваются на адаптер, который находится на валу прибора, и обеспечивают необходимый контакт с валом двигателя для измерения скорости вращения в диапазоне от 10 до 19999 об./мин при наилучшем разрешении 0,1 об/мин и базовой погрешностью измерения 0,1% (рис. 4).
Кроме того, контактный тахометр АТТ-6001 имеет возможность измерять не только скорость вращения, но и линейную скорость от 1 до 999,9 м/мин. Для этих целей используется другая насадка — вращающийся диск (рис. 5).
Вторым способом измерения скорости вращения, как уже было сказано выше, является бесконтактный оптический способ. Обычно он используется для валов большого диаметра, в труднодоступных местах или местах, где вращающиеся валы могут нести опасность для человека при проведении измерений.
Пользователю надо наклеить небольшой кусок светоотражающей ленты, которая идет в комплекте поставки, на поверхность вала. Этот кусок ленты будет служить метками при проведении измерений. Следует помнить, что вращающиеся механизмы являются источниками повышенной опасности, и контакт с ними может привести к тяжелой травме. Поэтому наклеивание меток и проверку прохождения меток через световой луч нужно делать только при выключенном двигателе и после полной остановки вала.
Далее включается двигатель, прибор устанавливается так, чтобы отраженный от метки световой поток попадал на датчик, расположенный в верхней торцевой части тахометра, и нажимается кнопка проведения измерений. Подтверждением того, что прибор фиксирует отраженные импульсы, является индикатор цели тахометра (рис. 8).
Отличием тахометров АТТ-6000 и АТТ-6020 является источник, который формирует излучение для отражения от метки. В тахометре АТТ-6000 это обычный световой поток, в АТТ-6020 — лазерный луч.
Измерения обычно проводятся с расстояния около 15-20 см, и максимальная измеренная скорость вращения при бесконтактном способе измерений существенно выше, чем при контактном способе и составляет до 99 999 об/мин.
Если измеряемое значение частоты вращения очень мало (например, ниже 50 об/мин), то рекомендуется приклеить на ротор большее количество светоотражающих меток, размещая их приблизительно на равном расстоянии друг от друга. Это позволит получить значение частоты вращения с большей точностью и разрешением при меньшем времени измерения. После этого, для получения действительного значения скорости, необходимо значение скорости, полученное на дисплее, разделить на количество наклеенных меток.
Однако в работе сервисных инженеров, особенно у тех, кто работает на производстве, часто возникает необходимость измерять скорости вращения валов различного диаметра и в различных условиях эксплуатации. Что делать в этом случае? Приобрести и носить с собой два прибора, один из которых контактный тахометр, другой — тахометр бесконтактного типа?
Идеальным решением этой проблемы является использование комбинированного тахометра АКТАКОМ АТТ-6006 (рис. 9).
Для удобства переноски и при их использовании в «полевых» условиях приборы поставляются в кейсе.
Также следует отметить, что цифровые тахометры АКТАКОМ включены в Государственный реестр средств измерений, что подтверждает их качество и надежность.
Ознакомиться с более подробными характеристиками тахометров АКТАКОМ , а также получить ответы на часто задаваемые вопросы, можно в этом разделе .
Подпишитесь, чтобы получать самые свежие новости о продукции АКТАКОМ: