Спидометр — прибор для измерения скорости¶
Спидометр — это прибор, предназначенный для измерения и индикации мгновенной скорости движения транспортного средства, а также для подсчёта пройденного пути. Спидометр относится к классу контрольно-измерительных приборов автомобиля и входит в состав комбинации приборов на панели управления. Помимо скорости, большинство современных спидометров отображают одометр — счётчик общего пробега, и суточный пробег.
¶История
Первые механические спидометры появились в конце XIX века. В 1888 году британский изобретатель Эдвард Джон Кларк запатентовал прибор, измерявший скорость велосипеда с помощью привода от колеса. В 1899 году французский инженер Виктор Попард разработал спидометр с электрическим приводом, устанавливавшийся на автомобиль. В 1902 году компания Stewart-Warrior (США) начала серийное производство электрических спидометров, что сделало их массовым автомобильным прибором.
В СССР серийные спидометры выпускались с 1920-х годов на заводах автомобильной промышленности; одним из ведущих производителей была московская фирма «Красный молот». В 1930-е годы на советских автомобилях «ГАЗ-А», «ЗИС-101» и «М-1» устанавливались механические спидометры с тросовым приводом.
¶Устройство и принцип работы
¶Механический спидометр
Классический механический спидометр работает на принципе вихревых токов (токов Фуко). Прибор состоит из следующих основных элементов:
- Приводной трос — гибкий вал, соединяющий коробку передач (или ступицу колеса) со спидометром. Трос вращается с частотой, пропорциональной скорости автомобиля.
- Вращающийся магнит — закреплён на конце троса внутри корпуса прибора.
- Алюминиевый барабан (индуктор) — расположен рядом с магнитом, но не связан с ним жёстко. При вращении магнита в токопроводящем барабане наводятся вихревые токи, создающие магнитное поле, взаимодействующее с полем магнита. Это взаимодействие создаёт крутящий момент, стремящийся повернуть барабан вслед за магнитом.
- Спиральная пружина — уравновешивает момент от магнита. Отклонение стрелки пропорционально скорости вращения троса.
- Стрелка и шкала — индикаторная часть прибора.
Одометр в механическом спидометре выполнен как червячная передача с набором счётных барабанов с цифрами.
¶Электронный спидометр
В современных автомобилях преобладают электронные спидометры, в которых роль троса выполняет датчик скорости. Датчик устанавливается на коробке передач или ступице колеса и формирует электрические импульсы, частота которых пропорциональна скорости. Существует несколько типов датчиков:
- Индукционный — магнитное колесо на валу генерирует переменное напряжение в катушке.
- Галогеновый — основан на эффекте Холла: магнитное поле изменяет сопротивление полупроводника.
- Оптический — прерыватель светового потока формирует импульсы.
Сигнал от датчика поступает на электронный блок (стрелочный указатель или цифровой дисплей), где преобразуется в показание скорости. Преимущества электронной схемы — отсутствие изнашиваемых механических частей, точность и возможность связать спидометр с бортовым компьютером, антиблокировочной системой, ограничителем скорости и навигатором.
¶Погрешность и законодательные нормы
Согласно российскому ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Безопасность дорожного движения. Требования к индикации скорости и её точности», спидометр не должен показывать скорость ниже фактической. Допустимая погрешность зависит от фактической скорости:
| Фактическая скорость, км/ч | Допустимая погрешность, км/ч |
|---|---|
| до 40 | +5 / −1 |
| 40–60 | +6 / −2 |
| 60–80 | +7 / −3 |
| 80–100 | +8 / −4 |
| 100–120 | +9 / −5 |
| свыше 120 | +10 / −6 |
Производители намеренно закладывают небольшой запас вверх, чтобы водитель не превышал скорость по показаниям прибора. Погрешность также зависит от размера шин: установка непредусмотренных колёсных дисков или шин иного диаметра приводит к искажению показаний.
¶Применение
Спидометры устанавливаются на все категории транспортных средств: легковые и грузовые автомобили, автобусы, мотоциклы, тракторы, а также на железнодорожный подвижной состав и суда (там они называются лагами или штурманскими приборами). В авиации скорость измеряется воздушным указателем скорости, работающим на основе динамического давления.
На мотоциклах и велосипедах распространены компактные механические и электронные спидометры, устанавливаемые на руль или вилку. В профессиональном спорте и автоспорте используются цифровые спидометры с высокой точностью и возможностью записи данных.
¶Интересные факты
- Стрелка спидометра при включённом зажигании, но неподвижном автомобиле показывает нулевую отметку; при обрыве троса стрелка может «уходить» в конец шкалы.
- В некоторых странах Европы ограничение скорости на автомагистралях отсутствует, но страховые компании и производители автомобилей всё равно устанавливают ограничители скорости, работающие на основе сигналов спидометра.
- В России штраф за превышение скорости фиксируется автоматическими средствами (фотофиксация), которые измеряют скорость независимо от показаний спидометра автомобиля.
Источники:
- ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Безопасность дорожного движения. Требования к индикации скорости и её точности»
- Венецкий С. И. «Рассказы об изобретателях»
- Руководства по эксплуатации легковых автомобилей (ВАЗ, ГАЗ, УАЗ)
- Автомобильная энциклопедия (ред. Л. М. Шугурова)