Как устроен спидометр: от простой механики до электронных импульсов

Потом в дело вступило электричество, создав гибридные электромеханические системы. А сегодня мы имеем дело с почти магией – бесшумной электроникой. Готовы к небольшому путешествию во времени? Поехали.

Сразу оговорюсь: если вы намерены разобрать каждый винтик, этой статьи маловато – придётся лезть в дебри специальной литературы. Но чтобы уловить саму суть, принцип работы каждой эпохи – вам точно хватит. Договорились?

Механические спидометры: Век шестерёнок и магнитов

Представьте: в недрах коробки передач, на валу, который крутится ровно с той же скоростью, что и ваши колёса, сидит маленькая, но важная шестерёнка. С неё-то всё и начинается.

Эта шестерёнка через трос в гибкой оплётке передаёт вращение прямо на приборную панель. Внутри спидометра на конце этого троса закреплён магнит. Рядом с ним, но не касаясь, висит на оси алюминиевый диск, к которому прикреплена стрелка и противодействующая пружина.

Вот магия: вращающийся магнит создаёт в алюминиевом диске вихревые токи. Они заставляют диск пытаться вращаться следом. Но пружина держит! Возникает хрупкий баланс:
• Чем быстрее крутится магнит (а значит, и колёса), тем сильнее он «тянет» за собой диск.
• Диск отклоняется, преодолевая сопротивление пружины, – и стрелка ползёт вверх по шкале. Элегантно, правда?

Вариации на тему

Были и более экзотичные варианты. Помните ленточные спидометры на некоторых наших Жигулях и Москвичах? Там стрелка двигалась не по кругу, а горизонтально, словно ползла по ленте. Выглядело это космически. О них мы, пожалуй, как-нибудь расскажем отдельно – история того стоит.

Электромеханические спидометры: Электричество вступает в игру

Механика была хороша, но не идеальна. Точность хромала, детали изнашивались, да и вес немаленький. Инженеры подумали: а что, если заменить часть механики электричеством?

Так появились гибриды. Вращение с коробки могло передаваться тем же тросом, но внутри прибора магниту противостояла уже не алюминиевая тарелка, а индукционная катушка. Чем быстрее вращение – тем сильнее ток в катушке. А сам спидометр по сути превращался в хитрый амперметр, измеряющий эту силу. Проще, надёжнее, шаг вперёд.

Электронные спидометры: Эпоха импульсов

А теперь – наш век. Здесь нет никаких тросов, передающих физическое вращение. Только данные. Чистая информация.

Как это работает? На том же валу коробки или на ШРУСе крепится, например, магнит. Напротив него – датчик Холла. Магнит проносится мимо – датчик фиксирует импульс. Один импульс – один оборот. Бывают и другие варианты: индукционные датчики или даже оптические системы с диском-прерывателем, светодиодом и фотоприёмником. Разнообразие огромное!

Импульсы по проводам летят в «мозги» автомобиля – электронный блок. А тот уже решает, как нам их показать: вывести на привычную шкалу со стрелкой (которая, кстати, теперь управляется шаговым моторчиком) или нарисовать цифровую проекцию на экране.

Совсем другая философия, не находите? От грубой физики к невесомым битам. Но цель одна – ответить на простой вопрос: «На сколько я уже разогнался?». Вот такой путь от шестерёнки до пикселя.

Кстати, если вам понравилось это инженерное расследование, у нас на Techinsider есть ещё истории – о том, как устроен катализатор и что скрывается внутри электроусилителя руля. Заходите, почитаем!