Розділ 6. Тахометри

1. Мета роботи.

       Ознайомитись з будовою, схемотехнікою та технічними характеристиками аналогових та квазіаналогових тахометрів, що побудовані на дискретних та інтегральних компонентах. Вивчити вимірювальну  та виконавчу частини електронних блоків аналогових та квазіаналогових тахометрів. Побудувати часові діаграми вхідних та вихідних  сигналів тахометра. Виконати налаштування та калібрування наведених типів тахометрів. Сформулювати основні версії несправностей для різних схемних виконань електронних блоків автомобільних тахометрів.

2. Апаратура, прилади, матеріально-технічне оснащення.

       - Автотестер 4302-М1 (АТ);

       - Осцилограф універсальний;

       - Лабораторний стенд для дослідження аналогових тахометрів. 

       - Тестер електронний; 

       - Джерело постійної напруги-12 (АКБ);

- Блок живлення БП 30;

- Осцилограф С1-55.

3. Теоретичні відомості.

3.1. Аналогові тахометри

       Контроль за вимірюванням швидкості обертання колінчастого валу

 двигуна є однією з важливих функцій діагностики сучасного обладнання автомобілів. Швидкість обертання вимірюється в обертах за хвилину чи Гц.

 Прилади, що вимірюють частоту обертання називаються тахометрами.

      Принцип дії автомобільного тахометра заснований на вимірюванні частоти надходження імпульсів напруги у первинному колі системи запалювання двигуна. У 4-х циліндровому  двигуні  за один оберт валу розподільника запалювання контакти переривача размикаються та замикаються чотири рази (два рази за один оберт колінчастого валу). Отже, за один оберт валу у первинному колі системи запалювання створюється 4 імпульси струму та напруги (два імпульси за один оберт колінчастого валу). 

     Імпульси напруги у вигляді затухаючого синусоїдального коливання (А), що  формуються у первинній обмотці котушки запалювання, подаються на вхід тахометра, (формувача пускових імпульсів, що складається з R1-C1, R2-C2, VD1, CЗ-C4. Від формувача віднормовані імпульси  форми (Б) подаються на вхід моностабільного мультивібратора, що сформований на транзисторах VT2 та VT4. Мультивібратор перетворює вхідні імпульси в імпульси струму прямокутної форми (В) з постійною амплітудою та тривалістю. Ці імпульси надходять  до котушки міліамперметру, що увімкнений у колекторне коло транзистора VT2. В залежності від частоти надходження імпульсів змінюється середня величина сили струму, що проходить через обмотку котушки миліамперметру і відповідно на більшу величину відхиляється стрілка приладу. Тахометр забезпечує відхилення  стрілки на кут 270° при силі струму 10 мА. 

Рисунок 1. Принципова схема аналогового тахометра

Стабілітрон VD5 стабілізує напругу живлення, що підвищує точність приладу. Терморезистор RЗ призначений для компенсації температурної похибки приладу. Діод VDЗ призначений для захисту транзистору VT2 від пробою через ЕРС самоіндукції, що може виникати в обмотці миліамперметра. Міліамперметр використовується магнітоелектричного типу.

Схема увімкнення тахометра на автомобілях ВАЗ-2103, ВАЗ-2106, Рис. 2

Рис.2- Схема увімкнення тахометра на автомобілях ВАЗ-2103, ВАЗ-2106.

Рис.3 Схема увімкнення тахометра на автомобілях ВАЗ-2108, 2109, 21099.

 

3.2. Квазіаналогові тахометри.

 

       Особливістю наведених тахометрів є можливість вимірювання частоти обертання колінчастого валу у цифровий спосіб. Разом з цим використовується не цифрова індикація результату. Отже квазіаналоговий тахометр є комбінованим приладом, що поєднує цифрове вимірювання з дискретно-аналоговою, частіше всього світлодіодною шкалою. На рис.4  представлена принципова схема квазіаналогового тахометра.

        Генератор тактових імпульсів виконано на елементах DD1.1,DD1.2. Співвідношення значень тривалості імпульсів високого рівня і пауз між ними рівно 1 мс/75 мс. Тривалість імпульсу визначає резистор R5, а тривалість паузи залежить від опору комірки R4,R6. З виходу генератора імпульси подаються в формувач імпульсів обнулення лічильника DD3, що побудований на інверторах DD1.3-DD1.5 та комірки диференціювання R7,C4.

        Імпульси з датчика, у якості якого використані контакти переривача системи запалювання подаються через подільник напруги R8,R9 та інвертор DD1.6 на вхід моновібратора DD2, що формує по фронту вхідних імпульсів, імпульси тривалістю DD1.3-DD1.5. Часовий інтервал рахунку дорівнює тривалості паузи між  запускаючими імпульсами.

Рис. 4.  Принципова схема квазіаналогового тахометра.

 

        По фронту імпульсів з генератора (з виходу елемента DD1.2) спрацьовує "защіпка" D-тригерів, що складають ІМС DD4, отже зафіксований логічний рівень вихідних сигналів лічильника передається на входи дешифратора DD5. Навантаженнями виходів дешифратора є світло діоди - елементи квазіаналогової шкали приладу. Протягом часу вимірювання тригерна защіпка утримує зафіксований стан лічильника.

        Робочий діапазон частоти обертання колінчастого валу двигуна  розділений на 16 однакових частин. Для автомобіля з 4-х тактним 4-х циліндровим двигуном при максимальній частоті обертання N=6400 об/хв. дискретність  шкали буде дорівнювати n=N/16=400 об/хв. Частота f  імпульсів, що подаються з датчика, дорівнює f=2n/60=13,3 Гц, що відповідає періодичності подання сигналів T=75мс, отже наведена величина є часом (тривалістю) вимірювання. Для якісного контролю  за роботою двигуна шкала тахометра розділена на три сектори, що відповідають низьким, середнім та високим значенням частоти обертання колінчастого валу. Відповідно у першому  секторі застосовуються світлодіоди жовтого кольору, у середньому - зеленого, а в останньому- червоного.

        Живлення тахометра здійснюється від бортової мережі напругою 12В; споживаний струм - близько 120 мА. Стабілізатор напруги побудований по параметричній схемі з підсилювачем струму на транзисторі VT1. Опорну напругу формує стабілітрон VD1. Конденсатори фільтра C1 та C2 призначені для подолання індустріальних радіоперешкод, що надходять з бортової мережі автомобіля. Наведені перешкоди можуть привести до хибних спрацювань приладу. Коректно зібраний пристрій не потребує налаштування. Отже необхідно тільки перевірити працездатність функціональних вузлів та   резистором R6 встановити тривалість паузи між імпульсами високого рівня, що дорівнює 75 мс. Шкала тахометра може бути побудована по різному. Наприклад, світло діоди  можна размістити у вигляді горизонтального чи вертикального рядка. Ефектно виглядає також і кругова шкала, яка подібна з механічним тахометром. 

Видео YouTube



ĉ
Кино трейлеры & Игры,
9 черв. 2013 р., 11:08
ĉ
Кино трейлеры & Игры,
9 черв. 2013 р., 11:09
Comments