Compteur de vitesse mécanique et électronique. Appareil et principe de fonctionnement
Ce n'est pas un hasard si le compteur de vitesse est situé à l'endroit le plus en vue sur le tableau de bord de la voiture. Après tout, cet appareil indique à quelle vitesse vous roulez et vous permet de contrôler le respect de la limite de vitesse autorisée, ce qui affecte directement la sécurité routière. N'oublions pas les contraventions pour excès de vitesse, qui peuvent être évitées si vous regardez périodiquement le compteur de vitesse. De plus, sur les routes de campagne à l'aide de cet appareil, vous pouvez économiser du carburant si vous maintenez la vitesse optimale à laquelle la consommation de carburant est minimale.
Le compteur de vitesse mécanique a été inventé il y a plus de cent ans et est encore largement utilisé dans les véhicules aujourd'hui. Le capteur ici est généralement un engrenage qui s'engrène avec un engrenage spécial sur l'arbre secondaire. Dans les véhicules à traction avant, le capteur peut être situé sur l'axe des roues motrices, et dans les véhicules à traction intégrale, dans la boîte de transfert.
En tant qu'indicateur de vitesse (6) sur le tableau de bord, un dispositif d'aiguille est utilisé, dont le fonctionnement est basé sur le principe de l'induction magnétique.
La transmission de la rotation du capteur (1) à l'indicateur de vitesse (en fait le compteur de vitesse) est réalisée à l'aide d'un arbre flexible (câble) (2) à partir de plusieurs fils d'acier torsadés avec une pointe tétraédrique aux deux extrémités. Le câble tourne librement autour de son axe dans une gaine de protection en plastique spéciale.
L'actionneur se compose d'un aimant permanent (3), qui est monté sur un câble d'entraînement et tourne avec lui, et d'un cylindre ou disque en aluminium (4), sur l'axe duquel l'aiguille du compteur de vitesse est fixée. L'écran métallique protège la structure des effets des champs magnétiques externes, qui pourraient fausser les lectures de l'appareil.
La rotation d'un aimant induit des courants de Foucault dans un matériau amagnétique (aluminium). L'interaction avec le champ magnétique d'un aimant en rotation fait également tourner le disque en aluminium. Cependant, la présence d'un ressort de rappel (5) fait que le disque, et avec lui la flèche du pointeur, ne tourne que d'un certain angle proportionnel à la vitesse du véhicule.
À un moment donné, certains fabricants ont essayé d'utiliser des indicateurs de type bande et tambour dans les compteurs de vitesse mécaniques, mais ils se sont avérés peu pratiques et ils ont finalement été abandonnés.
Malgré la simplicité et la qualité des compteurs de vitesse mécaniques avec un arbre flexible comme entraînement, cette conception donne souvent une erreur assez importante, et le câble lui-même en est l'élément le plus problématique. Par conséquent, les compteurs de vitesse purement mécaniques appartiennent progressivement au passé, laissant la place aux appareils électromécaniques et électroniques.
Le compteur de vitesse électromécanique utilise également un arbre d'entraînement flexible, mais l'ensemble de vitesse à induction magnétique dans l'appareil est agencé différemment. Au lieu d'un cylindre en aluminium, un inducteur est installé ici, dans lequel un courant électrique est généré sous l'influence d'un champ magnétique changeant. Plus la vitesse de rotation de l'aimant permanent est élevée, plus le courant traversant la bobine est important. Un milliampèremètre à aiguille est connecté aux bornes de la bobine, qui sert d'indicateur de vitesse. Un tel appareil vous permet d'augmenter la précision des lectures par rapport à un compteur de vitesse mécanique.
Dans un compteur de vitesse électronique, il n'y a pas de liaison mécanique entre le capteur de vitesse et l'appareil du tableau de bord.
L'unité à grande vitesse de l'appareil possède un circuit électronique qui traite le signal d'impulsion électrique reçu du capteur de vitesse à travers les fils et délivre la tension correspondante à sa sortie. Cette tension est appliquée à un milliampèremètre à cadran, qui sert d'indicateur de vitesse. Dans les appareils plus modernes, le stepper ICE contrôle le pointeur.
En tant que capteur de vitesse, divers dispositifs sont utilisés qui génèrent un signal électrique pulsé. Un tel dispositif peut être, par exemple, un capteur inductif d'impulsions ou une paire optique (diode électroluminescente + phototransistor), dans lequel la formation d'impulsions se produit en raison de l'interruption de la communication lumineuse lors de la rotation d'un disque à fentes monté sur un arbre.
Mais, peut-être, les capteurs de vitesse les plus utilisés, dont le principe de fonctionnement est basé sur l'effet Hall. Si vous placez un conducteur à travers lequel un courant continu circule dans un champ magnétique, une différence de potentiel transversale y apparaît. Lorsque le champ magnétique change, l'amplitude de la différence de potentiel change également. Si un disque d'entraînement avec une fente ou un rebord tourne dans un champ magnétique, nous obtenons alors un changement d'impulsion dans la différence de potentiel transversale. La fréquence des impulsions sera proportionnelle à la vitesse de rotation du disque maître.
Pour afficher la vitesse au lieu d'un pointeur Il arrive qu'un affichage numérique soit utilisé. Cependant, les chiffres en constante évolution sur le compteur de vitesse sont moins bien perçus par le conducteur que le mouvement fluide de la flèche. Si vous entrez un délai, la vitesse instantanée peut ne pas s'afficher de manière assez précise, en particulier pendant l'accélération ou la décélération. Par conséquent, les pointeurs analogiques prévalent toujours dans les compteurs de vitesse.
Malgré les progrès technologiques constants dans l'industrie automobile, beaucoup notent que la précision des lectures du compteur de vitesse reste peu élevée. Et ce n'est pas le fruit de l'imagination débordante des conducteurs individuels. Une petite erreur est délibérément prévue par les fabricants déjà dans la fabrication d'appareils. De plus, cette erreur est toujours dans le sens large, afin d'exclure les situations où, sous l'influence de divers facteurs, les lectures du compteur de vitesse seront inférieures à la vitesse possible de la voiture. Ceci est fait pour que le conducteur ne dépasse pas accidentellement la vitesse, guidé par des valeurs incorrectes sur l'appareil. En plus d'assurer la sécurité, les fabricants poursuivent également leur propre intérêt - ils cherchent à exclure les poursuites des conducteurs mécontents qui ont reçu une amende ou ont eu un accident en raison de fausses lectures du compteur de vitesse.
L'erreur des compteurs de vitesse, en règle générale, n'est pas linéaire. Elle est proche de zéro à environ 60 km/h et augmente progressivement avec la vitesse. À une vitesse de 200 km / h, l'erreur peut atteindre jusqu'à 10%.
D'autres facteurs affectent également la précision des relevés, tels que ceux associés aux capteurs de vitesse. Cela est particulièrement vrai des compteurs de vitesse mécaniques, dans lesquels les engrenages s'usent progressivement.
Souvent, les propriétaires des voitures eux-mêmes introduisent une erreur supplémentaire en définissant une taille différente de la valeur nominale. Le fait est que le capteur compte les tours de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, qui sont proportionnels aux tours des roues. Mais avec un diamètre de pneu réduit, la voiture parcourra une distance plus courte en un tour de roue qu'avec des pneus de taille nominale. Et cela signifie que le compteur de vitesse affichera une vitesse surestimée de 2 ... 3% par rapport à la vitesse possible. Rouler avec des pneus sous-gonflés aura le même effet. L'installation de pneus avec un diamètre accru, au contraire, entraînera une sous-estimation des lectures du compteur de vitesse.
L'erreur peut s'avérer totalement inacceptable si, au lieu d'un compteur normal, vous installez un compteur de vitesse qui n'est pas conçu pour fonctionner dans ce modèle de voiture particulier. Ceci doit être pris en compte s'il devient nécessaire de remplacer un appareil défectueux.
Le compteur kilométrique sert à mesurer la distance parcourue. Il ne faut pas le confondre avec le compteur de vitesse. En fait, ce sont deux appareils différents, qui sont souvent combinés dans un même boîtier. Cela s'explique par le fait que les deux appareils utilisent généralement le même capteur.
Dans le cas de l'utilisation d'un arbre flexible comme entraînement, la transmission de la rotation à l'arbre d'entrée du compteur kilométrique s'effectue via une boîte de vitesses avec un grand rapport de démultiplication - de 600 à 1700. Auparavant, un engrenage à vis sans fin était utilisé, avec lequel engrenages avec numéros tournés. Dans les odomètres analogiques modernes, la rotation des roues est contrôlée par des moteurs pas à pas.
De plus en plus, vous pouvez trouver des appareils dans lesquels le kilométrage de la voiture est affiché numériquement sur un écran à cristaux liquides. Dans ce cas, les informations sur la distance parcourue sont dupliquées dans l'unité de commande du moteur, et il arrive que dans la clé électronique de la voiture. Si vous remontez un odomètre numérique par programme, une falsification peut être tout simplement détectée grâce à des diagnostics informatiques.
S'il y a des problèmes avec le compteur de vitesse, ils ne doivent en aucun cas être ignorés, ils doivent être résolus immédiatement. Il en va de votre sécurité et de celle des autres usagers de la route. Et si la raison réside dans un capteur défectueux, des problèmes peuvent également survenir, car l'unité de commande du moteur régulera le fonctionnement de l'unité en fonction de données de vitesse incorrectes.
