Mechanischer und elektronischer Tachometer. Gerät und Funktionsprinzip

Es ist kein Zufall, dass sich der Tacho an der prominentesten Stelle auf dem Armaturenbrett des Autos befindet. Schließlich zeigt dieses Gerät an, wie schnell Sie fahren, und ermöglicht Ihnen, die Einhaltung der zulässigen Geschwindigkeitsbegrenzung zu kontrollieren, was sich direkt auf die Verkehrssicherheit auswirkt. Vergessen wir nicht Strafzettel für zu schnelles Fahren, die vermieden werden können, wenn Sie regelmäßig auf den Tacho blicken. Darüber hinaus können Sie auf Landstraßen mit Hilfe dieses Geräts Kraftstoff sparen, wenn Sie die optimale Geschwindigkeit beibehalten, bei der der Kraftstoffverbrauch minimal ist.

Der mechanische Geschwindigkeitsmesser wurde vor über hundert Jahren erfunden und ist noch heute in Fahrzeugen weit verbreitet. Der Sensor ist hier normalerweise ein Zahnrad, das mit einem speziellen Zahnrad auf der Sekundärwelle kämmt. Bei frontgetriebenen Fahrzeugen kann der Sensor auf der Achse der Antriebsräder und bei allradgetriebenen Fahrzeugen im Verteilergetriebe angeordnet sein.



Als Geschwindigkeitsanzeiger (6) auf dem Armaturenbrett wird ein Zeigergerät verwendet, dessen Funktionsweise auf dem Prinzip der magnetischen Induktion beruht.

Die Übertragung der Drehung vom Sensor (1) auf die Geschwindigkeitsanzeige (eigentlich der Tacho) erfolgt über eine flexible Welle (Kabel) (2) aus mehreren verdrillten Stahlfäden mit einer tetraedrischen Spitze an beiden Enden. Das Kabel dreht sich in einem speziellen Kunststoffschutzmantel frei um seine Achse.

Der Aktuator besteht aus einem Permanentmagneten (3), der an einem Antriebskabel montiert ist und sich mit diesem dreht, und einem Aluminiumzylinder oder einer Aluminiumscheibe (4), auf deren Achse die Tachonadel befestigt ist. Der Metallschirm schützt die Struktur vor den Auswirkungen externer Magnetfelder, die die Messwerte des Geräts verfälschen könnten.

Die Rotation eines Magneten induziert Wirbelströme in einem nichtmagnetischen Material (Aluminium). Durch die Wechselwirkung mit dem Magnetfeld eines rotierenden Magneten dreht sich auch die Aluminiumscheibe. Das Vorhandensein einer Rückstellfeder (5) führt jedoch dazu, dass sich die Scheibe und damit der Zeigerpfeil nur um einen bestimmten Winkel proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit dreht.

Früher versuchten einige Hersteller, Band- und Trommelindikatoren in mechanischen Tachometern zu verwenden, aber sie erwiesen sich als nicht sehr praktisch und wurden schließlich aufgegeben.



Trotz der Einfachheit und Qualität mechanischer Tachometer mit einer flexiblen Welle als Antrieb ergibt diese Konstruktion oft einen ziemlich großen Fehler, und das Kabel selbst ist das problematischste Element darin. Rein mechanische Tachometer gehören daher nach und nach der Vergangenheit an und weichen elektromechanischen und elektronischen Geräten.

Der elektromechanische Tachometer verwendet ebenfalls eine flexible Antriebswelle, aber die magnetische Induktionsgeschwindigkeitsbaugruppe im Gerät ist anders angeordnet. Anstelle eines Aluminiumzylinders ist hier ein Induktor eingebaut, in dem unter dem Einfluss eines wechselnden Magnetfeldes ein elektrischer Strom erzeugt wird. Je höher die Rotationsgeschwindigkeit des Permanentmagneten ist, desto größer ist der durch die Spule fließende Strom. An den Spulenanschlüssen ist ein Zeiger-Milliamperemeter angeschlossen, das als Geschwindigkeitsanzeige dient. Mit einem solchen Gerät können Sie die Genauigkeit der Messwerte im Vergleich zu einem mechanischen Tachometer erhöhen.

Bei einem elektronischen Tachometer besteht keine mechanische Verbindung zwischen dem Geschwindigkeitssensor und dem Gerät im Armaturenbrett.

Die Hochgeschwindigkeitseinheit des Geräts verfügt über eine elektronische Schaltung, die das vom Geschwindigkeitssensor über die Drähte empfangene elektrische Impulssignal verarbeitet und die entsprechende Spannung an seinen Ausgang ausgibt. Diese Spannung wird an ein Millimeter-Milliamperemeter angelegt, das als Geschwindigkeitsanzeiger dient. Bei moderneren Geräten steuert der Stepper ICE den Zeiger.

Als Geschwindigkeitssensor werden verschiedene Geräte verwendet, die ein gepulstes elektrisches Signal erzeugen. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise ein Impuls-Induktivsensor oder ein optisches Paar (Leuchtdiode + Fototransistor) sein, bei dem die Impulsbildung durch Unterbrechung der Lichtübertragung während der Drehung einer auf einer Welle montierten Schlitzscheibe erfolgt.

Aber vielleicht die am weitesten verbreiteten Geschwindigkeitssensoren, deren Funktionsprinzip auf dem Hall-Effekt basiert. Legt man einen Leiter, durch den ein Gleichstrom fließt, in ein Magnetfeld, so entsteht darin eine transversale Potentialdifferenz. Wenn sich das Magnetfeld ändert, ändert sich auch die Größe der Potentialdifferenz. Rotiert eine Antriebsscheibe mit einem Schlitz oder einer Leiste in einem Magnetfeld, so erhalten wir eine Impulsänderung der transversalen Potentialdifferenz. Die Frequenz der Impulse ist proportional zur Rotationsgeschwindigkeit der Masterplatte.



So zeigen Sie die Geschwindigkeit anstelle eines Zeigers an Es kommt vor, dass eine digitale Anzeige verwendet wird. Allerdings werden ständig wechselnde Zahlen auf dem Tachosatz vom Fahrer schlechter wahrgenommen als die gleichmäßige Bewegung des Pfeils. Wenn Sie eine Verzögerung eingeben, wird die momentane Geschwindigkeit möglicherweise nicht ganz genau angezeigt, insbesondere beim Beschleunigen oder Verzögern. Daher überwiegen bei Tachometern nach wie vor analoge Zeiger.

Trotz des ständigen technologischen Fortschritts in der Automobilindustrie stellen viele fest, dass die Genauigkeit der Tachoanzeigen nicht sehr hoch ist. Und das ist nicht die Frucht der überaktiven Fantasie einzelner Fahrer. Ein kleiner Fehler wird von Herstellern bewusst schon bei der Herstellung von Geräten hinterlegt. Darüber hinaus geht dieser Fehler immer in die große Richtung, um Situationen auszuschließen, in denen die Tachowerte unter dem Einfluss verschiedener Faktoren niedriger als die mögliche Geschwindigkeit des Autos sind. Dies geschieht, damit der Fahrer nicht versehentlich die Geschwindigkeit überschreitet, geleitet von falschen Werten auf dem Gerät. Neben der Gewährleistung der Sicherheit verfolgen die Hersteller auch ihr eigenes Interesse – sie wollen Klagen von verärgerten Fahrern ausschließen, die aufgrund falscher Tachowerte ein Bußgeld erhalten oder in einen Unfall verwickelt wurden.

Der Fehler von Tachometern ist in der Regel nichtlinear. Sie ist bei etwa 60 km/h nahe Null und nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit allmählich zu. Bei einer Geschwindigkeit von 200 km/h kann der Fehler bis zu 10 Prozent erreichen.

Auch andere Faktoren beeinflussen die Genauigkeit der Messwerte, beispielsweise solche, die mit Geschwindigkeitssensoren verbunden sind. Dies gilt insbesondere für mechanische Tachometer, bei denen die Zahnräder allmählich verschleißen.

Oft führen die Besitzer der Autos selbst einen zusätzlichen Fehler ein, indem sie die Größe einstellen, deren Größe von der Nenngröße abweicht. Tatsache ist, dass der Sensor die Umdrehungen der Getriebeausgangswelle zählt, die proportional zu den Umdrehungen der Räder sind. Aber mit einem reduzierten Reifendurchmesser legt das Auto bei einer Radumdrehung eine kürzere Strecke zurück als mit Reifen einer Nenngröße. Und das bedeutet, dass der Tacho eine um 2 … 3 Prozent überschätzte Geschwindigkeit gegenüber der möglichen anzeigt. Das Fahren mit Reifen mit zu geringem Luftdruck hat den gleichen Effekt. Die Montage von Reifen mit größerem Durchmesser hingegen führt zu einer Unterschätzung der Tachometerwerte.

Der Fehler kann sich als völlig inakzeptabel herausstellen, wenn Sie anstelle eines normalen Tachometers einen Tacho installieren, der nicht für dieses bestimmte Automodell ausgelegt ist. Dies muss berücksichtigt werden, falls ein Austausch eines defekten Gerätes notwendig wird.

Der Kilometerzähler wird verwendet, um die zurückgelegte Strecke zu messen. Es sollte nicht mit dem Tachometer verwechselt werden. Tatsächlich handelt es sich um zwei unterschiedliche Geräte, die oft in einem Koffer kombiniert werden. Dies erklärt sich dadurch, dass beide Geräte in der Regel denselben Sensor verwenden.

Bei Verwendung einer flexiblen Welle als Antrieb erfolgt die Rotationsübertragung auf die Eingangswelle des Kilometerzählers über ein Getriebe mit großem Übersetzungsverhältnis - von 600 bis 1700. Zuvor wurde ein Schneckengetriebe verwendet, mit dem Zahnräder mit Zahlen gedreht. Bei modernen analogen Kilometerzählern wird die Drehung der Räder durch Schrittmotoren gesteuert.



Zunehmend finden Sie Geräte, bei denen der Kilometerstand des Autos digital auf einem Flüssigkristalldisplay angezeigt wird. In diesem Fall werden Informationen über die zurückgelegte Strecke im Motorsteuergerät dupliziert, und zwar im elektronischen Schlüssel des Autos. Wenn Sie einen digitalen Kilometerzähler programmgesteuert aufziehen, kann eine Fälschung ganz einfach durch Computerdiagnose erkannt werden.

Wenn es Probleme mit dem Tacho gibt, sollten diese auf keinen Fall ignoriert werden, sie müssen sofort behoben werden. Es geht um Ihre Sicherheit und die der anderen Verkehrsteilnehmer. Und wenn der Grund in einem defekten Sensor liegt, können auch Probleme auftreten, da das Motorsteuergerät den Betrieb des Geräts aufgrund falscher Geschwindigkeitsdaten regelt.