§ 11. Контрольно-измерительные приборы. Вольтметр. Указатель температуры охлаждающей жидкости. Указатель давления масла смазочной системы двигателя. Указатель уровня топлива. Спидометр.

К контрольно-измерительным приборам относят амперметр, вольтметр, термометры для измерения температуры жидкости в системе охлаждения, приборы для контроля давления масла в смазочной системе двигателя, указатели уровня топлива в баке, спидометры и тахометры.

Амперметр. Он служит для измерения силы зарядного и разрядного токов, состоит из корпуса (на рис. 47 не показан), изоляционной пластины 6, шкалы 7, латунной шины 5 с постоянным магнитом 4, стального намагниченного якоря 3 со стрелкой 1, установленной на ось 2. Если в цепи, в которую включен амперметр, тока нет, то якорь 3 устанавливается вдоль магнита 4, а стрелка 1 против нулевого деления шкалы. Как только по цепи потечет ток, созданное вокруг шины 5 магнитное поле, взаимодействуя с полем магнита, отклонит якорь 3 и стрелку 1 вправо или влево в зависимости от направления тока. Чем больше ток, тем больше отклоняется стрелка. Отклонение ее к знаку «+» на шкале соответствует заряду, а к знаку «—» — разряду аккумуляторной батареи.

Рис. 47. Схема амперметра:

1 — стрелка, 2 — ось стрелки, 3 — якорь, 4 — магнит, 5 — латунная шина, 6 — изоляционная пластина, 7 — шкала

У некоторых моделей автомобилей вместо амперметра (или наряду с ним) устанавливается контрольная лампа зарядного тока аккумулятора.

Вольтметр. Вольтметр магнитоэлектрический, применяемый на последних моделях автомобилей, служит для контроля степени заряженности аккумуляторной батареи и работы генератора. При включенном зажигании и неработающем двигателе вольтметр показывает напряжение на клеммах аккумуляторной батареи, а при работающем двигателе — напряжение, создаваемое генератором.

Для контроля температуры охлаждающей жидкости и давления масла в смазочной системе двигателя применяют специальные приборы магнитоэлектрического типа, электрически связанные с соответствующими датчиками.

Указатель температуры охлаждающей жидкости. Он состоит из датчика Д (рис. 48, а), ввернутого в резьбовое отверстие головки цилиндров, и приемника (логометра) П. С помощью логометра можно повысить точность измерений и надежность указателя, а также устранить радиопомехи при его работе. В корпусе 8 датчика установлен диск, представляющий собой терморезистор 9. Терморезистор является полупроводником, сопротивление которого изменяется с изменением его температуры (уменьшается при нагревании и увеличивается при охлаждении). Внутри магнитного экрана корпуса прибора расположены неподвижные обмотки 2, 3 и 5, намотанные на капроновые колодки под углом 90° относительно друг друга и включенные в две параллельные ветви.

Рис. 48. Указатели температуры охлаждающей жидкости (а) и давления масла в системе смазки двигателя (б): 1 — постоянный магнит, 2, 3, 5 — обмотки, 4 — стрелка прибора, 6— резистор, 7 — источник напряжения, 8 — корпус датчика, 9 — терморезистор, 10 — пружина, 11 — мембрана, 12— реостат

На ось алюминиевой стрелки 4 установлен изготовленный в виде диска постоянный магнит 1, который удерживает стрелку в нулевом положении. При замыкания выключателя по обмоткам проходят токи в направлениях, указанных стрелками. Ток в обмотках 3 и 5 постоянный, а в обмотке 2 зависит от температуры в терморезисторе. При понижении температуры охлаждающей жидкости резко увеличивается сопротивление терморезистора 9, ток в обмотке 2 и созданный ею магнитный поток уменьшаются. Магнит 1 под действием равнодействующего магнитного потока обмоток 3 и 5 поворачивает стрелку в сторону меньших температур.

На щитке приборов некоторых автомобилей кроме указателя температуры охлаждающей жидкости устанавливают зеленую сигнальную лампу, предупреждающую водителя о перегреве двигателя. В цепь лампы включен датчик, расположенный в верхнем бачке радиатора и имеющий биметаллическую пластину с нормально открытыми контактами. При повышении температуры охлаждающей жидкости до 92...98°С (для автомобиля ГАЗ-24 104...109°С) биметаллическая пластина изгибается, контакты датчика замыкаются и включают в цепь сигнальную лампу.

Указатель давления масла смазочной системы двигателя. Такой указатель состоит из реостатного датчика Д (рис. 48, б), соединенного с масляной магистралью двигателя, и приемника (логометра) П. По мере увеличения давления масла и прогиба мембраны 11 сопротивление реостата 12 уменьшается, снижая ток в обмотке 2 (почти до нуля при давлении 1000 кН/см²) и увеличивая силу тока в обмотках 3 и 5. Так как магнитные потоки обмоток 2 и 5 при этом вычитаются, а их магнитные потоки и магнитный поток обмотки 3 действует под углом 90° относительно друг друга, то направление и величина равнодействующего магнитного потока изменяются так, что магнит и стрелка отклоняются в сторону больших давлений на шкале.

На некоторых моделях автомобилей наряду с указателем давления масла (или вместо него) применяют аварийный сигнализатор давления масла, предупреждающий водителя о чрезмерном снижении давления в смазочной системе двигателя. Сигнализатор состоит из контрольной лампы, расположенной на щитке приборов, и датчика, установленного на масляном фильтре или в блоке цилиндров и соединенного с масляной магистралью двигателя. Если давление в магистрали нормальное, то диафрагма датчика прогнута, его контакты разомкнуты и контрольная лампа выключена из цепи. В случае снижения давления до 70...40 МПа диафрагма выпрямляется, контакты датчика замыкаются и включают контрольную лампу в цепь.

Указатель уровня топлива. Указатель состоит из регулируемого резистора датчика Д (рис. 49), установленного в топливном баке, и приемника П магнитоэлектрического или электромагнитного типа.

Рис. 49. Электромагнитный (а) и магнитоэлектрический (б) указатели уровня топлива: 1 — источник питания, 2 — обмотка прибора, 3 — стрелка прибора, 4 — реостат датчика, 5 — поплавок датчика

Спидометр. Указывая скорость движения, он одновременно отсчитывает путь, пройденный автомобилем. Спидометр состоит из двух механизмов (рис. 50), объединенных общим кожухом и основанием: указателя скорости (скоростного узла) и счетного узла (счетчика). Механизм указателя скорости состоит из валика 1 привода магнита с жестко укрепленным на нем магнитом 5, приводимым во вращение с помощью гибкого троса от ведомого вала коробки передач.

Рис. 50. Спидометр: 1 - валик, 2 - фитиль, 3 - заглушка, 4 - магнитный шунт, 5 – магнит, 6 - картушка, 7- магнитный экран, 8 - пружина, 9 - стрелка, 10 - рычажок, 11, 12 - валики привода счетчика

При вращении магнита его магнитный поток пронизывает металлический диск (картушку) 6. В результате в теле картушки индуктируется э.д.с, создающая вихревые токи. Токи в свою очередь тоже создают магнитное поле, которое, взаимодействуя с полюсами вращающего магнита, вызывает поворот картушки в сторону вращения магнита, а вместе с ней и стрелки 9, указывающей скорость движения автомобиля в км/ч.

Момент вращения картушки уравновешивается противодействующим моментом пружины 8.

Магнит 5 защищается магнитным экраном 7 от размагничивания посторонними магнитными полями. Для предупреждения искажений в показаниях прибора при изменении температуры устанавливают магнитный шунт 4 (термокомпенсатор).

Счетчик спидометра состоит из системы валиков 11 и 12, взаимодействующих с помощью червячных передач. С валиком 11 связаны барабанчики счетчика, которые имеют на внутренней стороне обода зубья и связаны между собой штифтами, помещенными между каждой парой барабанчиков на кронштейнах. На наружную сторону обода барабанчиков нанесены равные промежутки цифр от 0 до 9.