Что показывает автомобильный тахометр и зачем он нужен

Поскольку показаниям автомобильного тахометра подавляющее большинство автовладельцев не придает особого значения, попробуем разобраться — что же это за прибор, каковы его функции и возможности.

И, вообще, так ли он нужен в автомобиле?

Автомобильный тахометр — что это такое

Тахометр — это прибор, считывающий и отображающий показания частоты вращения коленчатого вала двигателя автомобиля.

Для тех, кто совершенно не силен в механике, эта формулировка не скажет абсолютно ничего. Поэтому начнем с относительных азов.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) заключен в передаче усилия, возникающего при сгорании топлива (расширении газов) на коленчатый вал. При включении передачи или переводе селектора АКПП в положение «Drive», вращение коленвала передается на шестерни коробки передач, приводные или карданный валы, которые, в свою очередь, вращают мосты и колеса автомобиля.

Это очень простая и примитивная схема, но, тем не менее, она дает понять сам принцип работы ДВС и трансмиссии.

Чем сильнее нажимается педаль дросселя (газа), тем большее количество топливно-воздушной смеси поступает в камеры сгорания двигателя, повышая частоту его вращения. А чем больше частота вращения двигателя, тем большую скорость может развить автомобиль на выбранной передаче.

Зачем он нужен в автомобиле

В ответ на поставленный вопрос хочется сразу же сказать — грамотное использование тахометра позволяет использовать возможности двигателя на все 100%, но абсолютно без ущерба для последнего.

Видео — пример самостоятельной установки и подключения тахометра:

Если посмотреть на технические характеристики любого автомобиля, можно увидеть, что в описании его параметров существуют такие строки как максимальная мощность и наибольший крутящий момент. Причем оба этих показателя базируются на значениях, зависящих от оборотов двигателя.

Например: «125 л.с. при 3500 об/мин» или «470 Нм при 4000 об/мин». Это означает, что двигатель развивает максимальную заявленную для него мощность именно при такой частоте вращения коленчатого вала (или, соответственно, наибольшее тяговое усилие). А до и после указанных значений мощность или усилие будут меньшими.

Таким образом, поддерживая обороты коленчатого вала двигателя в пределах, указанных в спецификации, вовремя переключая передачи, можно получить, например, наилучший разгон — весь «табун лошадей» будет задействован.

Однако, увлекаясь максимальными ускорениями, не стоит забывать и об экономичности, а также ресурсе двигателя.

Максимальная мощность подразумевает несколько повышенный расход топлива, хотя и ниже, нежели «перекручивая» двигатель. Поэтому, используя при движении обороты несколько ниже максимальных по мощности, можно получить достаточно серьезную экономию, особенно при поездках на дальние расстояния.

Плюсом такой эксплуатации является и увеличение ресурса ДВС, ибо максимальная мощность подразумевает и максимальный износ.

Итак, что же мы выяснили? Наличие тахометра в автомобиле позволяет как минимум:

получить максимальную мощность;
получить наилучшее тяговое усилие;
экономить топливо;
увеличить ресурс двигателя.

Какие бывают тахометры

В основном встречаются аналоговые (в виде циферблата со стрелкой) и электронные (дисплей) тахометры. Более экзотичные — выполненные в виде бегущей шкалы на газоразрядных лампах (часто встречаются на автомобилях американского производства), а также механические — наследие самых первых автомобилей.

Механические

Самые первые тахометры, устанавливаемые на автомобили в начале и середине ХХ века представляли собой устройства, связанные напрямую с коленвалом двигателя.

Принцип работы был достаточно прост: на коленчатом валу имелась шестерня, входившая в зацепление с тросовым приводом, который и передавал крутящий момент на катушку, представлявшую собой электромагнит самого устройства. Чем больше оборотов — тем больше возникающая магнитная индукция — тем больше отклоняется стрелка прибора. Все очень просто. Впрочем, и погрешность измерения была достаточно высокой и могла достигать значения до 500 об/мин.

Аналоговые

Дальнейшее развитие, привело к появлению аналоговых тахометров, использующих схожий принцип работы. Отличие заключается в том, что вместо постоянного привода от коленвала, для считывания количества оборотов используется частота подачи энергии на катушку зажигания.

Как это выглядит в работе. Для возникновения искры на свече зажигания, на катушку, преобразующую низкое (12В) напряжение в высокое (от 12000 до 24000В) подается кратковременный импульс низкого напряжения. Этот же импульс подается одновременно и в электрическую схему аналогового тахометра и обмотку электромагнита. Чем больше импульсов поступает на обмотку — тем большая сила индукции возникает — на тем больший угол отклоняется стрелка.

Необходимо заметить, что погрешность аналоговых тахометров может находиться в пределах от 100 до 500 об/мин.

Цифровые

Поскольку цифровые электронные тахометры все больше заменяют своих аналоговых собратьев, не говоря уже о механических, на них остановимся более подробно.

Основной принцип работы цифрового тахометра заключается в измерении и подсчете количества импульсов, поступающих на первичную обмотку катушки зажигания, либо измерении интервала времени, соответствующего этим интервалам и переводе полученной информации в цифровые значения, отображаемые на табло.

Видео — цифровой тахометр с множеством настроек и Shift Light:

Помимо того, что цифровой тахометр оперирует всеми вышеперечисленными значениями, для повышения точности измерения прибор также обрабатывает значения, поступающие с датчика холостого хода и, иногда, датчика коленвала. Все данные при этом суммируются, а полученное среднее значение является практически истинным показателем.

Поскольку примерно половина от общего количества автомобилей (особенно малолитражные или небольшого класса) не комплектуются штатным тахометром, производители электроники предлагают установочные комплекты для самостоятельного монтажа электронного тахометра.

Простой набор представляет, собственно, сам дисплей, чаще жидкокристаллический со встроенной платой обработки поступающей информации и комплект проводов для подключения к штатным выводам катушки (первого цилиндра при распределенной системе зажигания), а также питания.

Более сложные могут содержать дополнительные датчики холостого хода, а также выносной оптрон. Впрочем, такие комплекты устанавливают с определенной целью — получения полного контроля над оборотами двигателя. Для повседневного использования достаточно и простого комплекта.

Для ясности, ниже приведена типичная схема подключения электронного тахометра, получающего информации только с катушки зажигания.

Как и описывалось выше, сигнал тахометр получает с контакта К катушки зажигания на которую поступают импульсы низкого напряжения, питание — от клеммы Б катушки зажигания (постоянный +12В при включении зажигания), минус — масса автомобиля.

Еще один вариант схемы подключения тахометра — с использованием информации контроллера («мозгов») автомобиля приведен ниже.

В этом случае, для отображения количества оборотов двигателя используется информация, поступающая от датчика положения коленчатого вала и обработанная контроллером.

Тахометр на дизель — не все так просто, но…

Поскольку принцип работы дизельного двигателя совершенно отличается от принципа работы бензинового, в частности, отсутствием катушек и свечей зажигания, то и принцип подключения тахометра здесь совершенно иной. Хотя, в любом случае, нужно откуда-то взять количество оборотов.

В большинстве случаев для подсчета количества оборотов коленчатого вала в дизеле за основу берут количество оборотов генератора.

Для подключения (в основном электронного) тахометра к дизельному двигателю, необходимо найти клемму, обозначенную «W» на генераторе автомобиля.

Суть в том, что эта клемма позволяет получить импульсные значения переменного тока генератора. А чем выше частота импульсов — тем выше обороты коленвала.

Единственным неудобством является калибровка тахометра. Ведь для того, чтобы тахометр стал показывать необходимые (и точные!) значения, следует сначала выставить первоначальные значения. Как правило, для этого используется диагностический стенд, позволяющий при подключении к бортовому компьютеру сначала снять показания с блока управления, а затем уже откалибровать и сам тахометр.

Вторым по популярности способом является подключение тахометра к выводу блока управления EGR, имеющий выход на подключение тахометра. В этом случае информация для тахометра снимается исходя из показаний работы клапана рециркуляции выхлопных газов.

Диагностика

Помимо того, что установленный в автомобиле тахометр позволяет контролировать рабочие и максимальные обороты коленвала двигателя, его функции этим не ограничиваются.

Хаотичное изменение показаний, не соответствующее истинному положению, позволяет на ранних стадиях диагностировать возникновение неисправностей в авто.

Рассмотрим наиболее типичные случаи.

Стрелка тахометра прыгает на холостых оборотах

Основных причин в этом случае две — некачественная топливная смесь и перебои в искрообразовании.

Для автомобилей, оснащенных контактными системами зажигания, в первую очередь необходимо проверить состояние конденсатора. Именно его неисправности влияют на то, что на первичную обмотку катушки зажигания не подается необходимое напряжение.

Для абсолютно всех автомобилей основной проблемой, вызывающей колебания стрелки тахометра является выход из строя или «скорый конец» проводов высокого напряжения, подводящих энергию для создания искры. Это могут быть как механические повреждения, например, вследствие перетирания, или просто усталость материалов, повреждение изоляции и т. д.

При замене важно правильно подобрать соответствующие высоковольтные провода. Для большинства двигателей, рекомендуемое сопротивление провода должно находиться в пределах 2,5 — 25 кОм и пробивным напряжением не менее 30 кВ. Вся информация обычно содержится в мануале к конкретному типу автомобиля или двигателя.

При исправности электрической части обращают внимание на состояние топливно-воздушной смеси.

Наиболее часто к колебаниям стрелки на холостых оборотах приводит неисправность (засорившийся) жиклер холостого хода для карбюраторных автомобилей и неправильный факел у форсунок инжекторного.

И если для устранения неисправностей карбюратора достаточно отвернуть и прочистить жиклер ХХ, то в случае с инжекторным автомобилем поездка на станцию техобслуживания неизбежна, поскольку чистка и регулировка распылителя форсунок доступна только при наличии специального стенда.

Стрелка тахометра дергается во время движения

В случае, если стрелка тахометра «прыгает» во время поездки, когда обороты отличны от холостых, особенно на разгоне, причиной такого поведения может быть недостаток топлива, растянутый или ослабленный ремень ГРМ или цепь привода распредвалов и т. д.

В любом случае, при такой неисправности, желательно не откладывая, произвести диагностику двигателя во избежание более серьезных поломок, поскольку колебание стрелки тахометра на больших оборотах говорит о неравномерности работы цилиндро-поршневой группы.

Видео о том, как установить тахометр на автомобиль ВАЗ 2108: