Скорость вращения колес автомобиля

Калькулятор оборотов агрегатов — скорости автомобиля.

Калькулятор оборотов двигателя, трансмиссии, колеса, скорости.

Расчет скорости автомобиля по оборотам и передаточным числам.

Как пользоваться калькулятором.

Ввести в формы ввода :
— обороты двигателя ;
— передаточное число top / верхней передачи механической / автоматической коробки передач ;
— передаточное число моста ;
— радиус колеса, в мм ;
— при указании единиц, вместо запятой ставить точку (требование JavaScript) .
— нажать кнопку Расчет .

Входные данные желательно использовать с информационных / идентификационных табличек автомобиля / агрегатов ; или, из заводских таблиц производителей и сверить на соответствие параметризации / программирования параметров в блоке управления . В случае сомнения, при использовании компонентов с неустановленными характеристиками / утерянными маркировочными табличками — значение Ratio должны быть проверены / вычислены вручную, так как они являются критическими параметрами .

Как вычислить передаточное отношение редуктора моста автомобиля.

Пример расчета передаточного отношения моста / Axle Ratio .

* Примечание : установить противо / откатные упоры под колеса
— поднять домкратом одно колесо моста
— выключить блокировку, снять с ручного / стояночного тормоза
— вращать и считать обороты вращения .

Калькулятор оборотов по передаточным числам.

Калькулятор оборотов : двигателя / трансмиссии / колеса / скорости — какие параметры высчитываются ? . Калькулятор вычисляет длину окружности колеса, значение оборотов на километр (используемое при параметризации электронного блока управления), и текущую скорость автомобиля (для заданных параметров) . Выходные обороты агрегатов на основании передаточных отношений — будут рассчитаны последовательно и выведены в таблице / сверху . Промежуточные результаты вычислений заполняются в нижних строках таблицы .

Анализ расчетов данных позволяет определить нарушения текущей конфигурации автомобиля, а подбор значений дает возможность просчитать новую конфигурацию, которая должна быть взаимно / согласованная, что обязательно скажется на правильных соотношениях крутящего момента, мощности, точек переключения коробки передач и экономичности автомобиля / грузовика, неразрывно связанных с уменьшением расхода топлива .

Преобразование мощности крутящего момента в мощность силы ускорения / скорости в этом калькуляторе не учитывается, так как серьезные отклонения от заводской конфигурации требуют полного пересмотра характеристик всех используемых агрегатов в зависимости от назначения и вида исполняемых работ, определяющих нагрузку на транспортное средство, что не может быть подсчитано в простом калькуляторе . Однако, правильное согласование параметров программирования ЭБУ, при незначительных, но допустимых отклонениях — позволит компонентам работать в согласованном режиме взаимодействия (легко катиться автомобилю) :
— обеспечит правильные показания спидометра / километража пробега ;
— соответствующее значение стрелки тахометра в зеленой / экономичной зоне движения ;
— правильный учет расхода топлива ;
— правильное согласование затребованной / и желаемой мощности ;
что, в конечном счете — приведет к общему улучшению рабочих / эксплуатационных характеристик транспортного средства, сокращению неоправданного износа и перерасхода ГСМ, предотвращение внеочередного / внепланового ремонта и улучшение отношения (к нему) исполнителей и работодателей / владельцев автотранспорта .

Основной текст статьи был написан в августе 2019 .

Меню раздела, новости и новые страницы.

Датчики частоты вращения колеса

Датчики частоты вращения колеса
Применение
Датчики частоты вращения колеса служат для определения скорости вращения колес автомобиля (числа оборотов колеса). Сигналы частоты вращения передаются по кабелю в блок управления ABS, ASR или ESP автомобиля, который индивидуально управляет силой торможения каждого колеса. Этот контур регулирования предотвращает блокирование (при наличии ABS) или прокручивание колес (при наличии ASR или ESP) и гарантирует устойчивость и управляемость автомобиля. Системы навигации также нуждаются в сигналах частоты вращения колеса, чтобы рассчитывать пройденный путь (например, в туннелях или при отсутствии сигналов спутника).

Конструкция и принцип действия
Сигналы для датчика частоты вращения колеса формируются с помощью стального импульсного датчика, жестко соединенного со ступицей колеса (для пассивных датчиков), или мультиполюсного магнитно-импульсного датчика (для активных датчиков). Этот импульсный датчик имеет такую же скорость вращения, что и колесо, и проходит бесконтактно чувствительную зону головки датчика. Датчик «считывает» без прямого контакта через воздушный зазор величиной до 2 мм (рис. 2).
Воздушный зазор (с небольшими допусками) служит для того, чтобы обеспечить процесс получения сигнала без помех. Возможные помехи, такие как колебания, вибрации, температура, влажность, условия установки на колесе и пр. исключаются.

а Резцовый контактный штифт (плоский индуктор)

b Ромбовидный контактный штифт (крестовидный индуктор)

С 1998 г. вместо пассивных (индуктивных) датчиков частоты вращения в новейших разработках используются практически исключительно активные датчики частоты вращения колеса. Пассивные (индуктивные) датчики частоты вращения состоят из постоянного магнита (рис. 2, поз. 1) и соединенного с ним магнитомягкого полюсного контактного штифта (3), который вставлен в катушку (2). Таким образом, создается постоянное магнитное поле.
Полюсный контактный штифт находится прямо над импульсным колесом (4), зубчатым колесом, жестко соединенным со ступицей. Во время вращения импульсного колеса существующее постоянное магнитное поле «нарушается» из-за постоянной смены зубца и впадины. За счет этого изменяется магнитный поток, проходящий через полюсный контактный штифт, а вместе с ним и магнитный поток, проходящий через витки катушки. Смена магнитных полей индуцирует в обмотке переменное напряжение, которое снимается на концах обмотки.
Как частота, так и амплитуда переменного напряжения пропорциональны числу оборотов колеса (скорости вращения) (рис. 3). Когда колесо не движется, индуцируемое напряжение также равно нулю.
Форма зубцов, воздушный зазор, крутизна скачка напряжения и входная чувствительность прибора управления определяют минимальную измеряемую скорость автомобиля, а также минимально возможную для использования ABS чувствительность срабатывания и скорость переключения.

Рисунок № 1 Пассивные (индуктивные) датчики частоты вращения

1 Постоянный магнит
2 Магнитная катушка
3 Полюсный контактный штифт
4 Импульсное колесо из стали
5 Магнитные линии поля

Поскольку условия монтажа на колесе не везде одинаковые, существуют различные формы полюсных контактных штифтов и различные варианты монтажа. Наиболее распространены резцовый полюсный контактный штифт (рис. 1а, также называемый плоским индуктором) и ромбовидный контактный штифт (рис. lb, также называемый крестовидным индуктором). Оба полюсных контактных штифта при монтаже должны быть точно направлены к импульсному кольцу.

Рисунок № 2 Чертеж принципа действия пасивного датчика скорости вращения

а Пассивный датчик скорости вращения с импульсным кольцом

b Сигнал датчика при постоянной скорости вращения колеса

с Сигнал датчика при возрастающей скорости вращения колеса

Активный датчик скорости вращения
Сенсорные элементы
В современных тормозных системах используются практически исключительно активные датчики скорости вращения (рис. 4). Обычно они состоят из герметично залитой пластиком кремниевой интегральной микросхемы, распложенной в головке датчика.
Наряду с магниторезистивными интегральными микросхемами (изменение электрического сопротивления при изменении магнитного поля) фирма «Bosch» все еще использует в больших объемах сенсорные элементы Холла, которые реагируют на малейшие изменения магнитного поля и поэтому могут использоваться при воздушных зазорах большего размера по сравнению с пассивными датчиками скорости вращения.
Активное (импульсное) кольцо
В качестве импульсного кольца активного датчика скорости вращения используется мультиполюснное колесо. Речь идет о поочередно расположенных постоянных магнитах, расположенных в форме кольца на немагнитном металлическом носителе (рис. 6 и рис. 7а). Северный и южный полюса этих магнитов выполняют функцию зубцов импульсного кольца. На интегральную микросхему датчика воздействует постоянно изменяющееся магнитное поле. Поэтому магнитный поток, проходящий через интегральную микросхему, также изменяется при вращении мультиполюсного кольца.

Рисунок № 3 Выходное напряжение сигнала пассивного датчика скорости вращения

Рисунок № 4 Активный датчик скорости вращения

В качестве альтернативы мультиполюсному кольцу можно использовать стальное зубчатое колесо. В этом случае на интегральную микросхему Холла устанавливается магнит, вырабатывающий постоянное магнитное поле (рис. 7b). Во время вращения импульсного кольца существующее постоянное магнитное поле подвергается воздействию «помех» из-за постоянной смены зубца-выемки. В остальном принцип измерения, обработки сигнала и интегральная микросхема идентичны таковым в датчике без магнита.

1 Ступица колеса
2 Шарикоподшипник
3 Мультиполюсное кольцо
4 Датчик скорости вращения колеса

Характеристики
Типичное явление для активного датчика скорости вращения — интеграция измерительного элемента Холла, усилителя сигнала и подготовки сигнала в интегральной микросхеме (рис. 8). Данные о скорости вращения передаются в виде подводимого тока в форме прямоугольных импульсов (рис. 9). Частота импульсов тока пропорциональна числу оборотов колеса, а считывание показаний возможно почти до остановки колеса (0,1 км/ч).

Рисунок № 5 Экспозиционный чертеж с мультиполюсным импульсным датчиком

1 Сенсорный элемент
2 Мультиполюсное кольцо со сменным
намагничиванием север-юг

Рисунок № 6 тивный датчик скорости вращения в разрезе

а Интегральная микросхема Холлас мультиполюсным импульсным датчиком

b Интегральная микросхема Холла со стальным
импульсным кольцом и магнитом в датчике

1 Сенсорный элемент
2 Мультиполюсное кольцо
3 Магнит
4 Стальное импульсное колесо

Питающее напряжение находится в диапазоне между 4,5 и 20 Вольт. Уровень прямоугольного выходного сигнала составляет 7 мА (низкий) и 14 мА (высокий). При такой форме передачи цифровых сигналов, например, индуктивное напряжение помех является неэффективным по сравнению с пассивным индуктивным датчиком. Связь с блоком управления осуществляется двухпроводным кабелем.

Рисунок № 7 Чертеж принципа работы при определении скорости вращения

Рисунок № 8 Блок-схема интегральной микросхемы Холла

Компактная конструкция и небольшой вес позволяют монтировать активный датчик скорости вращения на подшипнике колеса или в нем (рис. 10). Для этого подходят различные стандартные формы головки датчика.

а Исходный сигнал

b Выходной сигнал

_S1 Верхний порог переключения

U_S1Нижний порог переключения

Рисунок № 9 Преобразование сигнала в интегральной микросхеме Холла

Рисунок № 10 Подшипник колеса с датчиков скорости вращения
	1 Датчик скорости вращения

Цифровая обработка сигнала позволяет передавать кодированную дополнительную информацию с помощью широтноимпульсно-модулируемого выходного сигнала (рис. 11).
Определение направления вращения колес: это особенно необходимо для функции «Hill Hold Control», предотвращающей откат автомобиля назад во время подъема на гору. Определение направления вращения также используется для навигации автомобиля.
Определение состояния остановки: эти данные также обрабатываются в функции «Hill Hold Control». Дальнейшая обработка данных входит в раздел самодиагностики.
Качество сигнала датчика: можно передавать данные о качестве сигнала датчика. Посредством этого водитель в случае ошибки может получить информацию о необходимости своевременно обратиться в сервисную службу.

Рисунок № 11 Кодированная передача данных с помощью широтно-импульсно-модулируемых сигналов

а Сигнал скорости при движении назад
b Сигнал скорости при движении вперед
с Сигнал, когда автомобиль стоит
d Качество сигнала датчика, самодиагностика