 |
Тема: Контрольно-измерительные приборы
|
|
|
|
Лабораторно-практическое занятие № 23
Цель работы: Ознакомление с устройством и работой КИП
Задание:
1. Изучить назначение, устройство и принцип работы КИП
2. Изучить классификацию КИП по принципу действия
3. Изучить основные неисправности КИП
4. Составить отчёт о работе и ответить на контрольные вопросы
Оборудование:
1. Контрольно-измерительные приборы ВАЗ- 2103
2. Контрольно-измерительные приборы ЗИЛ- 130
3. Плакаты по устройству КИП
Ход работы:
Автомобильные КИП предназначены для контроля параметров, характеризующих работу авто в целом и отдельных его агрегатов. По характеру информации, получаемой водителем, приборы подразделяются на две группы: указывающие и сигнализирующие.
Приборы первой группы снабжаются стрелочным указателем, который показывает значение измеряемого параметра. Это позволяет водителю наблюдать изменение состояния узла или агрегата.
Приборы второй группы (сигнализаторы) передают водителю информацию о критическом значении какого либо параметра, о функциональном состоянии узла или агрегата автомобиля. Передача информации производится посредством светового или звукового сигнала.
Наибольшее распространение получили электрические приборы, позволяющие проще производить измерение при значительном удалении места наблюдения от контролируемого объекта. Электрический КИП состоит из датчика и указателя. Датчик устанавливается в контролируемой среде, указатель – на панели приборов в кабине водителя. В процессе измерения датчик преобразует неэлектрическую величину контролируемого параметра (давление, температуру и т. д.). Электрический сигнал датчика передаётся по проводам в измерительную схему указателя, стрелка которого отклоняется пропорционально величине поступающего сигнала.
|
|
|
В сигнализирующих приборах указателем служит сигнальная лампа, снабжённая светофильтром определённого цвета. Датчики сигнализаторов работают как выключатели, замыкающие цепь сигнальных ламп при определённых условиях.
Основные КИП подразделяются на следующие группы:
1. Термометры – для измерения температуры
2. Манометры – для измерения давления
3. Указатели уровня топлива
4. Амперметры – для контроля зарядного режима АКБ
5. Спидометры – для измерения скорости и пройденного пути
6. Тахометры – для измерения частоты вращения коленвала
Термометры. На автомобилях применяются два типа термометров: термобиметалические импульсные и логометрические с терморезисторными датчиками.
Приборы второго типа обладают большой чувствительностью, надёжностью и не создают радиопомех, в связи с чем получают наибольшее распространение.
Терморезисторный датчик представляет собой латунный баллон 4 с резьбой для крепления в контролируемой системе. Таблетка терморезистора 1 прижимается ко дну баллона токоведущей пружиной 3, изолированной от стенки баллона бумажной втулкой 2. Через пружину терморезистор соединён со штекерным выводом 5, посредством которого датчик
соединяется с указателем. Через дно баллона терморезистор соединяется с корпусом автомобиля.
Лагометрический указатель представляет собой магнитоэлектрический прибор, в котором на состоящем из двух половин, скреплённых винтами, пластмассовом каркасе намотаны (проводом ПЭВ диаметром 0,1 мм) три измерительные катушки W1, W2, W3.
Работают термометры с логометрическим указателем и термо-
резисторным датчиком следующим образом. При увеличении
температуры окружающей среды увеличивается температура
терморезистора датчика, что приводит к уменьшению его соп-
|
|
|
ротивления. В результате увеличивается ток в катушке W1и
создаваемый ею магнитный поток Ф1. Токи катушек W2 и W3
и создаваемые ими магнитные потоки Ф2 и Ф3 остаются неиз-
менными. При этом увеличивается разность потоков Ф1 – Ф2
и изменяется направление результатирующего магнитного по-
тока Ф. Под действием этого потока магнит со стрелкой пово-
рачивается относительно шкалы прибора. Лагометрические
указатели УК 101, УК 105, УК 112, УК 120, УК 143, УК 145,
УК 270 работают в комплекте с датчиком ТМ 100. Указатели УК 191 и УК 193 работают в комплекте с датчиком ТМ 106 (автомобили ВАЗ).
Сигнализаторы аварийной температуры, устанавливаются в дополнение к термометрам для того, чтобы привлечь внимание водителя световым сигналом в случае повышения температуры до критического значения.
Манометры. Наибольшее распространение получили в настоящее время электрические манометры с реостатным датчиком и логометрическим указателем. Указатель и датчик включаются между собой последовательно. Питание к ним подаётся через выключатель зажигания. Реостатный датчик снабжён гофрированной мембраной закреплённой на основании с помощью стального ранта, на котором размещён реостат и передаточный механизм. В центре мембраны установлен толкатель, на который опирается регулировочным винтом рычажок. Рычажок воздействуя на опорную площадку, поворачивает ползунок реостата вокруг оси, преодолевая при этом усилие пружины. Для уменьшения влияния пульсаций давления на работу датчика в штуцере основания установлена дюза. В дюзе имеется стержень для прочистки отверстия в случае необходимости.
Логометрический указатель манометра имеет такую же конструкцию, что и логометрический указатель термометра. Работает манометр следующим образом. При увеличении давления контролируемой среды мембрана выгибается и через передаточный механизм давит на ползунок и перемещает его по реостату, уменьшая его сопротивление. С уменьшением сопротивления реостата, включённого параллельно катушке W1 указателя, изменяются токи, протекающие по катушкам W1, W2 и W3. В результате изменения токов результирующий магнитный поток, создаваемый токами катушек, меняет своё направление. При этом происходит перемещение магнита со стрелкой относительно шкалы в сторону больших значений давления.
|
|
|
При уменьшении давления мембрана под действием собственных упругих сил уменьшает величину выгиба, а ползунок под действием пружины перемещается по реостату в обратную сторону, увеличивая его сопротивление. Различные логометрические указатели давления (УК113, УК130, УК139, УК144, УК170) отличаются внешним исполнением, способом крепления, диапазоном шкалы.
Сигнализаторы аварийного давления, сообщают водителю о снижении давления в контролируемой системе ниже установленной нормы. Основным элементом сигнализатора давления является датчик, который устанавливается в контролируемую систему и содержит контакты, включённые в цепь сигнальной лампы. Схема включения сигнализаторов давления аналогична схеме включения сигнализаторов температуры.
Приборы измерения уровня топлива. Измерители уровня топлива состоят из датчика, который устанавливается в топливный бак, и указателя на приборной панели. В комплект измерителя входит реостатный датчик. Чувствительный элементом датчика является капроновый поплавок 1, закреплённый на рычаге 7. Рычаг закреплён снаружи корпуса на оси 2. Корпус состоит из двух половин 3 и 4 из цинкового сплава, скреплённых винтами 6. Внутри корпуса на той же оси закреплён бронзовый ползунок 9 реостата, соединённый с корпусом через проволочную петлю 8. При изменении уровня топлива ползунок скользит по обмотке реостата 12, которая навита на текстолитовой пластине 10 из нихромовой проволоки диаметром 0,2 мм и имеет полное сопротивление 60 Ом.
Амперметры, применяемые на автомобилях, показывают величину зарядного или разрядного тока АКБ. Амперметр включают последовательно с АКБ. Через него проходит зарядный и разрядный ток батареи, за исключением тока стартера и звуковых сигналов.
Наибольшее распространение получили магнитоэлектрические амперметры с неподвижным магнитом (АП112, АП251, АП109, АП170 и т.д.).
В основании 5 с помощью опоры-подпятника 8 установлена ось 7, на которой закреплены якорёк 6 и стрелка 2. Ток АКБ протекает через основание 5, включенное в цепь с помощью двух выводов 1. При отсутствии тока якорёк ориентируется постоянным магнитом 4 так, что стрелка располагается вертикально. При прохождении тока по основанию в зоне якорька возникает магнитный поток, направленный под углом 90о к потоку постоянного магнита. Результирующий поток поворачивает якорёк со стрелкой на некоторый угол. Чем больше протекающий ток, тем больше угол поворота стрелки. При изменении направления тока якорёк со стрелкой отклоняются в другую сторону. Магнитный шунт 3 устанавливается и компенсирует изменение температуры окружающей среды.
|
|
|
Спидометры и тахометры, применяемые на современных авто, подразделяются по принципу действия на магнитоиндукционные и электронные. Магнитоиндукционные приборы изготавливаются с двумя типами приводов: с гибким валом и с электроприводом.
Гибкие валы для привода спидометров и тахометров применяются, если длина трассы, по которой прокладывается гибкий вал, не превышает 3,55 м. При большей длине трассы рекомендуется применять электропривод.
Привод спидометра осуществляется от ведомого вала КПП или раздаточной коробки. Привод тахометра – от распределительного вала двигателя.
Спидометр магнитоиндукционного типа конструктивно объединяет два узла: скоростной и счётный. При использовании привода от гибкого вала вращение от него передаётся на валик 1 спидометра. Для смазки валика в хвостовой части установлена маслёнка из пропитанного маслом фетрового фитиля 2, который удерживается заглушкой 3.
С к о р о с т н о й у з е л содержит постоянный магнит 5 и магнитный шунт 4, жёстко закреплённые на валике 1. Магнит 3 вращается внутри чашеобразной алюминиевой картушки 6. Магнитный экран 7, выполненный из мягкой стали, концентрирует магнитное поле, создаваемое магнитом 5, в зоне картушки. Ось 8 со стрелкой 12 жестко закреплена на картушке. При вращении постоянного магнита 5 его магнитный поток пронизывает картушку, в результате чего в ней возникают вихревые токи, создающие собственное магнитное поле картушки. Взаимодействие магнитных полей магнита и картушки создаёт вращающий момент, действующий на картушку. Вследствие этого картушка, преодолевая упругую силу пружины 11, поворачивается на определённый угол. Вместе с картушкой на определённый угол относительно шкалы поворачивается стрелка.
С ч ё т н ы й у з е л спидометра приводится в действие с помощью понижающих червячных передач. Обычно счётные узлы спидометров содержат шесть барабанчиков. Через каждые 100 000 оборотов начального барабанчика, полный оборот которого соответствует расстоянию в один километр, все другие возвращаются в исходное положение и отсчёт показаний счётного узла начинается с нуля.
|
|
|
Электрический привод спидометра бывает двух типов: контактный и бесконтактный.
Контактный привод (спидометры СП134, СП125, СП119) состоит из двух частей: датчика, который преобразует постоянное напряжение бортовой сети в трёхфазное переменное напряжение, и приёмника – трёхфазного синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов.
Бесконтактный привод применяется в спидометре СП1155 (устанавливается на автомобилях КамАЗ).
Тахометры. Электронный тахометр ТХ193 (устанавливается на ВАЗ-2103 и ВАЗ-2106) имеет принцип действия, отличающийся от рассмотренных магнитоиндукционных приборов. В ней частота вращения коленчатого вала измеряется магнитоэлектрическим прибором путём регистрации импульсов тока, возникающих в первичной цепи системы зажигания при размыкании контактов прерывателя.
|
|
|
