Jak mechanické počítadla kilometrů počítají míle: Převody, poměry a konec analogové éry

0
6

Mechanické počítadla kilometrů měří ujeté kilometry po celá staletí. Samozřejmě se jedná o umírající druh technologií, ale buďme upřímní – jsou nekonečně chladnější než jejich digitální protějšky právě díky své neuvěřitelné jednoduchosti. Mechanické počítadlo kilometrů není nic jiného než převodový pohon s obrovským převodovým poměrem. Není zde žádný kód. Žádný software. Jen mosaz, ocel a fyzika dělají všechnu těžkou práci.

Konkrétní příklad, který jsme pro tento článek rozebrali, má ohromný převodový poměr 1690:1. Toto číslo se zdá abstraktní, dokud nepochopíte, co ve skutečnosti znamená. To znamená, že vstupní hřídel připojená k převodovce se musí otočit přesně 1 690krát, než počítadlo kilometrů ukáže na číselníku jednu míli. Jedna míle. Těchto 1 690 otáček převodovky je přenášeno řadou ozubených kol, která otáčejí jehlou nebo roztáčí buben. Toto je inženýrské umění.

Tyto mechanické zázraky mizí. Digitální počítadla kilometrů je nahrazují téměř ve všech nových vozech. Proč? Protože digitální zařízení nabízejí více funkcí a jejich výroba je výrazně levnější. Jsou účinné. Jsou praktické. Ale v žádném případě nejsou tak cool. Ve sledování fyzického mechanismu, který měří vzdálenost, je romantika, když víte, že každé kliknutí je specifickou interakcí kovových částí.

V tomto podrobném návodu odstraníme plastové kryty. Podíváme se do mechanického počítadla kilometrů, abychom viděli, jak jsou tato ozubená kola vzájemně propojena. Poté se přesuneme do dnešní reality a diskutujeme o tom, jak digitální počítadla kilometrů vlastně fungují, proč jsou vítězem a co jsme při přechodu ztratili.

Anatomie mechanického počítadla kilometrů

Abyste pochopili, jak fungují, musíte přestat přemýšlet o elektronice a začít přemýšlet o pákách. Hlavní součástí je převodový pohon. Jde o řadu převodů, z nichž každý snižuje otáčky toho předchozího a přidává trochu točivého momentu, ačkoli točivý moment zde není hlavním cílem. Hlavním cílem je přesnost.

Vstupní hřídel se otáčí rychlostí přímo úměrnou rychlosti kol. Pokud jsou vaše pneumatiky správné velikosti a jedete konstantní rychlostí, tato hřídel se bude předvídatelně otáčet. Převodovka tuto rychlou rotaci přebírá a výrazně ji zpomaluje. V našem příkladu je zapotřebí 1690 vstupních otáček k dokončení jedné výstupní otáčky bubnu 100 000 mil.

Tento poměr je přesný. Je kalibrován během výroby, aby zohlednil přijatelné odchylky velikosti pneumatik. Pokud jsou vaše pneumatiky větší než ty původní, inspektor podcení váš kilometrový výkon. Pokud je jich méně, přeceňujte je. To je zásadní chyba mechanického systému – vychází spíše z fyziky spojky než z externí kalibrace.

Čísla na přední straně se obvykle nacházejí na kotoučích podobných těm, které se používají ve starých mechanických loterijních automatech nebo hotelových klíčích. Každý válec má deset stran, očíslovaných od nuly do devíti. Když se spodní buben plně otočí, zatlačí malou tyč nebo kolík do bubnu nahoře a posune jej o jedno číslo dále. Jedná se o přenosový systém. Jen. Spolehlivý. Těžko se zlomit, pokud ho nerozbijete kladivem.

Proč vyhrály digitální počítadla kilometrů

Když jsou mechanické počítadla kilometrů tak odolné, přehledné a zábavné, proč jich není více? Odpovědí je cena. Výroba

Mechanická počítadla kilometrů nespoléhají na digitální signály. Jsou poháněny flexibilním kabelem skládajícím se z pevně vinuté pružiny. Tento kabel vede uvnitř ochranné kovové trubky, často potažené pryží pro větší odolnost. Na jízdním kole se malé kolo otáčí proti plášti, což způsobuje otáčení lanka. Převodový poměr počítadla kilometrů musí být přesně zkalibrován na velikost toho malého kola. Auta mají jiný přístup. Ozubené kolo je připojeno k výstupnímu hřídeli převodovky pro přímé otáčení lanka.

Kabel je veden do palubní desky. Tam se připojuje ke vstupní hřídeli počítadla kilometrů.

Přenos

Tento počítadlo kilometrů využívá řadu tří šnekových převodů k dosažení převodového poměru 1690:1. Vstupní hřídel pohání první šnek. Šnek otáčí ozubeným kolem. Každá celá otáčka šneku otočí pouze jeden zub ozubeného kola. Toto ozubené kolo otáčí druhým šnekem. Další červ otočí další rychlostní stupeň. Tento poslední převod otáčí poslední šnek. Poslední šnek pohání poslední rychlostní stupeň. Tento převod je spojen s ukazatelem desetin míle.

Podívejte se zblízka na ozubená kola uvnitř. Každé kolečko indikátoru má speciální řadu kolíků vyčnívajících z jedné strany. Na opačné straně je jeden pár dvou kolíků. Jedná se o jednoduché mechanické „podání ruky“.

Když se jehla otáčí, tato dvojice čepů prochází přes bílá plastová ozubená kola. Jeden ze zubů ozubeného kola prokluzuje mezi dvěma čepy. Ozubené kolo se otáčí synchronizovaně se šipkou, dokud kolíky neprojdou. Tato interakce je srdcem mechanismu.

Tím ale pohyb nekončí.

Toto ozubené kolo také zabírá kolík na nejbližší větší stupnici indikátoru. Výsledek? Desátá revoluce. Jedná se o kaskádový efekt. Každý číselník ovládá další a posouvá čísla dopředu v přesných mechanických krocích. Žádná elektronika. Jen zuby a čepy.

Překlápěcí efekt není jen vizuální anomálie. Když počítadlo kilometrů dosáhne kulatého čísla (např. 20 000 mil), můžete zaznamenat mírný posun, který je způsoben převodem. V bílých pomocných ozubených kolech je velmi malá vůle, což způsobuje, že čísla nejsou v určitých okamžicích zarovnaná. Obvykle se čísla znovu seřadí až po dosažení 21 000.

Mechanické počítadla kilometrů lze vrátit zpět. U starších aut by couvání mohlo skutečně způsobit snížení měřiče. Někteří výrobci přidali mechanismy, které tomu mají zabránit, aby se počet najetých kilometrů mohl jen zvyšovat. Možná jste viděli scénu z filmu Ferris Bueller’s Holiday, kde auto stojí na kraji silnice a jeho kola se točí dozadu. Ve skutečnosti by to mělo způsobit, že se počítadlo kilometrů vrátí zpět. Dalším trikem bylo připojit kabel počítadla kilometrů k vrtačce a spustit jej obráceně.

To fungovalo u starších mechanických zařízení. To neplatí pro nové elektronické systémy.

Počítačové počítadla kilometrů

Pokud zajdete do cykloprodejny, nenajdete tam tachometr na kabel. Najdete zde cyklocomputer. Kola používají magnety a rám používá senzory. Pokaždé, když se kolo otáčí, magnet prochází přes snímač a vytváří rázové napětí. Počítač počítá tyto pulsy a vypočítává ujetou vzdálenost.

Tato zařízení musí být naprogramována podle obvodu kola. Pokaždé, když počítač zaznamená impuls, přičte tuto vzdálenost k celkové ujeté vzdálenosti.

Moderní auta používají stejnou logiku. Místo magnetů používá výstupní hřídel převodovky magnety a magnetické senzory. Některé systémy používají optické senzory, jako jsou štěrbinová ozubená kola nebo senzory podobné těm, které se používají u počítačových myší. Palubní počítač vozidla rozpozná vzdálenost odpovídající každému pulzu a podle toho aktualizuje počítadlo kilometrů.

Zde je však důležitý jeden rozdíl. Údaje o ujetých kilometrech se nepřenášejí přes otočný kabel. Jsou odesílány z řídicí jednotky motoru (ECU) do přístrojové desky přes jednodrátovou komunikační sběrnici. Auto je v podstatě lokální síť.

Mezi zařízení připojená k této síti patří:

  • Řídicí jednotka motoru (ECU)
  • Klimatizační systém
  • Palubní deska
  • Ovládání elektricky ovládaných oken
  • Rádiový přijímač
  • Protiblokovací brzdový systém (ABS)
  • Řídicí modul airbagu
  • Řídicí jednotka karoserie
  • Řídicí jednotka převodovky

Mnoho vozidel používá protokol SAE J1850, aby tyto moduly mohly mezi sebou komunikovat.

ECU počítá každý pulz. Vede hlavní evidenci celkových ujetých kilometrů. To ztěžuje přetáčení počítadla kilometrů. Pokud se někdo pokusí změnit hodnoty na palubní desce, hodnoty v ECU budou nekonzistentní. Tuto uloženou hodnotu může váš prodejce přečíst pomocí diagnostického počítače.

ECU odesílá datové pakety několikrát za sekundu. Každý paket obsahuje hlavičku identifikující informaci o vzdálenosti a skutečně ujetou vzdálenost. Palubní počítač hledá tento konkrétní balíček. Když nějakou detekuje, aktualizuje zobrazení. Digitální přístrojové desky jednoduše ukazují nové číslo. Analogové počítadla kilometrů používají malý krokový motor k otáčení ručičky.

Další informace

Související články HowStuffWorks

  • Jak fungují převodové poměry?
  • Jak fungují počítače v autech
  • Jak fungují stěrače?
  • Jak fungují elektrické dveřní zámky?
  • Jak fungují elektrická okna
  • Jak funguje palivoměr?
  • Jak funguje kolo?
  • Vysvětlení převrácení vozidla
  • 1967 Pontiac GTO: Vysvětleno
  • Oldsmobile Cutlass 442 z roku 1965
  • 1967 Shelby GT 500: Vysvětleno

Další užitečné odkazy

  • Historie počítadla kilometrů
  • Program kalibrace rychloměru/počítadla kilometrů
  • Auta pro začátečníky: Elektrický systém (přehled)
  • Federální zákony proti manipulaci s počítadly kilometrů
  • Efekt počítadla kilometrů pro sekvenční LCD displeje