Схема счетчика оборотов двигателя

Схема счетчика оборотов двигателя

К сожалению, во многих отечественных и импортных автомобилях отсутствует один очень важный прибор — тахометр.

Предлагаю простой, но надежно работающий на моем автомобиле «Форд-Эскорт» электронный тахометр. За основу взята схема, опубликованная в [1]. Прибор имеет двухразрядный цифровой индикатор, показывающий число тысяч и .сотен оборотов в минуту. Питается тахометр от бортовой сети автомобиля и потребляет ток 0,45А. Принципиальная электрическая схема прибора изображена на рисунке.

Тахометр состоит из узла управления на ИМС DD1 и элементов DD2.1, DD2.3, DD2.4; двух генераторов на транзисторах VT1. VT4; входного формирователя импульсов — триггера Шмитта VT5, DD2.2; счетчика импульсов на ИМС DD3, DD4; промежуточной памяти на ИМС DD5, DD6; дешифратора на ИМС DD7, DD8 и индикатора HI.

Работа узла управления подробно описана в [I]. Мультивибратор на VT1, VT2 задает время измерения, а мультивибратор на VT3, VT4 определяет рабочий цикл прибора. Входной формирователь и счетчик собраны по типовой схеме и особенностей не имеют, поэтому сразу же начинают работать. В схему тахометра введена промежуточная память на триггерах для исключения мерцания цифр индикатора во время счета. Синхронизируются триггеры К155ТМ5 сигналом с вывода 8 DD1, проходящим через конденсатор С4 и DD9.1 для получения нужной длительности и фазы. Время рабочего цикла устанавливается подбором резистора R11, а время измерения — подбором резистора R7.

Для обычного автомобильного четырехтактного четырехцилиндрового двигателя применяется индуктивный датчик. Он представляет собой 50. 70 витков провода ПЭЛ 1.0, намотанных виток к витку на высоковольтном проводе, соединяющем распределитель зажигания с катушкой зажигания.

Один конец катушки датчика обязательно надо изолировать, а второй — соединить со входом тахометра.

Частота импульсов зажигания и число оборотов двигателя связаны между собой формулой: f=2n/60 где f — частота импульсов зажигания; n — число оборотов в минуту вала двигателя.

Так, значению числа оборотов 3000 соответствует частота импульсов 100 Гц. Но так как индикатор тахометра должен показывать в это время 3.0, на счетчик должно пройти только 30 импульсов из 100 в секунду. Поэтому время измерения в этом случае устанавливается 0,3 с. Время рабочего цикла должно быть в 10. 20 раз больше (3. 6 с).

Конструкция и детали. Двухразрядный цифровой индикатор болгарского производства VQE24 можно заменить двумя отечественными — АЛС324Б или АЛС342Б. Если заменить дешифраторы КР514ИД2 на К514ИД1, можно исключить из схемы резисторы R13. R19, R21. R27 и применить индикаторы АЛС324А с общим катодом. Все микросхемы серии 155 можно заменить на соответствующие серий 133, 555, 1533. Транзисторы КТ315 можно заменить на КТЗ 12, а КТ361 на КТ326. Диоды VD2, VD3 — — любые кремниевые: КД510, КД521, КД509. Конденсаторы С1, С2, С6 — К53-1, К53-14; СЗ, С5 — К73-17; остальные — КМ5, КМ6. ИМС стабилизатора напряжения DA1 —типа КР142ЕН5А, можно заменить на КР142ЕН5В.

Все детали электронного тахометра, кроме R1 и цифрового индикатора, размещены на двусторонней печатной плате размерами 60х115 мм. Плата помещена в корпус из полистирола размером 65х145х35мм. DA1 устанавливается на небольшом ребристом радиаторе. На резисторе R1 падает около 5 В, что существенно облегчает тепловой режим стабилизатора. Если все детали исправны, то прибор сразу же начинает работать. Налаживание заключается в следующем: на базу VT5 подается сигнал частотой 100 Гц, и подбором R7 устанавливаются показания индикатора 3.0, что соответствует 3000 об/мин.

В заключение хочу отметить, что по этой схеме моими знакомыми собраны несколько тахометров, отличающихся только конструктивно, и все они уже несколько лет отлично работают на различных автомобилях.

1. Широков Б. Цифровой тахометр//Радио. — 1983. — N9. — С.28-29.

2. Бирюков С. Цифровые устройства на интегральных микросхемах. — М.: Радио и связь, 1984.

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Схема подключения тахометра ВАЗ

Первым автомобилем из семейства «Жигули», оборудованным тахометром, стал ВАЗ 2103. Ни 2101, ни 2102 такого прибора не имели. Тахометр служит для измерения частоты вращения коленвала. Он является счётчиком оборотов, показывая их количество посредством отклонения стрелки шкалы на определённый угол. Также тахометр незаменим при настройке карбюратора — его показатели учитываются при регулировке холостого хода и качества топливной смеси.

Схема подключения тахометра ВАЗ-2106

«Шестёрки» комплектовались тахометром модели ТХ-193. Такой тахометр состоит из:

• пластикового цилиндрического корпуса со стеклодержателем;
• шкалы, разделённой на зоны безопасного и опасных режимов;
• лампы подсветки;
• миллиамперметра, на валу которого закреплена стрелка;
• электронной печатной платы.

Принцип его работы построен на измерении количества импульсов электрического тока в первичной (низковольтной) цепи системы зажигания автомобиля. В двигателе ВАЗ 2106 за один оборот вала трамблёра, соответствующий двум вращениям коленчатого вала, контакты в прерывателе замыкаются и размыкаются ровно четыре раза. Эти импульсы снимаются прибором с конечного вывода первичной обмотки катушки зажигания. Проходя через детали электронной платы, их форма из синусоидальной преобразуется в прямоугольную, имеющую постоянную амплитуду. С платы ток поступает на обмотку миллиамперметра, где в зависимости от частоты следования импульсов, увеличивается, или уменьшается. Стрелка прибора реагирует именно на эти изменения. Чем больше сила тока, тем больше стрелка отклоняется право и наоборот.

Подключение тахометра в карбюраторных ВАЗ 2106

Электрическая цепь счётчика оборотов карбюраторной «шестёрки»

В бесконтактной системе зажигания тахометр подключается не к катушке, а к коммутатору

Подключение тахометра в инжекторных ВАЗ

Нужно учитывать, что цвета проводов и их назначение может отличаться в зависимости от производителя девайса, но для стандартного устройства «TX-193», которое обычно используется в «шестерках», схема такова:

• Кабель белого цвета необходимо для соединения подсветки.
• Провод красного цвета подключается к замку зажигания, для этого используется предохранитель, этот кабель подает питание при активированном зажигании.
• Кабель белого цвета с черной поломкой необходим для подключения к кузову авто.
• Коричневый проводок подключается к выводу К+ на катушке.
• Проводок черного цвета подключается к реле индикатора зарядного тока. Последний, в свою очередь, установлен справа в моторном отсеке.
• Серо-черный кабель необходим для соединения с регулятором давления моторной жидкости, установленным слева от мотора.

Схема подключения тахометра ВАЗ-2108 и 2109

Сразу отметим, что здесь не играет особой роли система подачи топлива – инжектор или карбюратор. Как известно, в настоящее время наиболее распространенными являются автомобили со следующими типами двигателя: бензиновые или дизельные. В зависимости от этого и подбирается тахометр, если, конечно, он не идет в стоковой версии. Все дело в том, что на бензиновых двигателях тахометр считывает данные с катушки зажигания, вернее, возникающие здесь импульсы. Однако конструкция дизельных силовых установок не предусматривает этого узла. Соответственно, здесь тахометр считывает импульсы не с катушки зажигания (за неимением таковой), а генератора.

Первые два провода (12-вольтовый и Сигнал) – к контактам «Б» и «К» катушки зажигания соответственно. Осталось закрепить массу в любом удобном месте.

Схема подключения тахометра ВАЗ-2110

1. тахометр ВАЗ;
2. маршрутный компьютер;
3. контроллер ЭСУД;
4. датчик положения коленвала;
5. модуль зажигания.

Тахометр ВАЗ 2110 – с четырьмя выводами: если он стоит на машине с впрыском, то подключен не к зажиганию (вх. 2), а к контроллеру ЭСУД предусмотренным для этого дополнительным выводом (вх. 1) – и в этом случае считывает количество импульсов оборотов непосредственно с контроллера. Он получает сигнал о положении вала.

Принципиальная схема электроники тахометра

Подключение современных электронных тахометров:

Тахометр, предназначенный для 4-х цилиндрового двигателя, поставить на другой нельзя, потому что показания будут ложными. Поэтому подбирайте тахометр в соответствии с маркой автомобиля и количеством цилиндров.

Про датчик тахометра ДПКВ

У тахометра есть датчик (датчик положения коленчатого вала — ДПКВ). Это устройство служит не только для того, чтобы считать обороты коленвала, но и определять его положение в определённый момент, что необходимо электронному блоку управления для обеспечения правильной работы силового агрегата. При прохождении рядом с сердечником датчика металлического предмета в нём образуется электрический импульс, который передаётся на электронный блок управления двигателем. Роль такого предмета в силовом агрегате авто играет зубчатая шестерня коленвала.

Почему прыгает тахометр ВАЗ

Очень часто случается такое, что стрелка начинает дергаться. Если автомобиль инжекторный, то поиск неисправности заключается в том, чтобы подключить диагностический сканер и проверить системы двигателя. Скачки стрелки ТХ-193 в большинстве случаев также являются симптомом неисправностей, связанных с его электрической цепью. Причинами такого поведения прибора могут быть:

1. отсутствие хорошего контакта на минусовой клемме аккумулятора;
2. окисление или подгорание коричневого провода на катушке зажигания;
3. подгорание или износ контактов крышки распределителя зажигания, или бегунка;
4. износ подшипника вала трамблёра;
5. замыкание красного провода, питающего прибор, на «массу» автомобиля;
6. неисправность датчика положения коленчатого вала (для инжекторных двигателей).

Решается подобная проблема путём зачистки контактов, замены крышки распределителя зажигания, бегунка, опорного подшипника, восстановления целостности изоляции питающего провода прибора, замены датчика коленвала.

Ещё скачок может быть обусловлен неработоспособностью конденсатора, расположенном в нижней части прерывателя. Конденсатор может быть пробитым либо его контакт очень слабый.

Если не работает тахометр на ВАЗ

Обычно, отсутствие реакции стрелки связано с нарушением контакта в разъёмах основных проводов его подключения, или же повреждением проводки цепи. Первым делом следует:

• Осмотреть крепление проводника в изоляции коричневого цвета к выводу «К» на катушке зажигания. При выявлении плохого контакта, следов окисления, подгорания провода или вывода, устранить проблему путём зачистки проблемных участков, обработки их антикоррозионной жидкостью, подтягивания гайки крепления.
• Проверить надёжность соединения чёрно-белого провода с «массой» автомобиля. В случае обнаружения нарушения контакта, зачистить провод и поверхность, к которой он крепится.
• При помощи тестера определить, поступает ли напряжение при включённом зажигании на красный провод. Если напряжения нет, проверить исправность предохранителя F-9, отвечающего за целостность цепи панели приборов, а также состояние контактов замка зажигания.
• Разобрать панель приборов и проверить соединения контактов в колодке жгута проводов тахометра. «Прозвонить» тестером все провода, идущие к прибору.

Тахометр

В последнее время стала очень актуальна проблема контроля оборотов двигателя автомобиля. Ранее предложенные схемы [1, 2] имеют ряд недостатков, связанных с большим количеством элементов, большим потребляемым током и возможностью контроля оборотов двигателя только в цифровой форме. Предлагается еще один вариант тахометра, обеспечивающего:
— контроль оборотов как в цифровой, так и в визуальной форме;
— минимальный потребляемый ток, зависящий исключительно от применяемых светодиодов;
— приемлемую точность и простоту наладки при использовании пяти ИМС серий 176 и 561.

Принципиальная схема устройства изображена на рис.1. Сигнал с датчика оборотов В1 попадает на формирователь импульсов, собранный на элементах DD6.1; DD6.2, R2, R3. Элементы С4. Rl. VD14, VD15 ограничивают сигнал датчика на уровне 9 В.

Сформированный сигнал поступает на вход счетчика, собранного на элементах DD1, DD2. Дешифраторы на ИМС DD3, DD4 преобразуют двоично-десятичный код счетчиков в код семисегментного индикатора, а также обеспечивают промежуточную память, исключая тем самым мерцание цифр во время счета. Работой устройства управляет генератор на элементах DD6.3, R5. R7, С7, VD16. Форма выходных импульсов генератора изображена на рис.2.

После подачи питания короткий импульс «записи» осуществляет запись в ИМС DD3, DD4 случайной информации. Дальше производится сброс счетчиков DD1, DD2 коротким импульсом «сброса» длительностью около 1 мкс, образованным цепочкой С8, R8, и подсчет импульсов с датчика оборотов за период 0,3 с.

За 0,03 с до истечения этого времени происходит запись в DD3, DD4 содержимого счетчиков DD1, DD2 с одновременной индикацией на индикаторе HG1 текущего числа оборотов двигателя. Операция обеспечивается коротким импульсом (=1 мкс), образованным цепочкой С9, R9.

Визуальное восприятие числа оборотов дает устройство, выполненное на ИМС DD5. Чем выше обороты, тем выше столбик горящих светодиодов. Зеленая зона — нормальное число оборотов, желтая — критическое, красная — предел. В качестве DD5 применена поликомпараторная ИМС К1003ПП1. Схема его включения и принцип работы подробно описаны в литературе [З]. Высота столбика светящихся светодиодов зависит от напряжения на выводе 17 DD5, которое зависит от частоты оборотов. Преобразование частота-напряжение обеспечивают элементы VT1, R10. R13,C5,C6.

Конструкция и детали. Возможная замена указанных на схеме элементов: HG1 — на любые два светодиодных индикатора с общим катодом типа АЛС324А; DD3, DD4 — на К176ИДЗ; DD1, DD2 — на К561ИЕ11 (но придется немного переделать схему и плату); VT1 — КТ315А. Г, КТ3102; КТ503; КТ645; К.Т634. Датчик оборотов представляет собой 50. 70 витков провода ПЭВ-1 00.5. 1,0 мм, уложенных виток к витку на высоковольтном проводе от бобины к распределителю.

Один конец датчика подключается к схеме, другой изолируют и никуда не подключают. Все электролитические конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение не ниже 16 В. DD6 серии К561ТЛ1 заменять не рекомендуется. DA1 лучше установить на небольшой ребристый радиатор. VD2. VD13 — любые светодиоды (прямоугольные или круглые) соответствующего цвета. Лицевая панель тахометра изображена на рис.3.

Настройка. В точку А подается сигнал частотой 100Гц. Подстраивая резистор R3, добиваются на выходе DD6.2 появления устойчивого сигнала. Подстройкой резистора R5 добиваются показания индикатора 3.0, что соответствует 3000 об/мин. Далее по нижеприведенной формуле определяют минимальные и максимальные обороты, т.е. их эквивалентные частоты: N=2n/60, где N — частота импульсов зажигания (точка А); n — частота оборотов вала двигателя.

Подавая частоту, соответствующую максимальным оборотам, резистором R11 добиваются зажигания VD13. Теперь, подавая частоту минимальных оборотов, контролируют зажигание светодиода VD2. Если он не зажигается, подбирают R10. На этом настройка считается законченной. Если не нравится столбик горящих светодиодов, можно предложить «перемещающуюся точку». В этом случае VD2. VD13 подключают согласно [З].

Если предусмотреть переключатель S1 как изображено на рис.4, DD5 может выполнять функцию как тахометра, так и индикатора напряжения бортовой сети автомобиля. Элементы VD* и R* обеспечивают на выводе 17 DD5 изменение напряжения в пределах О. 6 В при изменениях напряжения в бортовой сети автомобиля. От VD* зависит диапазон изменений напряжения (смотри таблицу). При настройке с помощью R* добиваются правильности показаний DD5.

Литература
1. Кравчук В. Тахометр. — Радиолюбитель, 1997, N 6, С. 31.
2. Рубцов В. Цифровой тахометр. — Радиолюбитель, 1997, N 5, С.24.
3. Шустов М. Применение поликомпараторных микросхем в технике связи.—Радиолюбитель, 1997.N6, С.13.
4. Цифровой тахометр. — Радио. 1993,N9,C.28-29.
5. Бирюков С.А. Цифровые устройства на МОП-ИМС.

Тахометр

В последнее время стала очень актуальна проблема контроля оборотов двигателя автомобиля. Ранее предложенные схемы [1, 2] имеют ряд недостатков, связанных с большим количеством элементов, большим потребляемым током и возможностью контроля оборотов двигателя только в цифровой форме.

Предлагается еще один вариант тахометра, обеспечивающего:
— контроль оборотов как в цифровой, так и в визуальной форме;
— минимальный потребляемый ток, зависящий исключительно от применяемых светодиодов;
— приемлемую точность и простоту наладки при использовании пяти ИМС серий 176 и 561.

Принципиальная схема устройства изображена на рис.1. Сигнал с датчика оборотов В1 попадает на формирователь импульсов, собранный на элементах DD6.1; DD6.2, R2, R3. Элементы С4. Rl. VD14, VD15 ограничивают сигнал датчика на уровне 9 В.

Сформированный сигнал поступает на вход счетчика, собранного на элементах DD1, DD2. Дешифраторы на ИМС DD3, DD4 преобразуют двоично-десятичный код счетчиков в код семисегментного индикатора, а также обеспечивают промежуточную память, исключая тем самым мерцание цифр во время счета. Работой устройства управляет генератор на элементах DD6.3, R5. R7, С7, VD16. Форма выходных импульсов генератора изображена на рис.2.

После подачи питания короткий импульс «записи» осуществляет запись в ИМС DD3. DD4 случайной информации. Дальше производится сброс счетчиков DD1, DD2 коротким импульсом «сброса» длительностью около 1 мкс, образованным цепочкой С8, R8, и подсчет импульсов с датчика оборотов за период 0,3 с.

За 0,03 с до истечения этого времени происходит запись в DD3, DD4 содержимого счетчиков DD1, DD2 с одновременной индикацией на индикаторе HG1 текущего числа оборотов двигателя. Операция обеспечивается коротким импульсом (=1 мкс), образованным цепочкой С9, R9.

Визуальное восприятие числа оборотов дает устройство, выполненное на ИМС DD5. Чем выше обороты, тем выше столбик горящих светодиодов. Зеленая зона — нормальное число оборотов, желтая — критическое, красная — предел. В качестве DD5 применена поликомпараторная ИМС К1003ПП1. Схема его включения и принцип работы подробно описаны в литературе [З]. Высота столбика светящихся светодиодов зависит от напряжения на выводе 17 DD5, которое зависит от частоты оборотов.

Преобразование частота-напряжение обеспечивают элементы VT1, R10. R13,C5,C6.

Конструкция и детали.
Возможная замена указанных на схеме элементов: HG1 — на любые два светодиодных индикатора с общим катодом типа АЛС324А; DD3, DD4 — на К176ИДЗ; DD1, DD2 — на К561ИЕ11 (но придется немного переделать схему и плату); VT1 — КТ315А. Г, КТ3102; КТ503; КТ645; К.Т634. Датчик оборотов представляет собой 50. 70 витков провода ПЭВ-1 00.5. 1,0 мм, уложенных виток к витку на высоковольтном проводе от бобины к распределителю.

Один конец датчика подключается к схеме, другой изолируют и никуда не подключают. Все электролитические конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение не ниже 16 В. DD6 серии К561ТЛ1 заменять не рекомендуется. DA1 лучше установить на небольшой ребристый радиатор. VD2. VD13 — любые светодиоды (прямоугольные или круглые) соответствующего цвета. Лицевая панель тахометра изображена на рис.3.

Настройка.

В точку А подается сигнал частотой 100Гц. Подстраивая резистор R3, добиваются на выходе DD6.2 появления устойчивого сигнала. Подстройкой резистора R5 добиваются показания индикатора 3.0, что соответствует 3000 об/мин. Далее по нижеприведенной формуле определяют минимальные и максимальные обороты, т.е. их эквивалентные частоты.

N=2n/60,
где N — частота импульсов зажигания (точка А); n — частота оборотов вала двигателя.