Көлік құралдарындағы жылдамдық өлшегіштер

Кіріспе

Автомобильдегі жылдамдық көрсеткіші

Жылдамдық көрсеткіші – көлік құралының дереу жылдамдығын өлшеп, дисплейде көрсететін құрал. Қазіргі таңдағы барлық автомобильдерге орнатылған, алғаш рет 20 ғасырдың басында қосымша опция ретінде, ал 1910 жылдан бастап стандартты жабдық ретінде қолжетімді болды. Басқа көлік түрлері жылдамдықты анықтаудың әртүрлі тәсілдерін қолданатын жылдамдық көрсеткішіне ұқсас құрылғыларды пайдалануы мүмкін, мысалы, қайықтар – ағын өлшегішін, ал ұшақтар – жылдамдық көрсеткішін қолданады. Чарльз Бэббидж локомотивтерге орнатылатын жылдамдық көрсеткішінің алғашқы нұсқасын жасаған деп саналады. Электрлік жылдамдық көрсеткішін 1888 жылы хорват Йосип Белушич ойлап тапты және ол бастапқыда велоциметр деп аталды.

Операция

Спидометрді алғаш рет 1888 жылы Жосип Белушич (Джузеппе Белуссич) патенттеген. Ол өзінің өнертабысын 1889 жылы Парижде өткен Әлемдік көрмеде таныстырды. Оның өнертабысы электр қуатымен жұмыс істейтін көрсеткіш және магниттен тұрды. Неміс өнертапқышы Отто Шульце 1902 жылдың 7 қазанында өзінің нұсқасын (Белушичтің нұсқасы сияқты, екі айналмалы токпен жұмыс істейтін) патенттеді.

Механикалық

Көптеген жылдамдық өлкіштері көлік құралдарының беріліс жүйесіне қосылған тісті дөңгелектер арқылы қозғалатын айналмалы иілгіш кабельді пайдаланады. Дегенмен, ертедегі Volkswagen Beetle және көптеген мотоциклдерде алдыңғы дөңгелектен жететін кабель қолданылған. Кейбір ерте механикалық спидометрлер бу машиналарында қолданылатын регуляторға ұқсас принциппен жұмыс істеді, онда айналатын салмақ серіппеге қарсы жылдамдық артаған сайын одан әрі жылжуға мүмкіндік берді. Бұл қозғалыс жылдамдықты көрсету үшін көрсеткішке берілді. Содан кейін хронометриялық спидометр пайда болды, онда белгілі бір уақыт аралығында (кейбір Smiths спидометрлері секундының 3/4 бөлігін пайдаланды) жүрілген қашықтық өлшенді. Бұл мәлімет спидометр көрсеткішіне берілді. Хронометриялық спидометр тербеліске төзімді және 1970 жылдарға дейін мотоциклдерде қолданылды. Көлік қозғалыста болғанда, спидометр тісті дөңгелек жиынтығы спидометр кабелін айналдырады, ол өз кезегінде спидометр механизмін айналдырады. Спидометр кабеліне бекітілген кішкентай тұрақты магнит, аналогты спидометр құралындағы көрсеткіш білігіне бекітілген кішкентай алюминий тостағанмен (жылдамдық тостағаны) өзара әрекеттеседі. Магнит тостағанның жанынан айналғанда, өзгеретін магниттік өріс тостағанда едір ток тудырады, ол өз кезегінде тағы бір магниттік өріс тудырады. Нәтижесінде магнит тостағанға айналу моментін түсіреді, оны және осымен спидометр көрсеткішін айналу бағытында "сүйреп" алады, олардың арасында механикалық байланыс жоқ. Бұл жылдамдық өлкіштеріне қатысты көлік құралының типтік бекітуінің барлық аспектілерін қамтиды. БҰҰ ЕЭК ережелерінің басты мақсаты – автомобиль саудасын жеңілдету, әр түрлі елдерде әртүрлі бекіту процестерінен өтуді қажет етудің орнына, бірыңғай типтік бекіту стандарттарын келісу арқылы. Еуропалық Одаққа мүше мемлекеттер де ұқсас ЕО стандарттарына сәйкес келетін көлік құралдарына типтік бекіту беруі керек. Спидометрлерге қатысты ережелер БҰҰ ЕЭК ережелеріне ұқсас, олар: көрсетілген жылдамдық нақты жылдамдықтан ешқашан төмен болмауы керек, яғни дұрыс емес спидометр оқылымдарынан қасақана жылдамдық шегінен асып кетуге болмайды. Көрсетілген жылдамдық нақты жылдамдықтан 110%-дан аспауы керек, сондай-ақ белгіленген сынақ жылдамдықтарында. Мысалы, көрсетілген жылдамдық , жылдамдықтан жоғары болмауы керек. Стандарттарда дәлдік шектері және бекіту процесінде оны қалай өлшеудің көптеген егжей-тегжейлері көрсетілген. Мысалы, сынақ өлшемдері (көбінесе көлік құралдары үшін) , және белгілі бір қоршаған орта температурасы мен жол жапырынында жүргізілуі керек. Әртүрлі стандарттар арасында, мысалы, көлік құралының нақты жылдамдығын өлшейтін жабдықтың ең төменгі дәлдігі бойынша шағын айырмашылықтар бар. БҰҰ ЕЭК ережесі типтік бекітуден кейін жаппай өндірілетін көлік құралдарына қойылатын талаптарды жеңілдетеді. Өндірістің сәйкестігін тексеру кезінде көрсетілген жылдамдықтың жоғарғы шегі автомобильдер, автобустар, жүк көліктері және осыған ұқсас көліктер үшін 110%-ға дейін, ал ең жоғары жылдамдығы (немесе жылу қозғалтқышымен жабдықталған жағдайда, цилиндр көлемі 110%-дан жоғары) екі немесе үш дөңгелекті көліктер үшін 110%-ға дейін көтеріледі. Екі және үш дөңгелекті көліктерге қатысты 2000/7/EC Еуропалық Одақ директивасы өндірісте осыған ұқсас сәл жеңілдетілген шектеулерді көздейді.

Many speedometers use a rotating flexible cable driven by gearing linked to the vehicle's transmission. The early Volkswagen Beetle and many motorcycles, however, use a cable driven from a front wheel. Some early mechanical speedometers operated on the governor principle where a rotating weight acting against a spring moved further out as the speed increased, similar to the governor used on steam engines. This movement was transferred to the pointer to indicate speed. This was followed by the Chronometric speedometer where the distance traveled was measured over a precise interval of time (Some Smiths speedometers used 3/4 of a second) measured by an escapement. This was transferred to the speedometer pointer. The chronometric speedometer is tolerant of vibration and was used in motorcycles up to the 1970s. When the vehicle is in motion, a speedometer gear assembly turns a speedometer cable, which then turns the speedometer mechanism itself. A small permanent magnet affixed to the speedometer cable interacts with a small aluminium cup (called a speedcup) attached to the shaft of the pointer on the analogue speedometer instrument. As the magnet rotates near the cup, the changing magnetic field produces eddy current in the cup, which itself produces another magnetic field. The effect is that the magnet exerts a torque on the cup, "dragging" it, and thus the speedometer pointer, in the direction of its rotation with no mechanical connection between them. which covers those aspects of vehicle type approval that relate to speedometers. The main purpose of the UNECE regulations is to facilitate trade in motor vehicles by agreeing on uniform type approval standards rather than requiring a vehicle model to undergo different approval processes in each country where it is sold. European Union member states must also grant type approval to vehicles meeting similar EU standards. The ones covering speedometers are similar to the UNECE regulation in that they specify that:

The indicated speed must never be less than the actual speed, i. e. it should not be possible to inadvertently speed because of an incorrect speedometer reading. The indicated speed must not be more than 110 percent of the true speed plus at specified test speeds. For example, at , the indicated speed must be no more than
The standards specify both the limits on accuracy and many of the details of how it should be measured during the approvals process. For example, the test measurements should be made (for most vehicles) at , and at a particular ambient temperature and road surface. There are slight differences between the different standards, for example in the minimum accuracy of the equipment measuring the true speed of the vehicle. The UNECE regulation relaxes the requirements for vehicles mass produced following type approval. At Conformity of Production Audits the upper limit on indicated speed is increased to 110 percent plus for cars, buses, trucks, and similar vehicles, and 110 percent plus for two or three wheeled vehicles that have a maximum speed above (or a cylinder capacity, if powered by a heat engine, of more than ). European Union Directive 2000/7/EC, which relates to two and three wheeled vehicles, provides similar slightly relaxed limits in production.

Австралия

1988 жылдың шілдесіне дейін Австралияда спидометрлерге қатысты Австралиялық конструкциялық ережелер болған жоқ. Олар жылдамдық камералары алғаш қолданылған кезде енгізілді. Бұл дегеніміз, осы ескі көліктер үшін заңмен бекітілген дәл спидометрлер жоқ. 2007 жылдың 1 шілдесінен бастап немесе одан кейін өндірілген барлық көлік құралдары, сондай-ақ 2006 жылдың 1 шілдесінен бастап немесе одан кейін ұсынылған барлық көлік үлгілері БҰҰ ЕЭК 39 регламентіне сәйкес болуы керек. Осы мерзімге дейін, бірақ 1995 жылдың 1 шілдесінен кейін (немесе алдыңғы басқарумен жүретін жолаушылар көліктері және жолдан тыс жолаушылар көліктері үшін 1995 жылдың 1 қаңтарынан бастап) өндірілген көліктердегі спидометрлер бұрынғы Австралиялық конструкциялық ережеге сәйкес болуы керек. Бұл олардың 40 км/сағ жылдамдықтан жоғары жылдамдықтарда ±10% дәлдікпен жылдамдықты көрсетуін талап етеді, ал 40 км/сағ жылдамдықтан төмен жылдамдықтарда ешқандай нақтыланған дәлдік болмайды. Австралияда өндірілген немесе Австралия нарығына жеткізу үшін импортталған барлық көліктер Австралияның конструкциялық ережелеріне сәйкес болуы тиіс. Штаттар мен территориялардың үкіметтері жарияланған жылдамдық шектеулерінен асып кеткен жылдамдыққа қатысты төзімділік саясатын белгілей алады, бұл Викториядағы сияқты Австралиялық конструкциялық ережелерінің бұрынғы нұсқаларында рұқсат етілген 10%-дан төмен болуы мүмкін. Бұл кейбір пікір қақтығыстарына әкелді, себебі егер көлікте жылдамдықты төмен көрсететін спидометр орнатылған болса, жүргізуші жылдамдықты арттырып жатқанын білмей қалуы мүмкін.

Ұлыбритания

1986 жылғы жол көлік құралдарының (құрылысы мен пайдалануы) ережелері өзгертілген, ЕО Кеңесінің 75/443 директивасы (97/39 директивасымен өзгертілген) немесе БҰҰ ЕЭК 39 регламентінің талаптарына сәйкес келетін жылдамдық көрсеткіштерін пайдалануға рұқсат береді. 2001 жылғы "Автокөліктерді мақұлдау" ережесі жеке көлік құралдарын мақұлдауға мүмкіндік береді. БҰҰ ЕЭК регламенті мен ЕО директивалары сияқты, жылдамдық көрсеткішінің көрсеткіші нақты жылдамдықтан ешқашан кем болмауы тиіс. Дегенмен, ол олардан сәл өзгеше, себебі 25 миль/сағаттан 70 миль/сағатқа дейінгі (немесе көліктің максималды жылдамдығы одан төмен болса) нақты жылдамдықтар үшін көрсеткіш нақты жылдамдықтың 110% аспауы керек, сондай-ақ 6,25 миль/сағатқа дейін болуы мүмкін. Мысалы, егер көлік шындығында 50 миль/сағат жылдамдықпен жүрсе, жылдамдық көрсеткіші 61,25 миль/сағаттан жоғары көрсетілмеуі керек, ал 50 миль/сағаттан төмен болмауы тиіс.

Америка Құрама Штаттары

АҚШ-тағы федералды стандарттар коммерциялық көліктерде спидометр көрсеткіштерінде 50 миль/сағ жылдамдықта 5 миль/сағ дейін қатеге рұқсат береді. Шиналар мен доңғалақтың мөлшерін ауыстыру сияқты, немесе дифференциал қатынасын өзгерту сияқты, құрылтайдан кейінгі өзгерістер спидометрдің дұрыс еместігіне әкелуі мүмкін.

АҚШ-тағы ереже

1979 жылдың 1 қыркүйегінен бастап немесе одан кейін жасалған АҚШ автомобильдері үшін NHTSA жылдамдық көрсеткіштерінде 55 миль/сағ (90 км/сағ) жылдамдыққа ерекше назар берілуін және максималды жылдамдық 85 миль/сағ (136 км/сағ) көрсетілуін міндетті етті. 1982 жылдың 25 наурызында NHTSA бұл ережені күштен шығарды, себебі стандартты сақтаудан ешқандай "маңызды қауіпсіздік пайдасы" күтілмеді.