Производители маломерных судов, на которых предусмотрена установка подвесных моторов, не комплектуют свои изделия силовой установкой. Выбор марки и модели двигателя оставляют за водомоторником.
Любая пара лодка – двигатель требует регулировки и настройки. Если настройкой автомобилей занимается производитель, то настройкой лодки в паре с мотором приходится заниматься их владельцу. Для регулировки работы мотора используют специальное устройство, которое называется тахометр.
Назначение тахометра
Тахометр является измерительным прибором, предназначенным для установления частоты вращения крутящихся деталей. Он измеряет частоту вращения роторов, валов, дисков и других узлов. В лодочном моторе меряет скорость вращения коленчатого вала. Измерение скорости проводится в оборотах в минуту.
С помощью тахометра можно выполнить следующие задачи:
- определить максимальные обороты, которые может развивать мотор;
- контролировать и регулировать обороты двигателя;
- подбирать гребной винт в зависимости от оборотов двигателя.
Это повышает общий ресурс мотора. Кроме того, тахометры имеют дополнительную функцию: они учитывают общее время наработки, выраженное в моточасах.
Принцип работы
Частота вращения коленвала связана с числом импульсов, подаваемых на свечи зажигания для воспламенения топливной смеси в камере сгорания. Чтобы правидьно выбрать такой прибор как тахометр, рассмотрим основные нюансы его работы:
Как выбрать тахометр
Рынок аксессуаров и устройств для лодок и моторов разнообразен. Имеются модели известных брендов, недорогих малоизвестных фирм и низкокачественные подделки. Выбирая модель тахометра необходимо учитывать следующие факторы:
Установка и настройка
В зависимости от типа управления мотором тахометр может быть установлен на румпеле или приборной панели лодки. Длина проводов должна позволять установить тахометр в выбранном месте.
Если установка предполагается на панели, то в ней вырезается отверстие необходимого диаметра. Устанавливают тахометр на приборной панели или на самом моторе с помощью специальных элементов. Подключение тахометра к мотору зависит от наличия компонентов питания:
- при отсутствии в тахометре батареи кабель подключают непосредственно к клеммам катушки;
- при наличии в тахометре элементов питания, он подключается к жгуту свечных проводов.
Соединение должно осуществляться при неработающем двигателе. Провод прокладывают с учетом отсутствия касания с горячими или движущимися узлами и деталями мотора.
Настройка тахометра предполагает следующие действия:
- В универсальном тахометре необходимо установить переключатель в нужное положение, определяющее тип мотора (двухтактный или четырехтактный), количество контактов на катушке зажигания. Инструкция подробно описывает последовательность подключения проводов к контактам катушки.
- Тахометр для определенного типа или модели мотора должен сразу показывать количество оборотов, указанных в паспорте мотора. При наличии различий в показаниях тахометра с требуемыми по инструкции необходимо отрегулировать количество оборотов на холостом ходу.
Топ-5 популярных моделей
Производители лодочных моторов сами не выпускают тахометры под своим брендом. Это делают компании партнеры. При этом одна компания может выпускать тахометры для нескольких брендов.
Рассмотрим самые известные из них:
Применение тахометра оправдано всегда. При настройке двигателя и использовании винта с нужными параметрами управление и эксплуатация лодки с мотором будут дарить только положительные моменты.
Лодочный мотор устроен гораздо проще, чем автомобильный. Именно поэтому изготовители часто не обременяют себя установкой измерительных приборов на устройство.
Ведь в таком случае его стоимость несколько возрастет. Однако порой необходимо измерить все показатели, дабы контролировать качество и надежность работы устройства. Для этого потребуются специальные приборы - тахометры. С их помощью Вы узнаете о состоянии мотора, его проблемах и текущих значениях.
Об устройстве
Сами тахометры простые и компактные. Устройство изготовлено специально для установки на лодочный мотор. При этом стоит отметить, что данный процесс очень простой и не потребует каких-либо дополнительных навыков. Не потребуется вмешательство в работу двигателя. Сам тахометр весит всего 65-70 гр, но при этом является устойчивым к внешним раздражителям и воде.
Для того чтобы узнать количество оборотов применяется метод индукции. Тахометр считывает проходящие импульсы. Этот процесс происходит сквозь изоляционный материал. Более того, так определяется не просто число оборотов, но и время работы устройства. Полученная информация выводится на экран. При этом если количество оборотов будет показано и в момент работы мотора, то для того, чтобы увидеть моточасы необходимо будет его выключить. При этом их значение подсчитывается за определенный промежуток (день, неделя). После просмотра такие данные можно сбросить, однако общее количество моточасов убрать нельзя.
Применение
Сам тахометр чаще всего используют для подсчета оборотов. Обычно этот процесс особенно актуален на начальном этапе эксплуатации, когда только происходит обкатка устройства. Необходимо определить насколько реальные показатели отличаются от заявленных, которые прописаны в техпаспорте. Если разрыв будет велик, то мотор будет не так эффективен и производителен, лучше всего отдать его специалисту. Скорее всего, в случае большой разницы между заявленными и реальными данными может быть некий дефект, который следует немедленно устранить.
Кроме того, увидев такой показатель можно примерно рассчитать то, насколько будет хватать топлива, и как долго Вы сможете оставаться на воде, не используя дополнительные ресурсы. Применение тахометра также помогает минимизировать затраты на лодку. Ведь можно рассчитать количество оборотов, при которых устройство двигается достаточно быстро, но при этом не потребляет большое количество горючего.
Можно выделить следующие типы данного устройства:
Универсальный;
Предназначенный для двухтактных моделей;
Используемый для четырехтактных.
Кроме этого, различают аналоговый и цифровой тахометр. В первом случае обороты демонстрируются на индикаторе, а во втором на специальном дисплее.
Выбор необходимого прибора
Сейчас существует целое множество моделей как отечественных, так и иностранных производителей. Обращайтесь в нашу компанию «Румпель-ленд», где вся продукция имеет соответствующую сертификацию, а также отвечает всем требованиям качества и безопасности. В целом, при покупке советуем обращать внимание на следующие показатели:
Функциональные способности (более старые модели демонстрируют исключительно рабочие показатели и узнать минимальные и максимальные значения у них просто невозможно, также обращайте внимание, чтобы была возможность отследить давление масла и температуру);
Легкость в монтаже и дальнейшей эксплуатации;
Технические параметры должны быть на уровне показателей мотора;
Размер и стоимость устройства;
Качество и четкость экрана;
Герметичность тахометра;
Продуктивность (не все функции способны работать в полной мере без дополнительных датчиков).
Учитывая все эти параметры, Вам будет гораздо проще подобрать себе необходимое устройство, которое не просто подойдет к лодке, но и соответствует всем современным требованиям. В таком случае оно стабильно прослужит долгие годы.
Особенности настройки
Для начала необходимо сверить насколько совпадает количество оборотов двигателя при холостой работе и показаниями тахометра в аналогичном режиме. Если Вы заметите существенную разницу, то загляните в инструкцию, где должны быть указания на этот случай. Воспользовавшись несложными советами, получится быстро синхронизировать все показатели.
В случае наличия собственного источника питания монтаж тахометра будет еще проще. Для этого не потребуются дополнительные инструменты или сложные приспособления. Провод, который исходит из самого аппарата, необходимо примотать к другому, идущему к свечам зажигания. Необходимо совершить 4-5 оборотов, после чего полученная конструкция скрепляется при помощи скотча.
Затем закрепляется непосредственно устройство. В качестве подручного средства подойдет и обыкновенный саморез. После завершения данной процедуры следует провести кабель от провода, по которому идет электрический ток до самого тахометра. Преимущества такой конструкции в том, что теперь значительно увеличивается защита от возможных внешних раздражителей, а также влаги.
Таким образом, тахометр - это незаменимый прибор, с помощью легко отслеживать техническое состояние лодочного мотора.
Тахометр - самый главный прибор на катере водномоторника. Тахометру выделяется центральное место на приборной панели катера.Тахометр просто необходим для контроля оборотов двигателя при подборе винта - мотор должен развивать максимальные обороты рекомендованные производителем путем подбора винта. Для обеспечения скорости, ресурса и экономичности.
Тахометр - представляет собой счетчик импульсов в электросистеме двигателя, напрямую зависящих от частоты вращения коленвала. Пересчитанные прибором результаты измерений отражаются либо обычной стрелкой на циферблате, либо в виде цифр на жидкокристаллическом дисплее.
Тахометр для катера может быть двух видов – цифровой и аналоговый
В век повальной цифровизации это не смогло не отразиться и на тахометрах для катеров - появилось много дешевых цифровых моделей тахометров. Но тем не менее, как правило в качестве тахометра на катере используется стрелочный прибор - глаз человека быстрее воспринимают аналоговую информацию в виде угла поворота стрелки, нежели ее цифровое значение, тем более, что высокая точность во время движения катера не нужна.
Автомобильный тахометр на катер
Автомобильный тахометр - считает импульсы в цепи системы зажигания - четырехтактный четырехцилиндровый мотор за один оборот коленвала дает 2 импульса для образование искры на свечах.
Тахометр подвесного двигателя - считает электрические импульсы от катушек магдино (магнето). Количество импульсов за один оборот коленвала будет соответствовать количеству катушек - четыре, шесть, восемь...
Поэтому установить автомобильный тахометр на катер без напильника (паяльника) не получится.
Аналоговый тахометр на катере
Работа аналогового тахометра осуществляется по электронному принципу - сигнал от вала передается по проводам на микросхему, которая в свою очередь задает движение стрелки по градуированной шкале.
Стрелочный тахометр - счетчик импульсов от системы зажигания подвесного двигателя от магнето, одинаково работает как на четырехтактных моторах, так и на двухтактных. Количество импульсов определяется количеством обмоток магнето (магдино).
Шкала тахометра лодочного мотора как правило имеет максимальное значение 6000 об/мин. Для большинства лодочных моторов максимальные рекомендованные обороты 5500 об/мин., исключение составляет Suzuki DF140, где максимальные обороты - 6200об/мин (может еще какие нибудь, я не знаю...).
Так что 6000 об/мин. на шкале тахометра для катера - вполне достаточно, а за счет более крупной цены деления можно более точно считывать показания прибора.
Установка и подключение тахометра
Устанавливая тахометр на панель приборов надо выбрать место, где он будет хорошо виден, желательно чтобы не перекрывался штурвалом. Стандартный диаметр отверстия под тахометр - 87мм .
Не пугайтесь при покупке тахометра, если стрелка прибора не лежит на отметке 0, она упадет после того, как вы его подключите.
Установка на катер и подключение тахометра очень просты - сможет выполнить любой пионер, не говоря уже о водкомоторнике, особенно при наличии фирменного кабеля ценой 20-30$ - останется только соединить разъем.
При отсутствии "фирменного" кабеля для подключения тахометра на катере (состоящего из нескольких кусков разноцветных проводов обмотанных черной изолентой) его можно изготовить самостоятельно и при этом сэкономить 95% от стоимости - этого с избытком хватит на пиво и воблу. Достаточно купить в любом электрическом магазине клеммы и по 1 метру многожильного провода в разноцветной изоляции. Места пайки провода с клеммой необходимо закрыть термоусадочным кембриком.
Не крутить винт калибровочный ADJUST! (винт калибровки тахометра в пределах +/- 3%.) Калибровку необходимо производить при наличии заведомо исправного мастер тахометра на средних оборотах двигателя.
Количество импульсов для правильной работы тахометра
Выбор положения селектора "RANGE SELECTOR" на тахометре зависит от количества катушек на магнето лодочного мотора. Это связано с тем, что магнето подвесных двигателей различаются количеством полюсов, поэтому выдают разное количество импульсов за один оборот коленвала .
Чтобы самостоятельно определить количество создаваемых импульсов на один оборот коленвала, нужно разделить количество полюсов на два, но можно воспользоваться таблицей представленной ниже:
| Производитель/Модель | Кол-во полюсов генератора | Положение переключателя тахометра |
|---|---|---|
| EVINRUDR/JOHNSONR/OMC SEADRIVER/: | ||
| Менее 70 л.с. (2-тактные, 2 цилиндровые) | 10 | 5P |
| FORCE (MARINE): | ||
| 50 л.с. (до начала 1987, модели A, B) | 8 | 4P |
| Все остальные модели | 12 | 6P |
| HONDA | ||
| 35/40/45/50 л.с. с генератором | 6 | 3P |
| Прочие модели HONDA с генератором | 4 | 2P |
| MERCURY/MARINER: | ||
| 2-х тактные модели: | ||
| 6-25 л.с. (производства США) | 8 | 4P |
| 30/40 л.с., серийный номер USA 0G53314 и дальше | 12 | 6P |
| 35/40 л.с., серийный номер USA #582399, Бельгийский серийный номер #9298955 и выше | 8 | 4P |
| Все прочие 2-х тактные модели | 12 | 6P |
| 4-х тактные модели: | ||
| 8/9.9 л.с. | 6 | 3P |
| Все прочие 4-х тактные модели | 12 | 6P |
| SUZUKI: | ||
| 2-х тактные модели: | ||
| менее 55 л.с., (за исключением указанных ниже), 60/65 л.с. до 1985 вкл. Cabrea 50-60 л.с. | 4 | 2P |
| 25/30 л.с. (с 1993 года); 55/65 л.с. (с 1985 года) | 6 | 3P |
| 75 л.с. и выше (с 1985 и новее); Cabrea 75 л.с. и выше | 12 | 6P |
| Все 4-х тактные модели Suzuki | 12 | 6P |
| TOHATSU/NISSAN: | ||
| Все 2-х цилиндровые модели с генератором | 4 | 2P |
| Все 3-х цилиндровые модели | 6 | 3P |
| Все 4-х цилиндровые модели | 12 | 6P |
| YAMAHA: | ||
| 2-х тактные модели: | ||
| 9.9/15 л.с. | 4 | 2P |
| 25-70 л.с. | 6 | 3P |
| 90-250 л.с. | 12 | 6P |
| 4-х тактные модели: | ||
| F/T 9.9 л.с., F 15 л.с. | 6 | 3P |
| F/T 25 - 225 л.с. | 12 | 6P |
| SELVA: | ||
| 2-х тактные 9,9-100 л.с., 4-х тактные 8-15 л.с. | 6 | 3Р |
| 4-х тактные 25-115 л.с. | 12 | 6Р |
Дополнительно список моторов и количество катушек магнето можно посмотреть здесь -
Тахометр типа ТХ-193 установлен на щитке приборов и прикреплен к нему с помощью двух скоб 40 и гаек 38.
Тахометр имеет пластмассовый корпус 20, к которому спереди металлическим хромированным рантом 16 крепятся пластмассовые стеклодержатель 17 и ободок 15 , а сзади тремя винтами прикреплен корпус 37 миллиамперметра. Электронная часть тахометра смонтирована на плате 36 из фольгированного гетинакса. Шкала крепится к корпусу миллиамперметра двумя винтами. На шкале цветными линиями выделены зоны опасных оборотов коленчатого вала. Предварительная зона опасных оборотов (5500-6000) выделена линиями желтого цвета, а зона опасных оборотов (свыше 6000) линиями красного цвета. Шкала прибора освещается лампой 19 типа АМН 12-3, которая вставляется в ламподержатель, привальцованный к верхней части корпуса. Свет от лампы проходит через голубой пластмассовый светофильтр 18, приклеенный к корпусу, затем через зазор между шкалой и корпусом и равномерно освещает шкалу. В нижней части шкалы имеются три отверстия, закрытые цветными пластмассовыми светофильтрами 41, 42 и 43. Через них проходит свет от контрольных ламп типа АМН12-3, которые устанавливаются в отдельных ламподержателях, привальцованных к нижней части корпуса прибора. Для контрольных ламп в нижней части корпуса имеется специальный отсек, разделенный перегородками на три отдельные секции.
Принцип действия тахометра основан на измерении частоты следования импульсов напряжения в первичной цепи системы зажигания двигателя. В четырёхцилиндровом четырёхтактном двигателе за один оборот валика распределителя зажигания контакты прерывателя размыкаются и замыкаются четыре раза (два раза за один оборот коленвала). Следовательно, за один оборот валика в первичной цепи системы зажигания создается четыре импульса тока и напряжения (два импульса за один оборот коленвала). Чем выше частота вращения коленчатого вала двигателя, тем больше частота следования импульсов.
Импульсы напряжения в форме затухающей синусоиды (А) снимаются с конца первичной обмотки катушки зажигания и подаются на вход формирователя запускающих импульсов, который состоит из звеньев R1-C1, R2-C2, VI и CЗ-C4. От формирователя запускающие импульсы уже определенной величины и формы (Б) подаются на вход ждущего мультивибратора, собранного на транзисторах V2 и V4. Мультивибратор преобразует их в импульсы тока прямоугольной формы (В) с постоянной амплитудой и длительностью. Эти импульсы проходят через катушку миллиамперметра, включенную в коллекторную цепь транзистора V2. В зависимости от частоты следования импульсов меняется средняя величина силы тока, проходящего через обмотку катушки миллиамперметра, и тем на большую величину отклоняется стрелка прибора. Прибор обеспечивает отклонение стрелки на угол 270° при силе тока 10 мА.
Стабилитрон V5 стабилизирует напряжение питания, чтобы его колебания не влияли на точность показаний прибора. Терморезистор RЗ служит для компенсации температурной погрешности прибора. Диод VЗ предназначен для защиты транзистора V2 от пробоя ЭДС самоиндукции, возникающей в обмотке миллиамперметра.
Миллиамперметр применен магнитоэлектрического типа. Его магнитная система состоит из постоянного магнита 44, зажатого между двумя магнитопроводами - наружным 47 и внутренним 48. Магнит и магнитопроводы прикреплены к пластмассовому корпусу 37. Внутренний магнитопровод имеет кольцевую часть, которую охватывает катушка 45, закрепленная на держателе 46. Ось миллиамперметра вращается в двух втулках. Передняя втулка закреплена в корпусе 37, а задняя крепится к наружному магнитопроводу 47. Концы оси смазываются при сборке специальной силиконовой жидкостью, которая обладает демпфирующий свойством - гасит колебания стрелки при движении автомобиля. На оси закреплены стрелка, держатель 46 катушки и спиральные пружины. Чтобы уравновесить катушку, у держателя 46 на трех плечах закреплены свинцовые балансировочные грузики. Ток в обмотку катушки подводится через две спиральные пружины, концы которых припаяны к контактным лепесткам текстолитовой шайбы 49, закрепленной на корпусе миллиамперметра. Пружины изолированы друг от друга и от оси пластмассовой дистанционной втулкой. Протекающий по обмотке катушки 45 электрический ток создает вокруг нее магнитное поле. В результате взаимодействия магнитных полей катушки и постоянного магнита 44 на катушку действует сила, которая преодолевает сопротивление пружины и поворачивает ее вместе с осью и стрелкой на некоторый угол. Этот угол тем больше, чем больше величина силы тока, протекающего на обмотке катушки.
С 1983 г. несколько изменена схема входной части тахометра (до конденсатора C4). Новый вариант входной части показан на рисунке слева от основной схемы тахометра. Подключение тахометра к подвесным моторам.
Тахометр TX-193 отличается хорошей точностью, небольшими габаритами, малым весом, небольшим энергопотреблением и предназначен для работы в условиях повышенной тряски и вибрации. Кроме того, он несравненно дешевле любых имеющихся в продаже специальных тахометров для подвесных лодочных моторов как зарубежного, так и отечественного производства. Все эти качества делают TX-193 весьма привлекательным для измерения частоты вращения коленвала подвесных моторов.
Наиболее просто эта задача решается для двухцилиндровых двухтактных подвесных моторов, комплектующихся электростартером и аккумулятором и имеющих одноканальную электронную систему зажигания с двухискровой катушкой зажигания. В таких моторах образуется два импульса зажигания за один оборот коленвала и напряжение бортсети определяется номинальным напряжением аккумулятора и с большой точностью равно 12 V. То есть условия работы тахометра с таким мотором ничем не отличаются от его штатных условий работы на автомобиле. В этом случае вход тахометра соединяется с выводом первичной обмотки высоковольтной катушки зажигания, а питание подаётся с положительной и отрицательной клемм аккумулятора соответственно. Из отечественных моторов в эту категорию попадает только "Вихрь-30" с магдино МБ-22, причём в цепь "+" питания тахометра следует включить тумблер выключения прибора на стоянках для предотвращения разряда аккумулятора. В случае с моторами зарубежного производства "+" питания на тахометр следует подавать через контакты замка зажигания на пульте ДУ, предназначенные именно для питания приборов. Градуировка шкалы прибора при работе с такими моторами полностью сохраняется. (см. примечание)
Также довольно просто подключить TX-193 к двухцилиндровым двухтактным моторам с одноканальной ЭСЗ, имеющим генераторную катушку освещения, но не имеющих электростартера. Из отечественных моторов таковыми являются "Вихрь-30Р" и "Нептун-23Э" с магдино МБ-22, а также моторы с самодельной ЭСЗ , описанной на этом сервере. К выходу выпрямителя такого мотора нужно подключить аккумулятор и от аккумулятора запитать прибор через тумблер. Если мотор не оснащён выпрямителем, следует выпрямитель установить. Рекомендуется использовать недорогой и широко рапространённый выпрямитель ВБГ-3 от "Вихрей", либо собрать самодельный выпрямитель по мостовой схеме Греца из четырёх диодов с рабочим напряжением > 50 V и рабочим током > 5 А, например, серии КД-202. В зависимости от места размещения отдельных элементов схемы на судне, в нужных местах устанавливаются разъёмы.
Емкость применяемого аккумулятора выбирается исходя из потребностей расходования электроэнергии при неработающем моторе. Если не предполагается подолгу пользоваться фарой или другим ярким освещением на стоянке, то для питания приборов можно обойтись аккумулятором гораздо меньшей емкости (а значит, меньшей стоимости и веса), чем для запуска мотора электростартером. Отечественные моторы выдают зарядный ток не более 3.5 А, следовательно, можно применять аккумуляторы емкостью более 28 Ач без опасности их перезаряда. Поскольку генераторы зарубежных моторов обычно мощнее, следует измерить ток заряда аккумулятора амперметром или комбинированным прибором и убедиться, что он не превышает существенно величины 0.1 от емкости аккумулятора.
В принципе можно использовать совсем маленькие аккумуляторы, например от источников бесперебойного питания (UPS), китайских аккумуляторных фонарей, мотоциклетные малогабаритные аккумуляторы, емкостью от 4 Ач и выше. Однако существует опасность порчи таких аккумуляторов слишком большим током заряда. Для его ограничения следует включить между выпрямителем и аккумулятором гасящее сопротивление. Наиболее удобно в качестве такого сопротивления применять лампы накаливания (автомобильные или от карманных фонарей). Слабое свечение лампы будет служить индикатором заряда аккумулятора. Из-за сложной формы напряжения генераторной катушки лодочного мотора трудно точно рассчитать требуемую величину гасящего сопротивления, поэтому следует подобрать нужную лампочку из нескольких разной мощности экспериментальным путём, стремясь к тому, чтобы зарядный ток при максимальных оборотах примерно соответствовал 0.1 от величины емкости аккумулятора.Если же ставится задача обойтись без аккумулятора, сделать это будет несколько сложнее. Дело в том, что внутренний стабилизатор напряжения тахометра ТХ-193 собран по самой простейшей схеме (R11, V5 ) и обеспечивает возможность работы прибора при питающем напряжении от 10 до 16 вольт. Пределы же изменения выпрямленного и сглаженного конденсатором напряжения генераторной катушки подвесного мотора гораздо шире - от 8 до 40~50 вольт. Питание тахометра таким напряжением неминуемо приведёт к тому, что как минимум сгорит стабилитрон V5 , а как следствие, возможно будет повреждена и основная схема. Применение традиционных компенсационных транзисторных стабилизаторов возможно, но нежелательно, поскольку на малых оборотах приведёт к снижению выходного напряжения на величину падения напряжения на транзисторе и увеличению погрешности измерения на начальном участке шкалы.
Наиболее рационально использование тиристорного регулятора напряжения с параллельным включением тиристоров. Дело в том, что генераторы подвесных моторов имеют одно весьма положительное свойство. При замыкании на любое, сколь угодно малое сопротивление, ток через них (в том числе и ток короткого замыкания) не превосходит существенно номинальный (для магдино МН-1 и МВ-1 величина тока равна 3,5 А). Это объясняется тем, что ток в цепи генераторных катушек ограничивается их индуктивностью рассеяния, а не внешним сопротивлением. Эта особенность делает безопасным короткие замыкания и позволяет ограничить ток зарядки аккумулятора величиной около 3,5 А без дополнительных устройств. Кроме того, оно позволяет использовать стабилизаторы с шунтирующими транзисторами или тиристорами. В приведенной схеме стабилизатора шунтирующие тиристоры работают в ключевом режиме.
Стабилизатор состоит из мостового выпрямителя V1...V4 , шунтирующих тиристоров V5 и V6 , цепи задающего стабилизатора V7 и R2 , диодов развязки V8, V9 и конденсатора фильтра С1 . Работает стабилизатор следующим образом. Ток генератора, выпрямленный мостом, заряжает конденсатор фильтра до тех пор, пока напряжение на нем не превысит напряжения задающего стабилитрона V7 . Как только это произойдет, тиристоры откроются. Ключевой режим тиристоров обеспечивается их свойством самостоятельно поддерживать открытое состояние. Запирание тиристоров происходит в момент смены полярности напряжения. Ценной особенностью его является то, что напряжение на входе, выходе и всех элементах схемы не превышает номинального (12 В).Разумеется, если мотор уже оборудован выпрямителем, можно собрать фрагмент схемы, исключив диоды V1...V4 , и подключить его к штатному выпрямителю.
Поскольку регулирующие тиристоры включены параллельно диодам выпрямителя, на малых оборотах двигателя они никак не влияют на величину выходного напряжения. Желательно измерить выходное напряжение в режиме оборотов холостого хода, чтобы выяснить, будет ли оно вносить дополнительную погрешность на конкретном экземпляре мотора. Если напряжение будет не менее 10 вольт, то дополнительной погрешности можно не опасаться. В противном случае появится погрешность, не превышающая, впрочем 20%. То есть, самое худшее, что может случиться - это при показаниях тахометра 800 реальное значение составит 1000 об/мин. Поскольку основное назначение тахометра - контролировать максимальные обороты с целью не допустить их превышения, такой мелочью можно пренебречь.
Подключение тахометра ТХ-193 к двухцилиндровым двигателям с двухканальными системами зажигания сложнее. К этой категории моторов относятся все отечественные двухцилиндровые моторы прежних лет выпуска с контактными системами зажигания ("Прибой", "Ветерки", "Москва" разных марок, "Вихри", "Нептуны", "Привет"), "Ветерки" с электронным зажиганием, "Вихри" с ЭСЗ МБ-2, зарубежные старые Б/У моторы и некоторые ещё выпускающиеся зарубежные моторы, созданные в 70-х годах. В таких системах искрообразование в цилиндрах происходит поочерёдно, и в каждом канале генерируется один импульс зажигания за один оборот коленвала. Поэтому при присоединении входа тахометра ТХ-193 к одой из катушек зажигания такого мотора он будет занижать показания ровно вдвое. Таким образом, кроме необходимости обеспечить питание стабильным напряжением (о чем говорилось выше) нужно обеспечить подачу на вход тахометра импульсов от обоих цилиндров.Если бы тахометр имел легкоразборную конструкцию, то проще всего было бы сдублировать входные цепи, как показано на рисунке. При этом пришлось бы просверлить в задней стенке отверстие и вывести дополнительный вход на винт или просто проводом наружу.
Однако добраться до "внутренностей" прибора достаточно непросто. Чтобы извлечь из корпуса схему, необходимо развальцевать металлический ободок 16 , снять стрелку с оси, снять шкалу. Если решиться на такую процедуру разборки, то следует просто навесным монтажом добавить в схему несколько дополнительных деталей.
 |
| Рис. 7. Схема объединения входов |
Подключение тахометра ТХ-193 к трёхцилиндровым моторам полностью аналогично подключению к двухцилиндровым моторам с двухканальной системой зажигания. Дело в том, что системы зажигания трёхцилиндровых моторов всегда трёхканальные, независимо от того, контактные они или электронные. В каждом канале образуется один импульс искрообразования за один оборот коленвала. Таким образом, следует подать на вход прибора импульсы с двух катушек зажигания из трёх. При этом интервалы между импульсами будут неравномерные, что, однако, вполне допустимо в диапазоне частот вращения лодочных моторов и никак не сказывается на точности измерения.
Нет особых проблем и с подключением тахометра к четырёх и шестицилиндровым моторам. Однако, человеку, купившему столь дорогой зарубежный мотор, лучше упростить себе задачу и найти ещё немного денег на покупку специального прибора, рассчитанного именно на такой мотор.
Наибольшие же сложности подстерегают владельцев одноцилиндровых моторов. Их системы зажигания генерируют только один импульс за оборот коленвала, и второй взять просто неоткуда. Единственная возможность в таком случае избежать занижения показаний вдвое - это извлечь схему из корпуса ТХ-193 и попробовать увеличить чувствительность прибора регулировкой подстроечного резистора R7 . Но пределов регулировки может и не хватить, поэтому лучше увеличить примерно вдвое ёмкость конденсатора С5 , после чего подстроить резистор R7 , сравнивая показания с показаниями образцового тахометра. Примечание
После написания этой статьи несколько владельцев "Вихрей-30" с магдино МБ-22 опробовали прибор ТХ-193 со своими моторами. К сожалению, импульсы зажигания, выдаваемые этим магдино, оказались слабыми и не обепечивали нормальной работы тахометра. Возможной причиной этого может быть слабое поле магнитов, шунтируемых стальным маховиком "Вихря". Для обеспечения работоспособности прибора пришлось вскрывать корпус прибора и увеличивать сопротивление резистора R2 входного делителя до 6.8 ком. После этого тахометр нормально работал во всём диапазоне оборотов мотора. Возможно, что при подключении ТХ-193 к моторам других марок, имеющих алюминиевые маховики, доработки прибора и не потребуется. Убедительная просьба владельцам других моторов, подключивших ТХ-193, присылать свои отзывы.
В почте редакции все чаще попадаются письма с просьбой опубликовать описание простого, но достаточно надежного и точного тахометра для замера частоты вращения коленчатого вала подвесного мотора. Промышленные образцы тахометров (ДЛМ-1 и ТС) далеко не всюду имеются в продаже; с другой стороны, вполне понятно желание читателей, знакомых с электроникой, сделать такой же или даже более совершенный прибор своими руками.
Предлагаем вниманию читателей описания трех тахометров, сконструированных читателями. Тахометр киевлянина В. С. Новицкого - самый простой по устройству. Работа его основана на замере действующего напряжения в низковольтных цепях системы зажигания. Недостаток конструкции в том, что поскольку напряжение даже на различных экземплярах одной модели может несколько различаться, поскольку прибор необходимо отградуировать для данного мотора; при использовании на другом моторе он будет иметь большую погрешность.
Два других варианта лишены этого недостатка, так как представляют собой тиристорные частотомеры с дозирующим конденсатором. Показания таких частотомеров зависят только от количества импульсов, поступающих на вход прибора, и не зависят (при определенных значениях компонентов схемы) ни от длительности, ни от амплитуды импульса. Оба прибора - киевлянина Г. И. Заенчковского и саратовца В. П. Токарева - построены на одном принципе, но имеют некоторые схемные различия узлов формирования импульса и индикации. При этом прибор Г. И. Заенчковского имеет повышенную стабильность показаний при изменении температуры окружающего воздуха благодаря оригинальному схемному решению блока индикации - замеру не тока разряда, а тока заряда дозирующего конденсатора.
Простейший тахометр
Проверяя систему зажигания своего «Вихря-М» с магдино МВ-1, я замерил авометром Ц-20 действующее значение ЭДС на генераторной катушке зажигания. Оказалось, что по достижении 7,5 В при 1000 об/мин ЭДС линейно увеличивается до частоты вращения, равной 5000-5500 об/мин, примерно на 1,2 В на каждые 500 об/мин. Учитывая эту зависимость для определения частоты вращения коленвала, можно использовать любой авометр или сделать несложный специальный прибор, состоящий из небольшого числа деталей.Такой тахометр я использую уже две навигации, он оказался очень надежным и достаточно точным. Подключается прибор непосредственно к кнопке «стоп» на пульте управления, питания не требует.
Для прибора лучше всего использовать миллиамперметр на 1 мА (М-260М, М-24 и т. п.), обязательно - имеющий рамку, укрепленную в кернах. Основное отличие тахометра от обычного вольтметра - смещение начала шкалы с тем, чтобы «растянуть» показания прибора от 1000 до 5000 об/мин на всю шкалу.
Особого налаживания прибор не требует. При наладке используется авометр, который подключается параллельно тахометру. Двигатель запускается и число его оборотов доводится до 1000 об/мин по показаниям авометра (7,5 В). Резистором R3 стрелка тахометра подводится к отметке 0,2 мА. Обороты увеличиваются до 2500 об/мин, и поворотом движка резистора R2 стрелка тахометра устанавливается в крайнее правое положение (1,0 мА). Затем вновь устанавливается 1000 об/мин, и резистором R3 стрелка тахометра подводится к отметке 0,2 мА, Получена начальная точка отсчета - 1000 об/мин.
Увеличив обороты, например, до 4000 об/мин (по показаниям авометра), резистором R2 стрелку подводим к отметке 0,8 мА. На этом градуировка кончается. Учитывая линейную зависимость ЭДС от частоты вращения в диапазоне от 1000 до 5000 об/мин, по двум найденным точкам на индикаторе тахометра можно проставить промежуточные значения числа оборотов.
При замерах авометром необходимо соблюдать осторожность - амплитудное значение ЭДС на генераторной катушке зажигания доходит до 400 В.
Мне не удалось снять графики зависимости ЭДС от числа оборотов для других моторов, имеющих аналогичные МВ-1 магнето, - «Нептуна-23» и «Привета-22», Думаю, что эти зависимости мало отличаются от полученной для «Вихря-М», поэтому такой же простой тахометр можно использовать и на этих моторах.
Электронный тахометр
Описываемый электронный тахометр универсален - может использоваться с двигателями различного типа и различными системами зажигания. Прибор имеет собственную погрешность менее 1% при изменении напряжения питания от 8 до 20 В и окружающей температуры в пределах от минус 15° до плюс 60°С; не шунтирует систему зажигания; имеет высокую помехозащищенность.Электронный тахометр состоит из двух основных частей - селектора импульсов и частотомера.
Я опробовал несколько конструкций промышленных и любительских тахометров с различными вариантами селектора импульсов. В результате как наиболее помехозащищенная была выбрана схема, использованная в серийном приборе ДЛМ-1.
Самым ответственным элементом тахометра является частотомер.Я использовал схему тиристорного частотомера, приведенную в журнале «Радио» № 2 за 1974 г., отличие только в том, что для уменьшения погрешности от изменения окружающей температуры заряд дозирующего конденсатора С6 осуществляется не через диод, а через внутреннее сопротивление измерительного прибора и шунтирующий резистор R11. Это незначительное, на первый взгляд, отличие позволило стабилизировать энергию заряда конденсатора С6 и уменьшить погрешность частотомера примерно в 8 раз; теперь максимальная погрешность тахометра в основном определяется классом используемого измерительного прибора.
Тахометр работает следующим образом. Пачка затухающих колебаний с первичной обмотки генераторной катушки зажигания поступает на дифференцирующую цепь C1 (С2), R1 тахометра. Через ограничительный диод Д1 отрицательный импульс поступает на делитель напряжения R2, R3 и интегрирующую цепь R4, С4. С делителя напряжения импульс поступает на вторую дифференцирующую цепь С3, R5 и далее на ограничительный диод Д2. С интегрирующей цепочки R4, С4 через делитель напряжения R6, R7 на анод диода Д2 поступает отрицательный запирающий импульс. Оба импульса (с С3, R5 и с R6, R7) поступают на диод Д2 одновременно, но амплитуда импульса, поступающего с С3, R5, несколько больше амплитуды запирающего импульса. Запирающее действие импульса прекращается только с разрядом конденсатора С4 к приходу колебаний на вход тахометра. Таким образом из пачки затухающих колебаний на дифференцирующую цепь С5, R8 поступает только один отрицательный импульс. Этот импульс подводится к базе нормально закрытого транзистора Т1 и открывает его.
Коллекторный ток транзистора Т1 создает на резисторе R9 падение напряжения, которое прикладывается к управляющему электроду тринистора Д-3 и открывает его.
Конденсатор С6, заряженный через резистор R10 и измерительный прибор ИП1, в момент открытия тринистора Д3 разряжается через открытый переход тринистора и прямой переход диода Д5. Сопротивление резистора R10 достаточно велико для того, чтобы тринистор в конце разряда конденсатора С6 закрылся и начался новый цикл заряда конденсатора С6 от источника питания через стабилизатор: Д4, R12 и С7.
Протекающий при заряде через рамку измерительного прибора ИП1 ток отклоняет стрелку пропорционально частоте входных импульсов.
Питание тахометра осуществляется от набора сухих батарей, от аккумулятора или от генератора магдино через мостиковый выпрямитель на четырех диодах типа Д226 или Д220 и гасящий резистор МЛТ-1 сопротивлением 100 Ом.
При изготовлении тахометра могут быть использованы следующие детали: резисторы R1-R10 - типа МЛТ0,125; R12 - МЛТ0,5; R11 - проволочный типа СП5-16ТА-0,5 или другой проволочный с подходящими габаритами; конденсаторы C1, С2 - типа МБМ, К40У-9, КМ4 на рабочее напряжение не менее 400 В; С3 - любого типа на напряжение не менее 160 В; С4, С5 - любого типа на рабочее напряжение 50 В; С7 - любой электролитический на напряжение 25 В. Особые требования должны быть предъявлены к конденсатору С6, поскольку от его стабильности зависят погрешность и воспроизводимость показаний тахометра. Рекомендуется использовать бумажные конденсаторы МБМ, К40У-9, К42У-2 на напряжения не более 160-200 В. Диоды Д1 типа Д226 можно заменить на Д7, Д2 типа Д220 с любым индексом, Д5 типа Д311А или любой германиевый маломощный импульсный диод с малым прямым сопротивлением. Тринистор КУ101А можно заменить на КУЮ1 с любым индексом, транзистор КТ203Г - на П104, П106, МП114-МП116.
В качестве стрелочного измерительного прибора можно применить любой микроамперметр с чувствительностью не хуже 200 мкА. Прибор надо выбирать по классу точности 1,0; 1,5, если необходима высокая точность измерений, и 2,5; 4,0, - если необходима только индикация изменения числа оборотов.
Конструктивно все элементы тахометра размещены на печатной плате толщиной 2 мм и размером 60X140 мм. Плата и измерительный прибор размещаются в коробке, укрепленной на передней панели или приборном щитке лодки.
После настройки и калибровки прибора плату с элементами необходимо покрыть влагостойким лаком УР-231 или 4с, 4т.
Настройку тахометра лучше всего производить с помощью генератора импульсов Г5-54 (Г5-15) и частотомера ЧЗ-24 или любого другого ему аналогичного. Производить настройку тахометра только по одному генератору не следует, поскольку он имеет грубую шкалу.
Отрицательные импульсы длительностью 3-5 мкс с частотой 100 Гц, амплитудой 25-30 В с генератора подаются на один из входов тахометра. Стрелка прибора резистором R11 устанавливается в середине шкалы. Если стрелку не удается установить в середине шкалы, необходимо проверить чувствительность измерительного прибора или увеличить сопротивление потенциометра R11. После этого на генераторе устанавливается частота, соответствующая максимальным оборотам двигателя, и резистором R11 стрелка прибора устанавливается на последнее деление шкалы.
Необходимая частота генератора по частоте вращения коленчатого вала может быть определена по формуле
где F - частота, Гц;
n - частота вращения коленчатого вала, об/мин;
k - количество искрообразований за один оборот коленчатого вала.
Учитывая абсолютную линейность шкалы, получив максимальное отклонение стрелки, градуируем всю шкалу.
При отсутствии необходимых приборов настройку и калибровку тахометра можно выполнить более простым способом, но при этом возрастает и погрешность его показаний. Для этого используется любое неполяризованное реле постоянного тока, контакты которого могут пропустить ток силой 1-1,5А. Обмотка реле «Р» подключается к сети через любой понижающий трансформатор, имеющий напряжение 30-35 В (рис. а). Контакты реле «Р» имитируют работу прерывателя магнето в схеме зажигания. При градиуровке рабочий зазор запальной свечи уменьшается до 0,2-0,3 мм. В качестве батареи «Б» можно использовать аккумулятор или 2-3 батареи 3336Л, включенных параллельно.
Можно проградуировать тахометр, используя реле с контактами, рассчитанными на ток 30-100 мА (рис. б) и набором сухих батарей на напряжение 15-25 В. Частота переменного тока в сети равна 50 Гц, поэтому контакты реле будут размыкаться 50 раз в секунду, что будет соответствовать 1500 об/мин для двухцилиндрового двухтактного двигателя. Учитывая линейность шкалы, по одной полученной точке градуируем всю шкалу.
При подключении тахометра к мотору выводы 1 и 2 соединяются с первичными обмотками высоковольтных трансформаторов или с проводами, выведенными на кнопку «стоп», а вывод 3 - с корпусом двигателя.
При подключении тахометра к аккумулятору, соединенному с массой двигателя, необходимо следить, чтобы с массой был соединен минус аккумулятора; в противном случае тахометр из-за короткого замыкания через его цепи выйдет из строя.
Несколько экземпляров тахометров прошли ходовые испытания в 1976 и 1977 гг. на моторах «Нептун», «Нептун-23», «Вихрь», «Вихрь-М» и «Москвич-412». В конце каждого сезона они проверялись на воспроизводимость показаний, и отклонений более 0,5% не обнаружилось.
Тринисторный тахометр
При разработке предлагаемого тахометра была поставлена задача - получить достаточно простую, надежную в работе и обладающую хорошей линейностью схему.За основу конструкции были приняты две схемы, опубликованные в журнале «Радио» (см. № 5 за 1967 г.- «Простой тахометр» и N2 2 за 1974 г.- «Тиристорный частотомер»). Обе эти схемы были мной собраны и испытаны на моторе. Первая - не обладала необходимой линейностью шкалы в диапазоне необходимых частот вращения коленчатого вала. Вторая - имела хорошую линейность, но использовать ее в качестве тахометра, работающего от импульсов магнето, было нельзя из-за низкого входного сопротивления управляющей цепи тринистора.
Предлагаемая схема соединяет в себе положительные качества обеих этих схем - высокое входное сопротивление первой и линейность шкалы второй.
При размыкании контактов прерывателей на первичных обмотках катушек зажигания возникают импульсы напряжения, затухающие во времени. Для работы тахометра используются положительные полу-периоды напряжения, которые поступают через диоды Д1 и Д2 и заряжают конденсатор С1 до амплитудного значения импульсного напряжения. Постоянная времени разряда цепи R1-С1 выбрана так, чтобы конденсатор С1 не успевал заметно разрядиться за время одного полного колебания напряжения в импульсе, но был бы полностью разряжен к приходу следующего импульса.
Резистор R2 и стабилитрон Д3 ограничивают импульс напряжения по амплитуде, конденсатор С2 и резистор R3 дифференцируют его. Задний отрицательный фронт продифференцированного импульса формируется диодом Д4. Сформированный таким образом запускающий импульс поступает на вход эмиттерного повторителя Т1, нагрузкой которого является управляющий электрод тринистора Д5.
До прихода запускающего импульса дозирующий конденсатор С3 заряжается через резистор R5 и диод Д6 от источника питания, напряжение которого стабилизировано резистором R6 и стабилитроном Д7.
С приходом запускающего импульса на управляющий электрод открывается, конденсатор С3 разряжается через открытый тиристор и измерительный прибор ИП1. Импульсы, отклоняющие стрелку прибора ИП1, постоянны по амплитуде и по длительности, поэтому величина отклонения стрелки прибора ИП1 будет зависеть только от частоты сигналов, поступающих на вход тахометра, т. е. от частоты вращения коленчатого вала.
Резистор R4 предназначен для градуировки измерительного прибора ИП1.
В схеме используются: микроамперметр типа М-494 на 50 мкА, резисторы и конденсаторы (любого типа). Диоды и измерительный прибор могут быть заменены аналогичными, близкими по параметрам.
Схема тахометра собрана на печатной плате размером 60X100 мм.
После сборки схема почти не потребовала регулировки, за исключением подбора сопротивления резистора R4 при градуировке шкалы. Градуировку прибора ИП1 лучше всего производить при помощи звукового генератора. Для двухцилиндрового двухтактного двигателя частота 33,3 Гц соответствует 1000 об/мин; 50,0 Гц - 1500 об/мин и 167,0 Гц - 5000 об/мин.