Mekaniska vägmätare har räknat milen i århundraden. Även om de är en döende ras är de otroligt coola eftersom de är så enkla! En mekanisk vägmätare är inget annat än ett kugghjul med en otrolig utväxling.
Vägmätaren som vi tog isär för den här artikeln (bilden ovan) har en växelreduktion på 1690:1! Det betyder att ingångsaxeln på den här vägmätaren måste snurra 1 690 gånger innan vägmätaren registrerar 1 mil.
Vägmätare som denna ersätts av digitala vägmätare som ger fler funktioner och kostar mindre, men de är inte alls lika coola. I den här artikeln tar vi en titt inuti en mekanisk vägmätare, och sedan ska vi prata om hur digitala vägmätare fungerar.
Mekaniska vägmätare vrids med en flexibel kabel tillverkad av en hårt lindad fjäder. Kabeln snurrar vanligtvis inuti ett skyddande metallrör med ett gummihölje. På en cykel vrider ett litet hjul som rullar mot cykelhjulet kabeln, och utväxlingen på vägmätaren måste kalibreras till storleken på detta lilla hjul. På en bil kopplar en växel till transmissionens utgående axel och vrider vajern.
Kabeln slingrar sig upp till instrumentpanelen, där den är ansluten till vägmätarens ingående axel.
Den här vägmätaren använder en serie med tre maskväxlar för att uppnå sin växelreduktion på 1690:1. Den ingående axeln driver den första snäckan, som driver ett kugghjul. Varje helt varv av masken vrider bara växeln en tand. Den växeln vrider ytterligare en snäcka, som vrider ytterligare en växel, som vrider den sista snäckan och slutligen den sista växeln, som är kopplad till indikatorn för tiondels mil.
Varje indikator har en rad med pinnar sticker ut från ena sidan och en enda uppsättning med två pinnar på den andra sidan. När uppsättningen med två pinnar kommer runt de vita plastkugghjulen, faller en av tänderna mellan pinnarna och vrider sig med indikatorn tills pinnarna passerar. Denna växel kopplar även in en av tapparna på nästa större indikator och vrider den en tiondels varv.
Du kan nu se varför, när din vägmätare "rullar över" ett stort antal siffror (säg från 19 999 till 20 000 miles), "2" längst till vänster på skärmen kanske inte passar perfekt med resten av siffrorna. En liten mängd gear lash i de vita hjälpkugghjulen förhindrar perfekt inriktning av alla siffror. Vanligtvis måste skärmen komma till 21 000 miles innan siffrorna stämmer bra igen.
Du kan också se att mekaniska vägmätare som denna är återspolar . När du kör bilen bakåt kan vägmätaren faktiskt gå bakåt - det är bara ett växelståg. I filmen "Ferris Bueller's Day Off", i scenen där de har bilen uppe på block med hjulen snurrande bakåt -- det borde ha fungerat! I verkligheten skulle vägmätaren ha vänt tillbaka. Ett annat knep är att haka fast vägmätarens kabel till en borrmaskin och köra den bakåt för att spola tillbaka milen.
Även om det fungerar på äldre mekaniska vägmätare, fungerar det inte på de nya elektroniska, som vi kommer att se i nästa avsnitt...
Om du gör en tur till cykelaffären kommer du med största sannolikhet inte att hitta några kabeldrivna vägmätare eller hastighetsmätare. Istället hittar du cykeldatorer. Cyklar med datorer som dessa har en magnet fäst på ett av hjulen och en pickup fäst på ramen. En gång per varv på hjulet passerar magneten förbi pickupen och genererar en spänning i pickupen. Datorn räknar dessa spänningsspikar, eller pulser, och använder dem för att beräkna tillryggalagd sträcka.
Om du någon gång har installerat en av dessa cykeldatorer vet du att du måste programmera dem med hjulets omkrets. Omkretsen är den sträcka som tillryggalagts när hjulet gör ett helt varv. Varje gång datorn känner av en puls, lägger den till ytterligare en hjulomkrets till det totala avståndet och uppdaterar den digitala displayen.
Många moderna bilar använder också ett sådant här system. Istället för en magnetisk pickup på ett hjul använder de ett tandat hjul monterad på transmissionens utgång och en magnetisk sensor som räknar pulserna när varje tand på hjulet går förbi. Vissa bilar använder ett slitsat hjul och en optisk pickup, som en datormus gör. Precis som på cykeln vet datorn i bilen hur lång sträcka bilen färdas med varje puls och använder detta för att uppdatera vägmätaren.
En av de mest intressanta sakerna med bilvägmätare är hur informationen överförs till instrumentbrädan. Istället för att en snurrande kabel sänder avståndssignalen, sänds avståndet (tillsammans med mycket annan data) över en enkel trådkommunikationsbuss från motorstyrenheten (ECU) till instrumentpanelen. Bilen är som ett lokalt nätverk med många olika enheter anslutna till den. Här är några av de enheter som kan vara anslutna till datornätverket i en bil:
Många fordon använder ett standardiserat kommunikationsprotokoll, kallat SAE J1850, för att alla de olika elektronikmodulerna ska kunna kommunicera med varandra.
motorstyrenheten räknar alla pulser och håller reda på den totala sträckan som bilen tillryggalagt. Det betyder att om någon försöker "rulla tillbaka " vägmätaren, värdet lagrat i ECU:n kommer inte att överensstämma. Detta värde kan avläsas med hjälp av en diagnosdator, som alla bilförsäljares serviceavdelningar har.
Flera gånger per sekund skickar ECU:n ett informationspaket som består av en rubrik och data. Rubriken är bara en siffra som identifierar paketet som en avståndsavläsning, och data är ett nummer som motsvarar det tillryggalagda avståndet. Instrumentpanelen innehåller en annan dator som vet att leta efter just detta paket, och när den ser ett uppdaterar den vägmätaren med det nya värdet. I bilar med digitala vägmätare visar instrumentpanelen helt enkelt det nya värdet. Bilar med analoga vägmätare har en liten stegmotor som vrider rattarna på vägmätaren.
För mer information om vägmätare och andra ofta förbisedda bildelar, kolla in länkarna på nästa sida.
