Så fungerar en hastighetsmätare

Inuti en mekanisk hastighetsmätare

Av alla instrument du kan hitta på en modern bilinstrumentbräda är bara ett lagkrav - hastighetsmätaren och dess inbyggda milometer (även kallad vägmätare).

I likhet med annan utveckling inom bilteknik går trenden nu mot att använda elektronik i hastighetsmätare. Men de flesta bilar – även de som byggs idag – har en mekanisk hastighetsmätare, vanligtvis med en nål och kalibrerad ratt för att visa hastigheten. Designen av denna typ av hastighetsmätare har knappast förändrats de senaste 50 åren.

Funktion

Mekaniska hastighetsmätare mäter hastigheten på en bil genom att länkas mekaniskt med växellådans utgående axel. Eftersom denna axel ligger "nedströms" om växellådan, är hastigheten med vilken den roterar oberoende av växlingar och ger därför ett riktigt mått på väghastigheten.

Inuti växellådan innehåller den utgående axeln ett kugghjul som roterar med axeln. Länkat till detta kugghjul, och som drivs av det, är ett litet kugghjul, hastighetsmätaren gräslökdrev, som i sin tur länkar till hastighetsmätarkabeln som går upp till själva hastighetsmätaren.

Speedokabeln består av en innerkabel som löper inuti en skyddande yttre mantel. Ändarna på hastighetsmätarens innervajer är avkantade och passar i fyrkantiga hål i drivhjulet vid växellådan och drivningen på baksidan av hastighetsmätaren. När kugghjulet roterar, drivet av växellådans utgående axel, får det innervajern att rotera med den.

Den andra änden av kabeln passar till en drivaxel som leder in i hastighetsmätaren. På änden av denna axel finns en magnet. Placerad nära (men inte vidrör) magneten är en koppformad metalltrumma som är fäst vid nålen som ger avläsningen på urtavlan. En liten lindad hårfjäder håller nålen på noll.

Nål

Trumman attraheras av magneten så, när magneten vrider sig, vrids trumman också. Ju snabbare bilen färdas, desto större dragkraft har magneten på metalltrumman och desto längre rör sig nålen runt urtavlan. Men hårfjäderns återhållande kraft ökar också när nålen rör sig runt urtavlan. Vid en viss punkt balanserar fjäderns och magnetens krafter ut och nålen stabiliserar sig för att ge en avläsning.

Varianter

De två andra vanliga typerna av mekaniska hastighetsmätare ger avläsningen med en stapel eller ett märke som rör sig längs en rak kalibrerad skala.

Båda är ungefär lika i drift som hastighetsmätaren med runda rattar - en kabel som drivs av växellådans utgående axel vrider en magnet som får någon sorts indikator att röra sig mot kraften från en hårfjäder som håller fast.

Bände

I en typ består indikatorn av ett rörligt band fäst i varje ände på en spole. Magneten får bandet att rulla av den ena spolen till den andra mot hårfjäderns kraft. När bandet rör sig kommer ett märke på det i linje med den kalibrerade skalan för att ge en avläsning.

trumma

Den andra typen av indikator som använder en rak skala snarare än en urtavla har en pipa markerad med en linje. Magneten får cylindern att rotera tills den stoppas av hårfjädern. Återigen, när pipan rör sig kommer märket på den i linje med skalan för att indikera hastigheten.

På båda dessa typer av hastighetsmätare har bandet eller pipan vanligtvis en annan färg på varje sida av markeringslinjen för att göra hastigheten lättare för föraren att läsa.

Så fungerar en milometer

Så fungerar milometern Eftersom hastighetsmätaren mäter växellådans utgående axels rotation är det en relativt enkel sak att använda denna information för att räkna ut hur långt bilen har färdats. Det är därför milometern (ofta kallad en vägmätare) är inbyggd i hastighetsmätaren. Milometern bearbetas av en liten växel kopplad till innervajern där den kommer ut i hastighetsmätaren. Denna växel driver en serie kugghjul som roterar separata pipor med nummer 0 till 9. Växeln är anordnad så att varje nummer klickar på efter rätt avstånd och, när den når nummer 9, flyttar sin granne med 1. Vissa bilar har två milometrar. En (kallad trippmätare) kan föraren nollställa via en instrumentbräda för att mäta avstånd. Den andra milometern kan inte återställas för att säkerställa att den mäter körsträckan som bilen har tillryggalagt under dess livstid, eller åtminstone tills den "går dygnet runt" (vanligtvis 100 000 miles). Alla bilar har den andra typen av milometer; bara några har den första också.

Elektroniska speedos

I likhet med trenden mot elektroniska instrumentpaneler blir elektroniska hastighetsmätare nu mycket mer populära, även om mekaniska i allmänhet är tillförlitliga.

Den vanligaste typen har en magnet fäst på växellådans utgående axel och en elektronisk enhet placerad nära för att fungera som en pickup. Varje gång den roterande magneten passerar pick-up-enheten, skickar enheten en puls av elektrisk ström längs en tråd till hastighetsmätaren. En elektronisk "svart låda" inuti speedon använder dessa impulser för att beräkna bilens hastighet.

Hur exakt är en hastighetsmätare?

Ingen hastighetsmätare kan vara helt exakt. Till exempel kommer den uppmätta hastigheten att ändras något från den verkliga väghastigheten om däcken inte har rätt däcktryck och även när däcken slits ner. Så av säkerhetsskäl kräver lagen att hastighetsmätare ska vara exakta inom ett hastighetsintervall :det får inte läsas långsammare än bilens faktiska väghastighet, och det är tillåtet att ge hastigheter upp till 10 procent högre plus 2,5 mph (4 km per timme). 2,5 mph är inkluderat eftersom ett 10-procentigt fel vid mycket låga hastigheter skulle innebära att hastighetsmätaren måste vara exakt till, säg 0,5 mph, vilket inte är praktiskt möjligt.