راز سرعت‌سنج خودرو؛ از مکانیزم مکانیکی تا دقت واقعی در جاده

در میان تمام ابزارهایی که روی داشبورد یک خودروی مدرن دیده می‌شود، تنها یک وسیله به‌صورت قانونی الزامی است؛ سرعت‌سنج و کیلومترشمار داخلی آن که «اُدومتر» نیز نامیده می‌شود)

همانند سایر پیشرفت‌ها در فناوری خودرو، روند طراحی سرعت‌سنج‌ها نیز به سمت استفاده از ساختارهای الکترونیکی حرکت کرده است. با این حال، بیشتر خودروها، حتی آن‌هایی که امروزه ساخته می‌شوند، هنوز هم به یک سرعت‌سنج مکانیکی مجهز هستند که معمولا دارای یک عقربه و صفحه مدرج برای نمایش سرعت است. جالب است که طراحی این نوع سرعت‌سنج در ۵۰ سال گذشته تقریبا هیچ تغییری نکرده است.

نحوه عملکرد سرعت‌سنج مکانیکی

سرعت‌سنج‌های مکانیکی، سرعت خودرو را از طریق اتصال مکانیکی به میل‌خروجی جعبه‌دنده اندازه‌گیری می‌کنند. از آنجا که این میل‌خروجی پس از مجموعه دنده‌ها قرار دارد، سرعت چرخش آن مستقل از تغییر دنده بوده و بنابراین نشان‌دهنده‌ی دقیق سرعت حرکت خودرو در جاده است.

در داخل جعبه‌دنده، میل‌خروجی دارای یک چرخ‌دنده است که همراه با آن می‌چرخد. به این چرخ‌دنده یک پینیون کوچک (چرخ‌دنده محرک سرعت‌سنج) متصل می‌شود و حرکت آن را به کابل سرعت‌سنج منتقل می‌کند. این کابل از داخل یک غلاف محافظ عبور می‌کند و شامل یک کابل داخلی است که انتهای آن مربع‌شکل طراحی شده تا درون سوراخ‌های مربعی پینیون و بخش پشتی سرعت‌سنج قرار گیرد. با چرخش پینیون، کابل داخلی نیز به حرکت درمی‌آید.

انتهای دیگر کابل به یک میل‌گردان متصل است که به داخل سرعت‌سنج وارد می‌شود. در انتهای این میل‌گردان یک آهنربا قرارگرفته است. در نزدیکی آهنربا (بدون تماس مستقیم) یک کاسه فلزی قرار گرفته که به عقربه متصل است. این عقربه میزان سرعت را روی صفحه مدرج نشان می‌دهد. یک فنر مارپیچ نازک (فنر مویی) نیز وظیفه دارد عقربه را در حالت صفر نگه دارد.

هنگامی که آهنربا می‌چرخد، کاسه فلزی تحت تاثیر میدان مغناطیسی آن حرکت می‌کند. هرچه سرعت خودرو بیشتر باشد، نیروی کشش مغناطیسی افزایش یافته و کاسه را بیشتر می‌چرخاند و در نتیجه عقربه روی صفحه بیشتر جابجا می‌شود. در همین زمان، نیروی مقاومت فنر نیز افزایش پیدا می‌کند. در نقطه‌ای که نیروی مغناطیسی و نیروی فنر به تعادل برسند، عقربه ثابت می‌شود و عددی دقیق روی صفحه، نمایش داده می‌شود.

اجزای داخلی یک سرعت‌سنج مکانیکی

یک کابل انعطاف‌پذیر درون یک غلاف محافظ، آهنربای کوچک داخل سرعت‌سنج را به میل‌خروجی جعبه‌دنده متصل می‌کند. آهنربا با چرخش میل‌خروجی می‌چرخد و میدان مغناطیسی آن باعث جذب کاسه فلزی و حرکت عقربه می‌شود. عقربه تا زمانی حرکت می‌کند که نیروی فنر مویی در برابر نیروی مغناطیسی تعادل برقرار کند و عدد سرعت روی صفحه مشخص شود.

انواع دیگر سرعت‌سنج‌های مکانیکی

دو نوع دیگر سرعت‌سنج مکانیکی به‌جای صفحه گرد، سرعت را به‌صورت حرکت یک نوار یا علامت روی یک مقیاس خطی مدرج نمایش می‌دهند.

عملکرد این دو نوع مشابه سرعت‌سنج عقربه‌ای است: کابل متصل به میل‌خروجی جعبه‌دنده یک آهنربا را می‌چرخاند که باعث حرکت شاخص در برابر نیروی فنر مویی می‌شود.

نوع نواری (Ribbon)

در این مدل، آهنربا باعث می‌شود یک نوار از روی یک قرقره باز شده و روی قرقره دیگر جمع شود. علامتی روی این نوار قرار دارد که در برابر یک مقیاس خطی حرکت کرده و سرعت را نشان می‌دهد.

نوع استوانه‌ای

در این نوع، شاخص شامل یک استوانه مدرج با یک خط مشخص است. آهنربا استوانه را می‌چرخاند تا جایی که نیروی فنر مانع حرکت آن شود. همانند نوع نواری، خط روی استوانه در برابر مقیاس خطی قرار گرفته و عدد سرعت را نمایش می‌دهد.

در هر دو نوع، نوار یا استوانه معمولا در دو سمت خط شاخص رنگ متفاوتی دارد تا خواندن سرعت برای راننده آسان‌تر شود.

سرعت‌سنج‌های الکترونیکی

با توجه به گرایش به سمت ابزارهای الکترونیکی در داشبورد وسایل نقلیه، سرعت‌سنج‌های دیجیتال نیز محبوبیت بیشتری پیدا کرده‌اند؛ هرچند سرعت‌سنج‌های مکانیکی همچنان از نظر کارکرد قابل اعتماد محسوب می‌شوند.

رایج‌ترین نوع سرعت‌سنج الکترونیکی دارای یک آهنربا است که به میل‌خروجی جعبه‌دنده متصل می‌شود. یک واحد الکترونیکی در نزدیکی آن قرار دارد و به‌عنوان حسگر عمل می‌کند. هر بار که آهنربا از کنار این حسگر عبور می‌کند، یک پالس جریان الکتریکی از طریق سیم به سمت سرعت‌سنج ارسال می‌شود. یک مدار الکترونیکی (جعبه سیاه) داخل سرعت‌سنج این پالس‌ها را پردازش کرده و سرعت خودرو را محاسبه می‌کند.

عملکرد کیلومترشمار (Odometer)

از آنجا که سرعت‌سنج چرخش میل‌خروجی جعبه‌دنده را اندازه‌گیری می‌کند، استفاده از همین اطلاعات برای محاسبه‌ی مسافت طی‌شده خودرو کار دشواری نیست. به همین دلیل است که کیلومترشمار درون سرعت‌سنج تعبیه می‌شود.

کیلومترشمار توسط یک چرخ‌دنده کوچک که به کابل داخلی متصل است حرکت می‌کند. این چرخ‌دنده مجموعه‌ای از دنده‌های دیگر را به حرکت درمی‌آورد که هر کدام استوانه‌هایی با اعداد ۰ تا ۹ را می‌چرخانند. با رسیدن به عدد ۹، استوانه کناری نیز یک واحد جلو می‌رود.

برخی خودروها دو کیلومترشمار دارند:

• کیلومترشمار سفر (Trip Meter): راننده می‌تواند با دکمه‌ای روی داشبورد آن را صفر کند تا مسافت‌های مورد نظر را اندازه بگیرد.
• کیلومترشمار اصلی: قابل بازنشانی نیست و مسافت کل طی‌شده خودرو در طول عمرش را نشان می‌دهد (تا زمانی که عدد به انتها برسد و دوباره از صفر شروع شود، معمولا پس از ۱٬0۰۰٬۰۰۰ کیلومتر).

تمام خودروها به کیلومترشمار اصلی مجهز هستند و برخی مدل‌ها علاوه بر آن، کیلومترشمار سفر هم دارند که امروزه در ایران اغلب خودروها از این قابلیت بهره می‌برند و چیزی کاملا متداول است.

دقت سرعت‌سنج چقدر است؟

هیچ سرعت‌سنجی نمی‌تواند کاملا دقیق باشد. به‌عنوان مثال، فشار نامناسب باد تایرها یا فرسودگی آن‌ها می‌تواند موجب تغییر اندکی در دقت سرعت‌سنج شود.

به همین دلیل، قوانین ایمنی مشخص کرده‌اند که سرعت‌سنج‌ها باید در یک محدوده‌ی استاندارد دقیق باشند:

• سرعت‌سنج نباید عددی کمتر از سرعت واقعی خودرو نمایش دهد.
• سرعت‌سنج می‌تواند عددی تا ۱۰ درصد بیشتر به‌علاوه ۴ کیلومتر بر ساعت نمایش دهد.

این ۴ کیلومتر بر ساعت به این دلیل در نظر گرفته شده که در سرعت‌های پایین، خطای ۱۰ درصدی بسیار جزئی و غیرعملی خواهد بود (برای مثال، ۰٫۵ کیلومتر بر ساعت).

البته ناگفته نماند با وجود اینکه در مقاله ذکر شد کیلومترشمار اصلی خودرو قابل تغییر نیست، امروزه در خودروها با روش‌هایی گاها بسیار ساده می‌توان عدد کیلومتر را تغییر داد که این موضوع در ایران با هدف فروش خودرو با قیمت بیشتر انجام می‌شود. البته انجام چنین کاری در بخش‌های بسیار زیادی از جهان و البته ایران غیرقانونی است.

طبق ماده ۷۲۴ قانون مجازات اسلامی، هر فردی که عمداً در کیلومترشمار یا دستگاه ثبت سرعت خودرو دستکاری کند یا با آگاهی از این تغییرات از خودرو استفاده نماید، به حبس ۱۰ روز تا ۲ ماه یا جزای نقدی و در صورت تکرار به حبس ۲ تا ۶ ماه محکوم می‌شود. نظر شما در خصوص این قانون و شیوه اجرای آن چیست؟ از طریق بخش دیدگاه‌ها با ما و کاربران چرخان در ارتباط باشید.

مطالب مرتبط:

1. چرا بوق خودرو کار نمی‌کند؟ راهنمای کامل عیب‌یابی و تعمیر بوق ماشین
2. همه چیز درباره گشتاور و توان موتور؛ کدام یک در رانندگی مهم‌تر است؟
3. چگونه سوخت خودرو تولید و پالایش می‌شود؟
4. سیستم ترمز خودروها چطور کار می‌کند؟

Copy URL URL Copied