Автомобили прошлого века такие как ВАЗ-2101-05 в варианте своего исполнения не имели такого важного прибора как тахометр, оценку оборотов коленчатого вала приходилось оценивать или по скорости движения автомобиля или по звуку. Мало того, что это было очень неудобно, это ещё было очень вредно для двигателя, так как умеренная частота вращения при движении автомобиля и при смене передаче это залог долгой и безотказной работы двигателя
При превышении частоты вращения наблюдается некоторое снижение мощности и увеличивается износ двигателя в результате маслянного голодания (насос не справляется) и биений, вызванных недостаточной сбалансированностью коленчатого вала и поршневой. Поэтому некоторые модели автомобилей "ВАЗ" имеют тахометры, позволяющие в процессе движения оценивать частоту вращения коленчатого вала. Большинство же моделей тахометра не имеют. Однако, даже автомобили, оснащенные тахометрами не имеют сигнализатора опасной частоты вращения.
На рисунке 1 показана схема несложного сигнализатора, который при превышении частоты вращения коленвала некоторого значения издает звуковой сигнал высокого тона. В его основе лежит логический ФНЧ на элементах D1.1, D1.2. Работа фильтра состоит в том, что на выходе D1.2 будет ноль, пока частота входных импульсов не превысит некоторое значение. При превышении этого значения уровень на выводе 4 D1.2 станет равным единице. Это активизирует мультивибратор на элементах D1.3 и D1.4 и из телефонного капсюля В1 раздается звук.
Поскольку частота импульсов, снимаемых с прерывателя (или с выхода коммутатора) системы зажигания прямопропорциональна частоте вращения коленвала, то для четырехцилиндрового двигателя частоту вращения, на которой происходит включение звукового сигнала можно рассчитать по такой формуле : W = 30000 / (1,37 R С), где W - частота вращения коленвала (об/мин), R сопротивления резистора R3 (кОм), С - емкости СЗ (мкФ). В данном случае W = 4500 об/мин. При превышении этого значения будет включаться звуковая сигнализация.
Работа фильтра описана в /1.1, поскольку время разряда конденсатора С3 через диод VD2 значительно ниже чем через резистор R3, если входная частота превысит W даже незначительно, конденсатор не успеют зарядиться через R3 до логической единицы. Таким образом, пока частота вращения ниже W на выходе D1.2 - нуль, а когда она превосходит W - там установится единица. Несмотря на схематическую простоту сигнализатор срабатывает с погрешностью до 5%, при соответствующей точности R3 и С3.
На такой же основе можно сделать универсальный сигнализатор, который будет показывать как опасный режим работы двигателя (с повышенной частотой вращения), так и превышение разрешенной скорости движения. Скорость движения лежит в прямой зависимости от частоты вращения коленвала двигателя и от включенной передачи. Если автомобиль имеет четырехступенчатую коробку передач, а максимальная скорость в городе 60 км/ч, по трассе 90 км/ч, ясно, что движение на таких скоростях будет на четвертой передаче.
Поэтому, прибор должен работать как схема на рисунке 1 при движении на 1-3 передачах, а при переходе на четвертую он должен переключаться в режим контроля максимальной скорости. Поэтому для каждого из режимов нужно контролировать два разных значения W, переключаемых одновременно с включением четвертой передачи.
Рис. 2
Принципиальная схема такого сигнализатора показана на рисунке 2. В его основе лежат два таких же ФНЧ, как и в схеме на первом рисунке. Первый ФНЧ (D1.1 и D1.2) регистрирует частоту вращения (W) при движении на передачах 1-2-3. И реагирует на её увеличение выше некоторого выбранного значения (в данном случае 4500 об/мин), независимо от скорости движения автомобиля.
При включении четвертой передачи работает второй ФНЧ на элементах D1.3 и D1.4. Включается второй ФНЧ при помощи переключателя S2, связанного с рычагом переключения передач. Конструкция S2 может быть любой, важно чтобы при включении четвертой передачи катод VD7 замыкался на "массу".
При движении на четвертой передаче значения W будут ниже, для скорости 60 км/час, для разных моделей ВАЗ, в пределах 1700-2200 об/мин, при скорости 90 км/час — до 3000-3500 об/мин. В любом случае, значения W
для разных скоростей определяются экспере-ментальным путем, при помощи тахометра во время движения автомобиля на скоростях, при превышении которых должен срабатывать звуковой сигнал.
Переключение предельных скоростей 60 км/час и 90 км/час производится переключателем S1 — "город - трасса", он выведен на приборную панель автомобиля.
При включении ФНЧ, регистрирующего скорость движения, ФНЧ регистрирующий максимальную частоту вращения не отключается, и они оба работают одновременно.
При подборе емкостей С7 и С8 нужно учитывать, что емкость для скорости 60 км/час состоит из двух параллельно включенных конденсаторов (С7 + С8), а для скорости 90 км/час только С7. Поэтому, сначала нужно найти параметры R и С для скорости 90 км/час, а затем, с тем же R определить С для 60 км/час и рассчитать емкость добавочного С8.
Настройка заключается в окончательной подгонке R и С (после установки рассчитанных) путем пробных заездов, сверяясь по образцовому тахометру. Тон звука можно установить подбором номинала R4, а частоту прерывания звука (рисунок 2) подбором R9.
