Автомобильный спидометр — что это такое и почему он «врёт»

Расскажем что такое спидометр машины. Почему «врут» его показания и указывают большую скорость, чем на самом деле. Какая погрешность у прибора и на что влияет.

Что это такое

Автомобильный спидометр — это измерительный прибор для определения мгновенной скорости движения автомобиля. Показания выводятся в километрах в час (км/ч), или мили в час. Бывают двух видов: аналоговые (или механические) и цифровые приборы.

На некоторых современных машинах вместо традиционного стрелочного указателя появился цифровой. Числа считываются удобнее, но цифровой спидометр обладает некоторой инертностью. Например, сложно при езде по трассе со скоростью 120 км/ч быстро сбросить до разрешенных 79 км/ч.

Что показывает

На заднеприводных автомобилях спидометр контролирует вращение вторичного вала коробки передач и по нему рассчитывается скорость. Значит, показания зависят от размера шин, передаточного числа редуктора заднего моста и собственной погрешности.

Спидометры переднеприводных авто измеряют скорость с помощью привода левого колеса. Значит, к погрешности и влиянию размера шины прибавляется эффект от закругления дороги: на поворотах влево значения будут чуть меньше, чем посередине, а вправо – чуть больше.

Почему «врёт»

Нетрудно догадаться, почему «преувеличивает» и показывает большую скорость.

1. У водителя будет меньше шансов нарушить скоростной режим и получить штраф.
2. Если бы спидометр занижал настоящую скорость, водители затаскали бы автопроизводителей по судам, доказывая, что аварии и штрафы случились из-за неверных показаний.

Почему спидометр обязательно должен «врать»? Дело в том, что ему труднее быть точным, чем многим другим приборам. Ведь скорость движения обычно определяется по вращению колеса и зависит от диаметра колеса, а это — параметр нестабильный.

Среднее значение погрешности у современных спидометров — 10% на скорости в 200 км/ч. Причем зависимость нелинейная. Это значит, что на 110 км/ч разница с реальной скоростью может составлять 5-10 км/ч. До 60 км/ч погрешности почти нет или она минимальная.

Как сказываются шины нештатного размера на показания спидометра. Замена покрышек 185/60R14 на 195/50R15 или наоборот меняет показания на 2,5%. Немного? Например, при 90 км/ч реальная скорость машины составит 92,78 км/ч. Т.е. реальные данные не совпадают. Когда есть допуск плюс 20 км/ч, за которым следует штраф — это не столько существенно. А когда сменили колёса наоборот, с низких на высокие — значения будут меньше настоящей скорости авто.

Вопрос — как эта ошибка сложится с погрешностью самого прибора, скажется ли износ шин, давление в них (повышенное или пониженное). Низкое давление в колёсах также искажает значение в большую сторону.

Если спидометр автомобиля показывает скорость в милях в час, то как перевести в километры в час? Это касается машин из Америки, где изначально приборы калибруются в непривычных числах. Считайте, что 1 миля равна 1,6 км. Значит, если спидометр показывает скорость 90 миль/ч, то это 144 км/ч (90 х 1,6 = 144 км/ч). Обратный подсчет из км/ч в миль/ч производиться путем деления на 1,6.

Почему спидометр даже бюджетных автомобилей размечают до 200 км/ч

Свежий номер

РГ-Неделя

Родина

Тематические приложения

Союз

Свежий номер

17.04.2021 09:10

Поделиться

Борис Захаров

Спидометр даже тихоходных малолитражек бывает размечен до 200 км/ч и выше. Однако зачем внедрять такие крупные значения, если реальные скоростные возможности маломощного транспорта редко превышают 150 км/ч, да еще и ограничения скорости в странах сбыта составляют максимум 130 км/ч? Для такой практики есть сразу несколько причин.

iStock

Пожалуй, главная подоплека выпуска спидометров со шкалами, размечены до 200, а то и 250 и 300 км/ч — это соображения экономии. Автопроизводителю просто не выгодно тратиться на различные модели спидометров для большого числа моделей и модификаций одного и того же автомобиля.

Поэтому дизайнеры вместе с инженерами создают одну версию спидометра с разметкой для топовой комплектации и предусматривают запас по шкале на случай выпуска в дальнейшем еще более производительных модификаций. В результате мы видим «приборку» с разметкой до 200 км/ч у «Патриота» с его реальным скоростным потолком 150 км/ч.

В основе «серьезных» цифр на спидометрах лежат также и соображения безопасности. Представим, например, что автомобиль подвергся тюнингу и его оснастили форсированным «движком». При ускорении до максимума стрелка спидометра, размеченного до каких-нибудь 180 км/ч, как говорят, «ляжет», и водитель не сможет оценивать реальную скорость движения, что, согласитесь, небезопасно.

Еще одна причина, по которой мы видим спидометры с впечатляющим скоростным рубежом в тихоходных машинах, — маркетинговая. Согласитесь, покупателю греет душу, когда он видит цифру 200 км/ч на приборном щитке Lada Granta или 180 км/ч на Lada Niva Legend. В этом смысле многообещающие цифры на «приборке» — игра на амбициях клиента и стимул для наращивания продаж.

Впрочем, дело также в эргономике и, как следствие, удобстве использования. Ведь в большинстве случаев, когда стрелка подбирается к первой трети разметки аналогового спидометра (равно как его нарисованной виртуальной версии), водитель, даже не видя точных цифр, осознает, что едет со скоростью, максимально допустимой для движения в городе. Как правило речь идет о 60 — 80 км/ч. При этом водитель в курсе, что за этим рубежом, к примеру, еще две трети шкалы. По той же «эргономической» причине значения 90-110 км/ч стараются размещать на шкале спидометра ближе к вертикальному положению стрелки. Все опять-таки потому, что так быстрее и проще сориентироваться при беглом взгляде на положение стрелки.

И тем не менее, новые тенденции автопрома в ряде случаев ломают сложившуюся практику разметки «приборок». Это связано прежде всего с появлением цифровых спидометров. К примеру, в Renault Kaptur вы видите на «приборке» очень крупные цифры набранной скорости без какого-либо дублирования шкалы спидометра на отдельных циферблатах. Тот, кто ездил на этом кроссовере, согласится, что реализовано все очень удобно. Между тем никакого прорисованного скоростного потолка в Renault Kaptur нет, так же, как и на проекционных дисплеях, транслирующих данные скорости на лобовое стекло многих премиальных моделей.

Наконец, некоторые автопроизводители не так давно встали на путь снижения фактического скоростного потолка своих моделей. Речь прежде всего о компании Volvo, начавшей устанавливать на всех своих новых машинах ограничение максимальной скорости в 180 км/ч.

Такой «ошейник» начали надевать на новые шведские автомобили еще в мае 2020 года. И, как можно догадаться, это делается для пущей безопасности и снижения смертности на дорогах. Заметим, что поскольку спидометры на новых моделях Volvo будут исключительно цифровыми, то разметка до более чем 180 км/ч попросту не понадобится. К слову, сейчас на большинстве современных Volvo виртуальные цифры скоростного режима вписаны в опять-таки нарисованную классическую шкалу спидометра, а при выборе той или иной графики «приборки» картинка меняется.

Самое интересное, что некоторые эксперты усмотрели в действиях шведов меркантильные соображения. Дело в том, что ограничивая физический скоростной потолок своих машин, шведский автопроизводитель в теории может сэкономить на комплектации таких моделей шинами с низким скоростным лимитом. Впрочем, ни в чем подобном шведы пока замечены не были.

Поделиться

Не доверяйте спидометру своей машины

Когда я учился в старшей школе, моему лучшему другу удалось засунуть стрелку спидометра в маминый Chevrolet Cavalier 1987 года — мы называли его «Lier-Jet» — так далеко за край шкалы, что он крутился до нуля. Этот спидометр, по общему признанию, разгонялся всего до 85 миль в час, но завернутая стрелка означала, что передние колеса разгонялись до 125 миль в час. Грандиозное достижение, учитывая, что остальная часть машины на самом деле не двигалась.

Эта история впервые появилась в выпуске журнала Road & Track за май 2020 года.

Традиционные спидометры на самом деле не измеряют скорость автомобиля. Они просто датчик оборотов для ведущих колес, потому что именно оттуда они получают информацию — обычно от приводного троса или датчика на трансмиссии. То, как они преобразуют эти данные в скорость автомобиля, предполагает, что на самом деле вы не совершаете эпического выгорания в переднеприводном Chevy, когда автомобиль удерживается ручным тормозом. (Виновен.) Это преобразование также делает еще одно неверное, но важное предположение — окружность ваших шин. Поскольку это измерение постоянно меняется, поскольку шина расширяется и сжимается в зависимости от использования и окружающей среды, ваш спидометр никогда не будет точным. Окружность — это простая функция радиуса шины или расстояния между центром колеса и землей. Частью этого радиуса является гибкая боковина шины, которая деформируется под весом автомобиля. Величина деформации в основном зависит от давления в шинах и массы, а это означает, что даже если ваш спидометр был точным холодным утром, он будет неточным позже в тот же день, когда температура окружающей среды будет выше, а шины нагреты от использования. Добавьте еще нескольких пассажиров, и их вес еще больше сдавит боковину, заставляя показания спидометра повышаться. Наконец, окружность ваших шин постепенно уменьшается по мере использования, поскольку резина изнашивается — одни только изношенные шины могут снизить точность спидометра более чем на процент.

Связанная история

• Посмотрите, как Toyota Supra преодолела официальную максимальную скорость

Чтобы компенсировать все это и помочь вам не получить штраф за превышение скорости, большинство спидометров рассчитаны на несколько завышенные показания. Европейские правила, в частности, позволяют большинству автомобилей отображать скорость на 10 процентов плюс 6 километров в час (3,7 мили в час) выше фактической, но те же самые правила не позволяют сообщать о скорости ниже, чем скорость, на которой движется автомобиль. Правила в Соединенном Королевстве аналогичны, но даже более мягкие, разрешая 10 процентов плюс 6,25 миль в час, вероятно, поэтому каждый Lotus, на котором я ездил, преувеличивает свою скорость, как подросток. Volkswagen, компания, которая никогда ни в чем не лгала (верно?), имеет тенденцию иметь спидометры настолько близкие к точным, что иногда они показывают низкие значения.

На самом деле это не является незаконным в Америке; легковые автомобили не подпадают под действие закона о точности спидометра, хотя некоторые автопроизводители добровольно придерживаются стандартов SAE. И в защиту VW могу сказать, что большая ошибка спидометра может быть вызвана различиями в окружности качения разных шин. Для иллюстрации предположим, что серийный GTI, оснащенный OEM-шиной Bridgestone Potenza S001, имеет идеально точный спидометр. Замена его шин, скажем, на Kumho Solus TA71 того же размера 225/40-18 приведет к скорости движения 75,6 миль в час, когда спидометр GTI показывает 70.

Другими словами, потенциально крупный билет. Эта почти восьмипроцентная разница в окружности качения рассчитана на основе опубликованных спецификаций двух производителей шин для числа оборотов на милю. И это возвращает нас к забавной части: значительная разница между двумя шинами одного размера подчеркивает, насколько глупо рассчитывать скорость по оборотам колеса.

Десятилетия назад технические ограничения не давали автопроизводителям иного выбора для измерения скорости. В наши дни у нас есть много других способов. GPS — это технология прямой видимости, зависящая от относительно ясного неба на пути к спутникам, поэтому она не работает в туннелях и может быть сбита с толку высокими зданиями или деревьями. Но поскольку в настоящее время широко распространены автомобильные GPS-приемники, эту информацию можно использовать для непрерывной калибровки спидометра.

Жаль, что автомобильные компании так не думают. Если бы они это сделали, они бы перестали использовать ведущие оси для получения информации о спидометре. А современные автомобили уже точно знают, с какой скоростью они едут, потому что должны. Электронные системы контроля устойчивости, предусмотренные законом, нуждаются в информации о скорости и направлении движения, чтобы обуздать неуправляемый автомобиль. Чтобы получить его, эти системы используют датчики скорости рыскания и акселерометры в сочетании с отдельными датчиками скорости вращения колес для непрерывного расчета фактической скорости транспортного средства. Как ни странно, эта информация никогда не попадает на ваш спидометр.

Если вы не в Tesla. Тире в каждом из электромобилей Илона Маска показывает расчетное значение скорости, рассчитанное с использованием всех доступных входных данных (скорости приводного двигателя, скорости отдельных колес и инерционных измерений), а затем скорректированное с использованием физических моделей, которые включают двигатель и тормозной момент. Вот это умно.

Это также немного грустно, потому что выкрутить стрелку спидометра начисто от циферблата, даже не шевельнувшись, — одно из величайших удовольствий в жизни. Сегодняшние подростки могут не получить штраф за превышение скорости по ошибке, но они упустят нечто лучшее: удовольствие от выгорания на скорости 125 миль в час.

Джейсон Каммиза (Jason Cammisa) — пишущий редактор Road & Track и наш постоянный фанат дыма от покрышек. Вы можете найти больше его занудства на @jasoncammisa в Instagram.

Почему спидометр вашего автомобиля показывает скорость до 160 миль в час

Вашингтон
Си-Эн-Эн
—

Apple недавно представила новую версию своей системы CarPlay для транспортных средств, которая включает в себя такие датчики, как спидометры. Но даже Apple, компания, которая отказалась от традиций, когда заново изобрела телефоны, музыкальные плееры и наушники, склоняется к условностям, когда дело касается спидометров. Он отображал спидометр в классическом стиле, показывающий 160 миль в час, что является нормой для автомобильной промышленности.

Это почти в два раза больше максимальной скорости, установленной в Соединенных Штатах, — 85 миль в час на участке шоссе в Техасе. Почему наши спидометры показывают незаконную скорость, которую могут достичь только гонщики?

Представитель Toyota Пол Хогард сказал, что автопроизводитель хочет, чтобы спидометры были легко читаемыми, поэтому есть смысл разместить типичную рабочую скорость американских автомобилей, от 45 миль в час до 70 миль в час, в верхней части спидометра, что является самым простым местом для измерения. спидометр для водителя, чтобы прочитать. По его словам, для этого — при сохранении визуально привлекательного симметричного спидометра — требуется датчик, который показывает далеко за пределы рабочей скорости.

Таким образом, автомобили, такие как некоторые Toyota Corolla, имеют спидометр со скоростью 160 миль в час, несмотря на то, что и близко не приближаются к таким скоростям.

Многие спидометры имеют симметричный вид.

Крейг Раттл/Bloomberg/Getty Images

По словам экспертов по спидометрам и автомобильной безопасности, спидометры, которые намного превышают допустимую скорость движения, уже давно стали нормой в США. Эта тенденция сохранилась и в 21 веке, даже когда количество смертей в результате дорожно-транспортных происшествий резко возросло.

По словам Брюса Вулси, президента мичиганского поставщика автозапчастей Bob’s Speedometer, уже в 1920-х годах можно было купить автомобили со спидометром, показывающим скорость до 120 миль в час.

По словам Вулси, спидометры сдвинулись еще выше в 1950-х годах после того, как Ford и Chrysler представили Thunderbird и 300 соответственно. По его словам, их спидометры показывали 150 миль в час и стали ступенькой к популяризации спидометров со скоростью 160 миль в час. Первый спидометр со скоростью 160 миль в час, о котором он знает, был в Cunningham C-3 1950-е годы.

Винтажный интерьер Ford Thunderbird 1955 года с рулевым колесом и приборной панелью бирюзового и цвета морской волны. (Фото: Arterra/Universal Images Group через Getty Images)

Arterra/Universal Images Group/Getty Images

Однако у таких высоких спидометров противоречивая история.

Некоторые эксперты по автомобильной безопасности говорят, что далеко идущие спидометры могут нормализовать высокоскоростное вождение и незаметно способствовать тому, чтобы люди двигались с опасной скоростью более 100 миль в час.

Джоан Клейбрук, работавшая администратором Национальной администрации безопасности дорожного движения с 1977 по 1981 год, рассказала CNN Business, что во время своего пребывания в должности ее «абсолютно бесили» высокоскоростные спидометры.

Поэтому в 1979 году НАБДД издало правило, согласно которому спидометры не должны показывать скорость выше 85 миль в час.

«Автопром пришел в ярость, — вспоминал Клейбрук. «Я бы не сдвинулся с места. Я положил свое тело на веревку на этом».

Клейбрук сказал, что высокоскоростные спидометры опасны и могут привести к тому, что молодые люди будут проверять пределы своих автомобилей.

«Люди в возрасте от 16 до 25 лет всегда хотят пройти тестирование», — сказал Клейбрук. «Для детей очень заманчиво бросить вызов и развить более высокую скорость».

Спидометры были переделаны, чтобы соответствовать правилу 1979 года. Но это было недолгим.

Ограничение было снято после прихода к власти администрации Рейгана и ухода Клейбрука.

Джо Янг, представитель Страхового института безопасности дорожного движения, сказал CNN Business, что ему ничего не известно о каких-либо исследованиях, в которых изучалась бы взаимосвязь между конструкцией спидометра и скоростью движения. Но он сказал, что не исключено, что есть связь.

«Не будет большим скачком предположить, что водители могут чувствовать себя более комфортно, увеличивая скорость, когда на спидометре еще много времени», — сказал Янг. Зависимость между скоростью удара и энергией столкновения не является линейной, поэтому небольшое увеличение скорости может иметь серьезные последствия, сказал он, указывая на результаты исследований.

Некоторые потребители могут рассматривать высокий спидометр как аргумент в пользу продажи, поскольку он предполагает, что у водителя особенно мощный автомобиль.

Многие спидометры перешли на цифровой дисплей, который показывает исключительно текущую скорость автомобиля.