مقالات خودرو : فنی : ساختار و عملکرد کیلومتر شمار

ساختار و عملکرد کیلومتر شمار

کیلومترشمارهای مکانیکی سال های سال راه ها را گز کرده‌اند. این کیلومترشمارها با اینکه منسوخ شده اند ولی به علت سادگی شان بسیار جالبند. یک کیلومترشمار مکانیکی از چیزی تشکیل نشده است جز یک چرخ دنده با ضریب چرخش باورنکردنی. کیلومترشماری که ما در این متن بررسی می کنیم، ضریب چرخشی معادل 1690 در برابر 1 دارد. معنای آن این است که شفت ورودی این کیلومترشمار باید 1690 بار بچرخد تا کیلومترشمار یک کیلومتر مسافت پیموده شده را نمایش بدهد. امروزه کیلومترشمارهای دیجیتال با هزینه کمتر و تجهیزات بیشتر، جایگزین کیلومترشمارهایی نظیر این شده اند، ولی به اندازه آنها جالب نیستند. در این مقاله، ابتدا نگاهی به داخل یک کیلومترشمار مکانیکی خواهیم انداخت، بعد درباره اینکه کیلومترشمارهای دیجیتال چطور کار می کنند صحبت خواهیم کرد.

کیلومترشمارهای مکانیکی

کیلومتر شمارهای مکانیکی به وسیله یک کابل انعطاف پذیر که از یک فنر بسیار فشرده ساخته شده است، می‌چرخند. این کابل معمولا داخل یک روکش فلزی محافظ، که یک لایه لاستیکی هم دارد، می‌چرخد. در دوچرخه ها، یک چرخ کوچک که به چرخ دوچرخه چسبیده است، این کابل را می چرخاند و ضریب چرخش کیلومترشمار به اندازه این چرخ کوچک بستگی دارد. در خودروها، چرخ دنده ای که به شفت خروجی گیربکس متصل است، این کابل را می چرخاند. کابل، چرخش را به صفحه کیلومتر شمار و از آنجا به شفت ورودی کیلومترشمار منتقل می کند.

چرخ دنده ها

این کیلومترشمار از سه چرخ دنده مارپیچی استفاده می کند تا به ضریب چرخش خودش یعنی 1690 در برابر 1 دست پیدا کند. شفت ورودی، اولین چرخ دنده مارپیچ را که به یک چرخ دنده گرد وصل است، می چرخاند. یک چرخش کامل چرخ دنده مارپیچ، فقط یک دندانه از چرخ دنده گرد را رد می کند. این چرخ دنده یک  چرخ دنده مارپیچی دیگر را به حرکت در می آورد که خود آن هم یک چرخ دنده گرد دیگر را می چرخاند. چرخ دنده آخر به دندانه شاخص های رقمی کیلومترشمار متصل است. هر شاخص دارای یک ردیف دندانه در یک طرف و دو دندانه مجزا در طرف دیگر است. وقتی دو دندانه مجزا به چرخ دنده پلاستیکی سفید نزدیک می شوند، یکی از دندانه ها داخل دندانه های ردیفی می افتد و به همراه شاخص رقمی می چرخد تا زمانی که دندانه رد بشود.

همین چرخ دنده با یکی از دندانه های شاخص رقمی بزرگتر درگیر می شود و آن را 0.1 دور می چرخاند. حالا متوجه می‌شوید که چرا وقتی کیلومترشمار می خواهد اعداد بزرگ را نمایش بدهد (مثلاً بین 19,999 و 20,000 ) عدد 2 که در منتهی علیه سمت چپ قرار دارد، نمی تواند با سایر اعداد به طور کامل در یک ردیف قرار بگیرد. کمی تاخیر چرخ دنده، که در دنده های کمکی سفید وجود دارد، از تراز بودن کامل اعداد جلوگیری می کند. معمولاً مسافت پیموده شده باید به 21000 کیلومتر برسد تا اعداد دوباره در یک خط قرار بگیرند. شاید دیده باشید که اعداد این گونه کیلومترشمارهای مکانیکی  را می توان تغییر داد. وقتی خودرو با دنده عقب حرکت می کند، کیلومترشمار هم در جهت عکس کار می کند. کلک دیگری که می‌توان زد، وصل کردن کابل کیلومترشمار به یک دریل و چرخاندن آن در جهت عکس است تا مسافت پیموده شده کم بشود. همانطور که در بخش بعد خواهیم دید، این حقه در مورد کیلومترشمارهای الکترونیکی کارگر نمی افتد.

کیلومترشمارهای کامپیوتری

اگر سری به یک دوچرخه فروشی بزنید، به احتمال زیاد هیچ کیلومترشمار یا سرعت سنج کابلی نخواهید دید؛ در عوض، دوچرخه های کامپیوتری به چشم تان خواهد خورد. در دوچرخه های کامپیوتری یک آهنربا به یکی از چرخ ها و یک مبدل نیز به دو شاخه چرخ وصل شده است. با هر چرخش چرخ، آهنربا یک بار از جلوی مبدل رد می شود و جریان برقی با ولتاژ پایین در مبدل تولید می کند. کامپیوتر تعداد این پالس ها یا افزایش ولتاژها را می شمرد و از آنها برای محاسبه مسافت پیموده شده استفاده می کند. اگر تا به حال یکی از این دوچرخه ها را سر هم کرده باشید، می دانید که باید کامپیوتر آنها را مطابق با محیط چرخ ها برنامه ریزی کنید. محیط چرخ برابر است با مسافت پیموده شده طی یک گردش کامل چرخ. هر بار که کامپیوتر متوجه یک پالس می شود، یک رقم به کل مسافت پیموده شده اضافه کرده و  عدد جدید را روی صفحه نمایش نشان می دهد. بسیاری از خودروهای مدرن نیز، از سیستمی نظیر این استفاده می کنند ولی به جای داشتن یک مبدل مغناطیسی روی چرخ، از یک چرخ دنده که به شفت خروجی گیربکس متصل است و یک حسگر مغناطیسی که پالس های ناشی از رد شدن دندانه های چرخ دنده را می شمارد، استفاده می‌کنند.

بعضی خودروها از یک صفحه روزنه دار و یک مبدل لیزری استفاده می کنند، درست مثل موس کامپیوتر. در اینجا نیز مانند مثال دوچرخه، کامپیوتر خودرو با هر پالسی که دریافت می کند متوجه مسافت پیموده شده می شود و از این اطلاعات برای نشان دادن ارقام جدید روی صفحه کیلومترشمار استفاده می کند. یکی از موارد جالب در مورد کیلومترشمارهای کامپیوتری خودرو، نحوه انتقال اطلاعات به صفحه کیلومترشمار است. به جای اینکه یک کابل چرخنده سیگنال مربوط به مسافت را منتقل کند، اطلاعات مربوط به مسافت ( در کنار بسیاری اطلاعات دیگر ) از طریق یک کابل مجزا  که به واحد کنترل موتور (ECU) متصل است، به صفحه کیلومترشمار منتقل می شود. خودرو شبیه یک شبکه کامپیوتری محلی است که ابزارهای متفاوتی به آن متصل است. برخی ابزارهایی که می‌توانند به شبکه کامپیوتری خودرو متصل بشوند عبارتند از: واحد کنترل موتور (ECU)، سیستم کنترل آب و هوا، صفحه کیلومتر، شیشه بالابرهای برقی، رادیو، سیستم ترمز ضد قفل، ماژول کنترل کیسه های هوا، ماژول کنترل بدنه (که لامپ های داخل کابین و ... را کنترل می کند)، و ماژول کنترل گیربکس. بسیاری از خودروها از یک پروتکل ارتباطی استاندارد به نام  SAE J1850 برای برقراری ارتباط میان واحدهای الکترونیکی مختلف استفاده می کنند.  واحد کنترل موتور همه پالس ها را می شمرد و حساب مسافت کل پیموده شده را نگه می دارد. این بدان معناست که اگر کسی ارقام صفحه کیلومترشمار را کم کند، رقم ذخیره شده در ECU با آن منطبق نخواهد بود. با استفاده از یک کامپیوتر عیب یاب می توان رقم ذخیره شده در ECU را خواند. همه واحدهای خدمات پشتیبانی مجهز به کامپیوترهای عیب یاب هستند. ECU در هر ثانیه چند بار، بسته ای از اطلاعات ارسال می کند که از دو قسمت تشکیل شده است: عنوان و داده. عنوان عددی است که مسافت خوانده شده را نشان می دهد و داده عددی است که نشان دهنده مسافت پیموده شده است. در صفحه کیلومتر، کامپیوتر دیگری وجود دارد که مسوول بررسی این بسته اطلاعاتی است و هربار که بسته اطلاعاتی جدیدی دریافت می کند، عدد کیلومترشمار را تغییر می دهد. خودروهایی که کیلومترشمار دیجیتال دارند، نمایشگر دیجیتال به راحتی عدد جدید را نشان می دهد. کیلومترشمارهای آنالوگ هم یک موتور شمارشگر کوچک دارند که اعداد روی صفحه را عوض می کند.