Самодельные тахометр и лаг

В статье Э. М. Медведева «В поход на крыльях» вкратце сказано о приборах — электротахометре и лаге. Мне и моим товарищам хотелось бы иметь эти приборы, но наши познания в электротехнике и гидромеханике невелики. Хотелось бы подробнее ознакомиться с работой этих приборов и с тем, как их сделать своими силами. Просим хотя бы коротко ответить на следующие вопросы:

• Можно ли применить схему электротахометра для одноцилиндровых стационарных двигателей с зажиганием от магнето?
• Будет ли работать такая схема?
• Нельзя ли применить для лага вместо капиллярной трубки трубку диаметром 4—5 мм и какой примерно нужен манометр для скорости 15 км/час?

---

Чтобы иметь объективное представление о работе подвесного или стационарного мотора на самом малом судне, вовремя и быстро определять неисправность в системе зажигания, иметь представление о скорости, нужны соответствующие приборы, хотя бы простейшие. Наша промышленность пока не выпускает их.

Электротахометр оборотов двигателя и лаг — вот те два прибора, без которых невозможно грамотно эксплуатировать судно и повышать мастерство в водно-моторном спорте. Поэтому судоводители-любители и спортсмены вынуждены сами изготовлять такое оборудование.

Существует несколько схем измерения числа оборотов двигателя по электрическим импульсам в системах зажигания, однако для двухцилиндрового мотора наиболее проста и доступна схема, принцип работы которой заключается в следующем. Часть напряжения, наводимого в первичной цепи катушки зажигания, подается с конденсаторов (см. схему 1) на мостовой выпрямитель В. Выпрямленное напряжение поступает на потенциометр P₁, в цепь которого включен чувствительный прибор — миллиамперметр тА или микроамперметр МА. В тот момент, когда контакты прерывателя П₁ замкнуты, контакты прерывателя П₂ разомкнуты. На выпрямитель подается напряжение с катушки Т₂ по цепи конденсатор А₂ — прерыватель П₁ — масса. Следующие пол-оборота прерыватель П₂ будет замкнут, а контакты прерывателя П₁ будут разомкнуты; выпрямитель окажется включенным в цепь катушки Т₁, подобно описанному.

Таким образом, прибор попеременно включается в цепи катушек T₁ и Т₂ через каждые пол-оборота коленчатого вала. Нетрудно понять, что с увеличением числа оборотов двигателя будет увеличиваться напряжение и частота импульсов.

При помощи ползунка потенциометра можно легко подбирать режим работы различных по чувствительности и внутреннему сопротивлению стрелочных приборов.

Выпрямитель следует собирать по мостовой схеме на полупроводниковых диодах Д7Ж (или ДГЦ-27—старое обозначение), потому что такая схема обеспечивает небольшой процент искажений и равномерное показание по всей шкале прибора, т. е. при всяком изменении оборотов двигателя стрелка прибора будет строго пропорционально отклоняться на всех участках шкалы. Можно использовать и другие полупроводниковые диоды (например, Д7А, Д7Б, Д7В, Д7Г, Д7Д). От купроксных и селеновых выпрямителей следует отказаться, так как они весьма чувствительны к изменениям частоты; это особенно заметно на максимальных оборотах, когда частота тока достигает нескольких сотен герц. Потенциометр проволочного типа на 500—1000 ом подбирают с таким расчетом, чтобы не было слишком большого шунтирующего действия на катушку зажигания.

Лучшим электроизмерительным прибором будет миллиамперметр до 50 mА. Чувствительность его достаточно велика, а шкалой удобно пользоваться. Умножением показаний прибора на 100 получают истинное число оборотов двигателя в диапазоне от 300 до 5000 об/мин. С успехом можно применить и другой миллиамперметр с чувствительностью не ниже 250 mА. Менее чувствительные приборы, равно как и потенциометр меньшего сопротивления, приведут к ухудшению работы зажигания в момент запуска двигателя и на малых оборотах. Слишком чувствительные приборы — микроамперметры — для этой цели подходят меньше, так как обладают малой механической прочностью и восприимчивы к электрическим и магнитным накладкам (помехам). Если все-таки применяется микроамперметр, то к его клеммам подключают сопротивление 300 ом (на схеме 1 это сопротивление показано пунктиром). Это в какой-то степени позволит избавиться от произвольного отклонения и дрожания стрелки прибора.


Электротахометр можно применять и на одноцилиндровых двигателях с зажиганием от магнето (схема 2). Эта схема принципиально ничем не отличается от первой. Разница лишь в том, что второй провод питания электротахометра включен прямо на массу. Погрешность при измерении оборотов будет не более 5%.

Тумблер Г служит для экстренной остановки двигателя. Клеммы конденсаторов А₁ и А₂ замыкаются тумблером на массу, и катушки зажигания выключаются. Если теперь поочередно замыкать клеммы конденсаторов на массу, можно легко определить, какой из цилиндров работает с перебоями или вообще отказал (такого рода неисправности в моторах «Москва» весьма часты).

Монтаж прибора прост. В корпусе магнето просверливаются два отверстия диаметром 6 мм, в которые пропускают провода. Одними концами они подключены к конденсаторам, а другими — к разъемной вилке, укрепленной на стойке стартера. Далее от разъемной вилки три провода, из которых один — «масса» (для металлических лодок третий провод — «масса» — не нужен), подводятся к приборной панели у рулевой колонки, где в небольшой коробочке монтируется остальная часть схемы.

Градуируют прибор по надежному механическому или электрическому тахометру-эталону на холостых оборотах. Один из участников этой работы ручкой газа доводит обороты двигателя до средних (положим, до 2000 об/мин) по тахометру-эталону, а другой вращает потенциометр до совмещения стрелки с делением 20 на шкале. Убедившись в идентичности показаний обоих тахометров, ползунок потенциометра надежно фиксируют от смещения.

Хорошим дополнением к электрическому тахометру служит лаг (указатель скорости). Принцип действия этого прибора основан на гидродинамическом давлении, возникающем при движении судна, и состоит из манометра низкого давления, соединительной трубки и датчика.

Многие любители пытаются установить этот прибор на тихоходных водоизмещающих судах. Однако, чтобы прибор работал на скоростях 10—15 км/час, нужно иметь манометр на 0,3 кг/см², а такие манометры уникальны и имеют большие размеры. Можно попытаться изготовить такой манометр самому из автомобильного диафрагменного манометра по ГОСТ 1701—53, заменив в нем металлическую диафрагму на эластичную с жестким центром. Эластичную диафрагму изготовьте из прорезиненной ткани толщиной 0,1—0,2 мм; в центре приклеивается клеем № 88 латунный кружок — основание, через который и передаются колебания диафрагмы на рычажно-стрелочную систему манометра.

Капиллярную трубку датчика можно заменить обычной медной трубкой диаметром 5 мм, укрепив ее под днищем на кронштейне гребного вала.

Следует помнить, что лаг, работающий на этом принципе, не учитывает истинного значения скорости на течении и при дрейфах. Поэтому в показания прибора при движении по рекам нужно вносить поправку. Однако в большинстве случаев бывает удобно пользоваться лагом методом сравнения. Для этого на шкале отмечают два значения скорости — среднюю и максимальную. Всякое отклонение стрелки от этих величин весьма точно и наглядно указывает на изменение скорости.

Необходимый манометр для различных скоростей можно подобрать, пользуясь следующей таблицей:


При градуировке прибора в км/час шкала будет неравномерной — сжатой в начале и растянутой в конце.

Соединительная трубка и датчик должны иметь диаметр не менее 1—1,5 мм, иначе будет сказываться явление капиллярности.

Пользуясь этими приборами, можно прямо или косвенно делать выводы о мощности двигателя, расходе топлива, нагрузке, скорости, правильности подбора винта и т. д.