جمعه , ۱۱ اسفند ۱۴۰۲
» مقاله » علمی » مکانیزم نشان‏ دهنده مقدار سوخت خودرو / از بدو اختراع اتومبیل تا آینده
در فراری 458 نشان ‏دهنده میزان سوخت به‏ صورت دیجیتالی در سمت چپ و پایین قرار دارد. این نشان‏ دهنده از نوع شناوری الکتریکی بوده که صفحه نشان ‏دهنده آن به شکل دیجیتالی طراحی و ساخته شده است.

مکانیزم نشان‏ دهنده مقدار سوخت خودرو / از بدو اختراع اتومبیل تا آینده

۱۴۰۱-۱۲-۱۰

بعد از سال‏ 1963 نشان‏‌دهنده‌‏های مقدار سوخت، الکتریکی شدند ولی قبل از آن سال، شاخص‏‌های مقدار سوخت داخل مخزن همه مکانیکی بودند.

مجله ماشین– نوشته: سید حسن مشکین، عضو هیئت علمی دانشگاه / نشان‌‏دهنده یا شاخص میزان سوخت موجود در مخزن اتومبیل یکی از مهم‏‏ترین آلات دقیق خودرو است زیرا مشخص می‏‌کند راننده تا چه مسافتی می‏‌تواند به رانندگی ادامه دهد. میزان بنزین یا سوخت موجود در داخل مخزن با واحد حجم بر مبنای لیتر یا گالن اندازه‏‌گیری می‏‌شود که هر گالن انگلیسی معادل ۵/۴ لیتر و هر گالن آمریکایی برابر ۷۸۵/۳ لیتر است.

بعد از سال‏ ۱۹۶۳ نشان‏‌دهنده‌‏های مقدار سوخت، الکتریکی شدند ولی قبل از آن سال، شاخص‏‌های مقدار سوخت داخل مخزن همه مکانیکی بودند.

طرح بسیار قدیمی بنزین چکان که در اتومبیل‏‌های بنزین ‏سوز اولیه استفاده می‏‌شد.
طرح بسیار قدیمی بنزین چکان که در اتومبیل‏‌های بنزین ‏سوز اولیه استفاده می‏‌شد.

نشان‏‌ده‎‌نده‌‏های اولیه

در سال‏های اولیه ظهور اتومبیل بنزین‌‏سوز جهت تعیین مقدار سوخت موجود در داخل مخزن از میله‌‏ای توخالی استفاده می‏‌شد که «بنزین چکان» نام داشت.

همانطور که در تصویر ملاحظه می‏کنید این وسیله را آنقدر پایین می‏‌کشیدند تا قطرات بنزین از آن بچکد و سپس درجه روی میله را می‏‌خواندند.

طرح شیشه دید که از سال 1925 به بعد به اجرا درآمد.
طرح شیشه دید که از سال ۱۹۲۵ به بعد به اجرا درآمد.

از این وسیله تا سال‏ ۱۹۲۵ استفاده می‏شد اما بعدها طرح بهتری ارائه شد که به «شیشه دید» یا Sight Glass معروف بود. در واقع در کنار مخزن، یک لوله شیشه‏‌ای مدرج به صورت عمودی قرار می‏گرفت تا براساس اصل لوله‌‏های مرتبط، مقدار سوخت را نشان ‏دهد.

طرح شیشه دید تا اواسط دهه ۱۹۳۰ استفاده‏گردید و سپس روش جدیدی ارائه شد، البته امروزه شیشه دید در صنایع مختلف دیگری کاربرد دارد.

نوع شناورسنج مکانیکی بسیار ساده که راننده اتومبیل از بیرون کابین مقدار سوخت داخل مخزن را بررسی می‌‏کرد.
نوع شناورسنج مکانیکی بسیار ساده که راننده اتومبیل از بیرون کابین مقدار سوخت داخل مخزن را بررسی می‌‏کرد.

نشان‏‌دهنده‏‌های مکانیکی

از نیمه دوم دهه ۱۹۳۰ میلادی که نشان‏‌دهنده مقدار سوخت مکانیکی از نوع شناورسنج ابداع گردید تا سال ۱۹۶۳ اتومبیل‏‌ها از آن بهره می بردند.

در این مدت انواع مختلفی از نشان‏‌دهنده‏‌های مکانیکی شناورسنج ساخته شدند که ساده‏‌ترین نوع آن را در تصویر ملاحظه می‏‌کنید.

این نشان‌دهنده‏‌ها از یک شناور سبک معمولاً از جنس چوب پنبه تشکیل گردیده که روی آن برای فرو نرفتن در بنزین یا هر سوخت دیگری، جلا داده شده بود. این شناور به وزنه سبکی داخل یک لوله شفاف در زیر مخزن سوخت اتومبیل، متصل بود و بالا یا پایین رفتن وزنه، مقدار بنزین در مخزن را بر اساس درجه بندی لوله شیشه‏‌ای به راننده نشان می‌‏داد.

در واقع در داخل کابین نشان‏‌دهنده‌‏ای نبود و راننده باید از بیرون کابین، مقدار سوخت را با دید چشمی مشاهده می کرد.

نوع ساده شناورسنج مکانیکی که در داخل کابین اتومبیل نشان‏‌دهنده داشت.
نوع ساده شناورسنج مکانیکی که در داخل کابین اتومبیل نشان‏‌دهنده داشت.

البته در گونه پیشرفته‌‏تر این نشان‏‌دهنده مکانیکی، نیازی به خارج شدن راننده از اتومبیل نبود زیرا شناور با ارتباط به یک سیم یا مفتول فلزی، عقربه نشان‏‌دهنده درون اتاق را در جهت پر یا خالی بودن مخزن، حرکت می‏‌داد.

پیشرفته‏‌ترین نشان‌‏دهنده مکانیکی شناورسنج در سال ۱۹۳۸ ابداع گردید که شناور آن با اتصال به تعدادی دنده متصل و یک شفت، در نهایت به یک مغناطیس نعلی شکل ارتباط پیدا می‌‏کرد.

در فضای بین مغناطیس نعلی شکل یک قطعه آهن قرار داشت که با چرخش و حرکت قطعه نعل مانند، شار مغناطیسی در این کاسه القا می‏گردید و باعث به حرکت درآمدن عقربه در یک محفظه شیشه‌‏ای آب‏ندی شده می‏‌گردید.

از این نشان‏‌دهنده برای اولین‏بار در اتومبیل آمریکایی دیونبرگ نوع G استفاده گردید و بعدها اتومبیل‏‌سازان دیگری نیز آن را به‏‌کار گرفتند.

پیشرفته‌‏ترین و مدرن‌‏ترین نشان‏‌دهنده مکانیکی شناورسنج که در سال 1938 ابداع گردید.
پیشرفته‌‏ترین و مدرن‌‏ترین نشان‏‌دهنده مکانیکی شناورسنج که در سال ۱۹۳۸ ابداع گردید.

نشان‏‌دهنده‏‌های الکتریکی

اوایل سال ۱۹۶۳ با ابداع نشان‌‏دهنده سوخت الکتریکی، تحولی شگرف در مکانیزم نشان‏دهنده مقدار سوخت اتومبیل پدید آمد.

اگرچه در آن زمان از این نشان‏‌دهنده در اتومبیل‏‌های گران‏‌قیمت و مسابقه‌‏ای استفاده می‌‏گردید اما با تولید انبوه آن توسط کشورهای صنعتی، بسیاری از اتومبیل‏‌های معمولی هم از سال ۱۹۶۹ به این سیستم مجهز شدند.

مکانیزم نشان‏‌دهنده مقدار سوخت شناوری الکتریکی با جریان برق مستقیم که در اویال سال 1963 ابداع گردید و در سال 1969 روی اتومبیل‏‌های معمولی فراگیر شد.مقاومت متغیر داخل مخزن سوخت مخزن جریان برق مستقیم سیم‌‏پیچ تولیدکننده مغناطیس طرف راست عقربه به وسط مغناطیس است مغناطیس طبیعی سیم‏‌پیچ تولیدکننده مغناطیس طرف چپ
مکانیزم نشان‏‌دهنده مقدار سوخت شناوری الکتریکی با جریان برق مستقیم که در اویال سال ۱۹۶۳ ابداع گردید و در سال ۱۹۶۹ روی اتومبیل‏‌های معمولی فراگیر شد.
مقاومت متغیر داخل مخزن
سوخت مخزن
جریان برق مستقیم
سیم‌‏پیچ تولیدکننده مغناطیس طرف راست
عقربه به وسط مغناطیس است
مغناطیس طبیعی
سیم‏‌پیچ تولیدکننده مغناطیس طرف چپ

این نشان‌‏دهنده از یک شناور همانند شناورسنج مکانیکی تشکیل گردیده که در داخل مخزن سوخت قرار دارد و با حرکت خود عقربه مقاومت متغیری را به حرکت وا می‏دارد. حرکت این عقربه، سبب تغییر جریان برق در مدار جریان مستقیم نشان‏دهنده داخل کابین با مکانیزمی همانند یک ولت متر یا آمپرمتر می‌‏گردد و عقربه ولت‏متر یا آمپرمتر براساس میزان جریان برق وارد شده، مقدار سوخت موجود درمخزن را نشان می‌‏دهد.

در حال حاضر مقاومت متغیری که با مکانیزم سیستم نشان‏دهنده مقدار سوخت شناوری بکار گرفته می‏‌شود، نوعی نسبت ‏سنج است که در شکل ملاحظه می‏‌کنید.

این نشان‌‏دهنده از دو میدان مغناطیسی مقابل (دو سیم‌‏پیچ در جهت مقابل) بهره می‏‌جوید تا عقربه نشان‏‌دهنده در دو ناحیه در برابر نسبت عبور جریان برق از خود واکنش نشان ‏دهد.

با این روش عقربه کمتر تحت تأثیر لرزش و نوسان تغییرات ولتاژ، کنترل کننده ولتاژ یا ضعیف بودن باتری قرار می‏‌گیرد.

طرح‌‏های آینده

امروزه طراحان و مهندسان تکنولوژی صنعت آلات دقیق اتومبیل در تلاشند تا ادواتی به مراتب دقیق‌‏تر طراحی و آنها را برای دهه‌‏های آینده ارائه کنند.

نشان‌‏دهنده سوخت شناورسنج الکتریکی دقیق نیست و زمانی که اتومبیل در سطح شیب‏دار قرار می‏‌گیرد، مقدار صحیح را به راننده نشان نمی‏‌دهد زیرا بر اثر شیب جاده سوخت در یک طرف مخزن جمع شده و نشان‌‏دهنده دچار خطا می‌‏گردد.

مدار ساده مدرن‏‌ترین سیستم اندازه‌‏گیری مقدار بنزین، داخل مخزن سوخت اتومبیل که قرار است نیازهای سه دهه آینده را برآورده سازد کمپانی فراری که اتومبیل‏‌های گران‏قیمت و مسابقه‏‌ای و اسپرت می‌‏سازد امید داردکه از این سیستم اندازه گیری بنزین در سال 2025 استفاده کند.خازن داخل مخزن ولت‌‏متر یا نشان‏‌دهنده داخل کابین اتومبیل خازن مرجع 115 ولت 400 هرتز یا سیکل
مدار ساده مدرن‏‌ترین سیستم اندازه‌‏گیری مقدار بنزین، داخل مخزن سوخت اتومبیل که قرار است نیازهای سه دهه آینده را برآورده سازد کمپانی فراری که اتومبیل‏‌های گران‏قیمت و مسابقه‏‌ای و اسپرت می‌‏سازد امید داردکه از این سیستم اندازه گیری بنزین در سال ۲۰۲۵ استفاده کند.
خازن داخل مخزن
ولت‌‏متر یا نشان‏‌دهنده داخل کابین اتومبیل
خازن مرجع
۱۱۵ ولت
۴۰۰ هرتز یا سیکل

از همین‏رو طراحان آلات دقیق، نشان‏‌دهنده میزان سوخت داخل مخزنی را طراحی کرده‌‏اند که نیاز آینده بشر را فراهم می‏‌آورد.

این نشان‌‏دهنده الکتریکی از جریان برق متناوب ۱۱۵ ولت / ۴۰۰ هرتز بهره‏ می‌گیرد و به دلیل استفاده از خازن در ساختمان آن، به نشان‌‏دهنده خازنی معروف است.

با اینکه نمونه اولیه آن توسط کمپانی فراری ساخته شده است ولی هزینه سنگین تولید، کاربرد آن را به آینده موکول کرده است، به طوری که فراری امیدوار است بتواند آن را در سال ۲۰۲۵ مورد استفاده قرار دهد.

در اتومبیل‏‌های مدرن، نشان‏دهنده‌‏های مختلف ترکیب گردیده و به‌‏صورت یک نمایشگر نسبتاً بزرگ در مقابل راننده قرار دارد. در تصویر مجموعه نشان‏دهنده لکسس LFA مدل 2012 مشخص است که در مرکز آن دورشمار موتور و اطراف آن به ترتیب از چپ به راست نشان‏دهنده‏‌های مقدار سوخت، درجه حرارت آب، درجه حرارت و فشار روغن دیده می‏شود.
در اتومبیل‏‌های مدرن، نشان‏ دهنده‌‏های مختلف ترکیب گردیده و به‌‏صورت یک نمایشگر نسبتاً بزرگ در مقابل راننده قرار دارد. در تصویر مجموعه نشان‏ دهنده لکسس LFA مدل ۲۰۱۲ مشخص است که در مرکز آن دورشمار موتور و اطراف آن به ترتیب از چپ به راست نشان‏ دهنده‏‌های مقدار سوخت، درجه حرارت آب، درجه حرارت و فشار روغن دیده می‏‌شود.

نشان‌‏دهنده خازنی

این سیستم اندازه‏‌گیری خازنی مزایا و برتری‌‏هایی نسبت به انواع کنونی دارد، زیرا به جای مشخص کردن حجم، جرم را اندازه‏‌گیری می‏کند.

این روش به ویژه برای موتورهای پیستونی پر حجم، به واسطه محاسبه قدرت تولیدی موتور بر اساس تابعی از جرم سوخت مصرفی، مفیدتر است. از طرفی در مخزن‏‌های بزرگ سوخت اتومبیل، حجم سوخت براساس افزایش یا کاهش درجه حرارت به ترتیب زیاد و کم می‏‌شود اما جرم تغییری نمی‏‌کند و ثابت می‌‏ماند.

همانطور که می دانید خازن از دو صفحه فلزی تشکیل گردیده که بین آنها عایق قرار می‏‌گیرد که می‏‌تواند کاغذ، هوا و . . . یا سوخت اتومبیل باشد و ظرفیت آن به سطح دو صفحه فلزی و عایق بین آنها بستگی دارد.

اگر دو صفحه ثابت باشند عامل بالقوه، عایق بین دو صفحه خواهد بود که در این روش سوخت اتومبیل است، در نتیجه هر چه سطح بنزین اتومبیل بالاتر باشد ظرفیت خازن بیشتر خواهد بود و برعکس تا ولت‏متری که در مدار بسته شده مقدار ولتاژ را بر همین پایه نشان ‏دهد، این ولت متر نشان‏‌دهنده مقدار بنزین است.

از آنجایی که خازن جریان برق مستقیم را از خود عبور نمی‏‌دهد، در سیستم به یک مولد جریان متناوب برق ۱۱۵ولت/۴۰۰ هرتز نیازمندیم که یک ژنراتور کوچه سه فاز آن را تأمین می‏کند.

 

این مطلب چقدر برای شما مفید بود؟

امتیاز 4.50
بنر انتهای مطلب فلش آرشیو مجله ماشین

گروه نویسندگان

تحریریه مجله ماشین

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

×