Одометр - Odometer

Для использования в других целях см. Одометр (значения).
Электронный одометр (внизу) с цифровым дисплеем

An одометр или же одограф прибор, используемый для измерения расстояние путешествовал на транспортном средстве, например на велосипеде или автомобиле. Устройство может быть электронным, механическим или их комбинацией (электромеханический ). Существительное происходит от древнегреческий ὁδόμετρον, годометрон, из ὁδός, ходос («путь» или «шлюз») и μέτρον, метрон ("мера"). Ранние формы одометра существовали еще в древние времена. Греко-римский мир а также в древний Китай. В странах, использующих Имперские единицы или же Обычные единицы США его иногда называют километр или же милометр, первое название особенно распространено в объединенное Королевство и среди членов Содружество.[сомнительный – обсуждать]

История

Подробный список расстояний, записанных бематистами Александра, см. Бематист.

Классическая эпоха

Реконструкция Герой одометр, 1 век нашей эры, Александрия, Научный центр и технологический музей Салоник

Возможно, первые свидетельства использования одометра можно найти в трудах древнеримского Плиний (NH 6. 61-62) и древнегреческий Страбон (11.8.9). Оба автора перечисляют расстояния маршрутов, пройденных Александр Великий (годы правления 336-323 до н.э.), как по его бематисты Диогнет и Баэтон. Однако высокая точность измерений bematists скорее указывает на использование механического устройства. Например, участок между городами Гекатомилос и Александрия Ареон, впоследствии вошедший в состав Шелковый путь, было присвоено бематологами Александра как 575 Римские мили (529 Английские мили ), то есть с отклонением 0,2% от фактического расстояния (531 английская миля). Из измерений девяти сохранившихся бематистов в работе Плиния Naturalis Historia восемь показывают отклонение менее 5% от фактического расстояния, три из них находятся в пределах 1%. Поскольку эти незначительные несоответствия могут быть адекватно объяснены небольшими изменениями дорожных путей за последние 2300 лет, общая точность измерений подразумевает, что бематисты уже должны были использовать сложное устройство для измерения расстояний, хотя прямого упоминания о нем нет. такое устройство.

Одометр для измерения расстояния был впервые описан Витрувий около 27 и 23 г. до н.э., хотя настоящий изобретатель мог быть Архимед Сиракузский (ок. 287 г. до н. э. - ок. 212 г. до н. э.) во время Первая Пуническая война. Герой Александрии (10 г. - 70 г. н.э.) описывает подобное устройство в главе 34 своего Диоптра. Машина также использовалась во времена римского императора. Коммод (ок. 192 г. н.э.), хотя после этого момента, кажется, существует разрыв между его использованием в римские времена и в XV веке в Западной Европе.[1] Некоторые исследователи предположили, что устройство могло включать технологию, аналогичную греческой. Антикитерский механизм.[2]

Одометр Витрувия был основан на колесах колесницы диаметром 4 римских фута (1,18 м), которые вращались 400 раз за одну римскую милю (около 1480 м). За каждый оборот штифт на оси зацеплялся с зубчатым колесом с 400 зубьями, поворачивая его на один полный оборот за милю. Это зацепило другую шестерню с отверстиями по окружности, где галька (исчисление ), которые должны были опускаться по одному в ящик. Таким образом, пройденное расстояние можно определить просто путем подсчета количества камешков.[2] Был ли этот инструмент построен в то время, спорный вопрос. Леонардо да Винчи позже пытался построить сам по описанию, но не удалось. Тем не менее, в 1981 году инженер Андре Слизвик построил свою собственную копию, заменив зубчатые колеса да Винчи с квадратными зубьями на треугольные заостренные зубья, найденные в зубчатой ​​передаче Антикитерский механизм. С этой модификацией одометр Vitruvius функционировал отлично.[2]

Императорский Китай

А династия Хан натирание камнями тележки одометра, запряженной лошадьми.

Династия Хань и период Троецарствия

Одометр также независимо был изобретен в древний Китай,[3] возможно, плодовитым изобретателем и ранним ученым Чжан Хэн (78 г. - 139 г. н.э.) династия Хан. К III веку (во время Три царства Период), китайцы назвали это устройство как 'jì lĭ gŭ chē' (記 里 鼓 車), илиЛи каретка записывающего барабана »(Примечание: современный размер li = 500 м (1640 футов)).[4] Китайские тексты 3-го века рассказывают о функциях механической повозки: при перемещении одного ли деревянная фигура с механическим приводом ударяет в барабан, а когда проходит десять ли, другая деревянная фигура ударяет своим механическим движением в гонг или колокол. -операционная рука.[4]

Несмотря на его связь с Чжан Хэном или даже более поздним Ма Цзюнь (ок. 200–265), есть свидетельства того, что изобретение одометра было постепенным процессом во времена династии Хань в Китае, который сосредоточился вокруг хуан мужчины придворные люди (т.е. евнухи, дворцовые чиновники, слуги и фамильяры, актеры, акробаты и т. д.), которые следовали за музыкальной процессией королевской «колесницы-барабанщика».[5] Историк Джозеф Нидхэм утверждает, что неудивительно, что эта социальная группа была ответственна за такое устройство, поскольку уже есть другие доказательства их мастерства с механическими игрушками, чтобы доставить удовольствие императору и двору. Есть предположение, что где-то в I веке до нашей эры (во времена династии Западная Хань) удары в барабаны и гонги приводились в действие механически, автоматически за счет вращения опорных колес.[5] На самом деле это мог быть дизайн одной Локсии Хонг (ок. 110 г. до н.э.), но к 125 г. н.э. в Китае уже была известна каретка с механическим одометром (изображенная на фреске Могила Сяотаншань ).[5]

Одометр использовался и в последующие периоды китайской истории. В историческом тексте Джин Шу (635 г. н.э.), самая старая часть составленного текста, книга, известная как Цуй Бао (ок. 300 г. н.э.), записал использование одометра, предоставив описание (относящее его к эпохе Западной Хань, с 202 г. до н.э. - 9 г. н.э.).[6] Отрывок в Джин Шу расширил это, объяснив, что он имел форму, аналогичную механическому устройству колесница, указывающая на юг изобретен Ма Цзюнь (200–265, см. Также дифференциал механизм). Как записано в Сон Ши из Династия Сун (960–1279 гг. Н.э.), одометр и колесница, указывающая на юг, были объединены в одно колесное устройство инженерами 9-го, 11-го и 12-го веков. В Сунзи Суаньцзин (Математическое руководство Мастера Сана), датируемое 3–5 веком, представляет собой математическую задачу для студентов, связанных с одометром. Он включал заданное расстояние между двумя городами, небольшое расстояние, необходимое для одного поворота колеса кареты, и поставленный вопрос о том, сколько всего оборотов будут иметь колеса, если каретка будет перемещаться между точками A и B.[6]

Династия Сун

Исторический текст Сон Ши (1345 г.), записывая людей и события китайцев Династия Сун (960–1279) также упоминал одометр, использовавшийся в тот период. Однако, в отличие от письменных источников более ранних периодов, он предоставил гораздо более подробное описание устройства, восходящего к его древней форме (Уэйд-Джайлз написание):

Одометр. [Экипаж, измеряющий милю], выкрашен в красный цвет, с изображениями цветов и птиц с четырех сторон и построен в два этажа, красиво украшенных резьбой. По завершении каждого ли деревянная фигура человека на нижнем этаже ударяет в барабан; по завершении каждых десяти ли деревянная фигура на верхнем этаже ударяет в колокол. Столб кареты заканчивается головой феникса, а карету запряжены четырьмя лошадьми. Раньше эскорт состоял из 18 человек, но на 4-м году правления Юнг-Си (987 г.) император Тай Цунг увеличил его до 30. В 5-м году правления Тхиен-Шэн (1027 г. н.э.) главный камергер Лу Тао-лунг представил следующие спецификации для конструкции одометров:[5]

Далее следует длинная диссертация, сделанная главным камергером Лу Даолонгом о дистанционных измерениях и размерах колес и шестерен, а также заключительное описание в конце того, как устройство в конечном итоге функционирует:

Транспортное средство должно иметь одинарную опору и два колеса. На теле два этажа, на каждом из которых находится резная деревянная фигура, держащая голень. Дорога-колеса каждые 6 футов в диаметре и 18 футов в окружности, одна эволюция покрытия 3 шагов. По древним меркам темп составлял 6 футов и 300 шагов до ли; но теперь ли считается 360 шагов по 5 футов каждый.[5]

[Примечание: единица измерения китайской мили, ли, менялась с течением времени, так как ли во временах Сун отличался от длины ли во временах Хань.]

Колеса транспортного средства (Li лунь) прикреплен к левому дорожному колесу; он имеет диаметр 1,38 фута с окружностью 4,14 фута и имеет 18 зубцов (чхих) на расстоянии 2,3 дюйма. Также имеется нижнее горизонтальное колесо (hsia phing lun) диаметром 4,14 фута и окружностью 12,42 фута с 54 зубцами, на таком же расстоянии друг от друга, как и на вертикальном колесе (2,3 дюйма). (Это связано с первым.)[5]

На вертикальном валу, вращающемся с этим колесом, закреплено бронзовое «вращающееся подобно ветру» (сюань фэн лунь), которое имеет (только) 3 зубца, расстояние между которыми составляет 1,2 дюйма. (Это приводит к следующему.) Посередине находится горизонтальное колесо диаметром 4 фута и окружностью 12 футов со 100 зубцами, расстояние между зубцами такое же, как и на колесе, вращающемся как ветер. "(1,2 дюйма).[7]

Затем закрепляется (на том же валу) маленькое горизонтальное колесо (hsiao phing lun) диаметром 3,3 дюйма и окружностью 1 фут с 10 зубьями на расстоянии 1,5 дюйма друг от друга. (Взаимодействуя с этим) есть верхнее горизонтальное колесо (shang phing lun), имеющее диаметр 3,3 фута и окружность 10 футов, со 100 зубцами, на том же расстоянии друг от друга, что и маленькое горизонтальное колесо (1,5 дюйма).[7]

Когда среднее горизонтальное колесо сделает 1 оборот, каретка переместится на 1 ли, и деревянная фигура в нижнем ярусе ударится по барабану. Когда верхнее горизонтальное колесо сделает 1 оборот, каретка пройдет 10 ли, и фигура на верхнем этаже ударится в колокол. Количество используемых колес, больших и малых, составляет 8 дюймов, всего 285 зубьев. Таким образом, движение передается, как если бы звенья цепи, «собачьи зубы» взаимно взаимодействуют друг с другом, так что при должном вращении все возвращается в исходную точку (ти сян коу со, чхуань я сян чжи, чжоу эр фу ши).[7]

Последующие события

А Хубодометр на колесе полуприцепа
Спидометр Smiths 1920-х годов, показывающий одометр и счетчик пройденного пути.

Одометры были впервые разработаны в 1600-х годах для фургонов и других конных транспортных средств, чтобы измерять пройденные расстояния.

Левинус Гулсиус опубликовал одометр в 1604 году в своей работе Gründtliche Beschreibung deß Diensthafften und Nutzbahrn Instruments Viatorii oder Wegzählers, So zu Fuß, zu Pferdt unnd zu Fußen gebraucht werden kann, damit mit geringer mühe zu wissen, wie weit aufitman gegan, oh, zehlen, wie weit von einem Orth zum andern. Daneben wird auch der grosse verborgene Wegweiser angezeiget und vermeldet.[8]

В 1645 году французский математик Блез Паскаль изобрел паскалин. Хотя это и не одометр, паскалин использовали шестерни для вычисления измерений. Каждая шестерня содержала по 10 зубьев. Первая шестерня продвигает следующую передачу на одну позицию при совершении одного полного оборота, тот же принцип, что и в современных механических одометрах.

Одометры были разработаны для кораблей в 1698 году на основе одометра, изобретенного англичанином. Томас Савери. Бенджамин Франклин, Государственный деятель США и первый Генеральный почтмейстер, построил прототип одометра в 1775 году, который он прикрепил к своей тележке, чтобы помочь измерить пробег почтовых маршрутов.[9] В 1847 г. Уильям Клейтон, пионер мормонов, изобрел Роудометр, который он прикрепил к фургону американских поселенцев, направлявшихся на запад.[10] В Роудометр записал расстояние, пройденное каждый день вагоны. В Roadometer использовались две шестерни, и он был ранним примером реально использовавшегося одометра с шестеренками паскалинового стиля.

В 1895 году Кертис Хасси Видер изобрел Циклометр.[11][12] В Циклометр был механическим устройством, которое считало количество оборотов велосипедного колеса.[13] Гибкий кабель передавал количество оборотов колеса на аналоговый одометр, видимый гонщику, который преобразовывал обороты колеса в количество пройденных миль в соответствии с заранее определенной формулой.

В 1903 г. Артур П. и Чарльз Х. Уорнер, два брата из Белойта, Висконсин, представили свои запатентованные Авто-метр. В Авто-метр использовал магнит, прикрепленный к вращающемуся валу, чтобы вызвать магнитное притяжение на тонкий металлический диск. Измерение этой тяги позволило водителям автомобилей получить точные данные о расстоянии и скорости в одном приборе. В 1912 году Warners продали свою компанию компании Stewart & Clark из Чикаго. Новая фирма была переименована в Stewart-Warner Corporation. К 1925 году одометры и счетчики пробега Стюарта-Уорнера были стандартным оборудованием подавляющего большинства автомобилей и мотоциклов, производимых в Соединенных Штатах.

К началу 2000-х годов механические одометры будут прекращены на автомобилях крупных производителей. В Pontiac Гран-при был последним автомобилем GM, проданным в США, который предлагал в 2003 году механический одометр. Форд Корона Виктория и Меркурий Гранд Маркиз были последними проданными Фордами в 2005 году.[нужна цитата ]

Счетчики пути

После достижения максимального показания одометр или счетчик пройденного пути перезапускается с нуля, что называется опрокидыванием одометра. Цифровые одометры нельзя переворачивать.[14]

Большинство современных автомобилей включают счетчик пройденного пути (одометр поездки). В отличие от одометра, счетчик пройденного пути сбрасывается в любой момент поездки, что позволяет записывать пройденное расстояние в любом конкретном путешествии или его части. Традиционно это было чисто механическое устройство, но теперь в большинстве современных автомобилей оно является электронным. Роскошные автомобили часто имеют несколько счетчиков пробега. Большинство счетчиков пройденного пути покажут максимальное значение 999,9. Счетчик пройденного пути может использоваться для записи пройденного расстояния на каждом баке топлива, что упрощает точное отслеживание энергоэффективности транспортного средства; другое распространенное использование - сбрасывать его на ноль при каждой инструкции в последовательности направлений движения, чтобы быть уверенным, когда кто-то придет на следующий поворот.

Отсчет миль и легальность

Основная статья: Подделка одометра

Форма мошенничество искажает показания одометра и сообщает потенциальному покупателю неверное количество пройденных миль / километров; это часто называют "синхронизация"в Великобритании и"перебор миль"в США. Это делается для того, чтобы создать впечатление, что автомобилем управляют меньше, чем на самом деле, и, таким образом, увеличивает его кажущуюся рыночную стоимость. Большинство[15] новые автомобили, проданные сегодня, используют цифровой одометры, которые хранят данные о пробеге в модуле управления двигателем автомобиля, что затрудняет (но не делает невозможным) электронное управление пробегом. С механическими одометрами спидометр можно снять с приборной панели автомобиля и намотать цифры обратно, или же кабель привода можно отсоединить и подключить к другой паре одометра / спидометра в дороге. Старые автомобили можно двигать задним ходом, чтобы уменьшить пробег, - концепция, которая является предпосылкой для классической сцены в комедийном фильме. Выходной Ферриса Бьюллера, но современные одометры добавляют пробег, пройденный задним ходом, к общему пробегу, как если бы он проехал вперед, тем самым точно отражая истинный общий износ транспортного средства.

На перепродажную стоимость транспортного средства часто сильно влияет общее расстояние, показываемое на одометре, но одометры по своей природе небезопасны, потому что находятся под контролем их владельцев. Многие юрисдикции решили принять законы, предусматривающие наказание лиц, совершивших мошенничество с одометром. В США (и во многих других странах) механики транспортных средств также обязаны вести учет показаний одометра каждый раз, когда автомобиль обслуживается. Такие компании как Карфакс затем используйте эти данные, чтобы помочь потенциальным покупателям автомобилей определить, произошел ли откат одометра.

Распространенность

Исследования Ирландский специалист по проверке транспортных средств Cartell обнаружили, что 20% автомобилей, ввезенных в Ирландию из Великобритания и Северная Ирландия были изменены их километры, чтобы показать меньший пробег.[16]

Точность

Большинство одометров работают путем подсчета оборотов колес и предполагают, что пройденное расстояние - это количество оборотов колеса, умноженное на длину окружности шины, что составляет стандартный диаметр шины, умноженный на число Пи (3.1416). Если используются нестандартные, сильно изношенные или недостаточно накачанные шины, это вызовет некоторую ошибку в одометре. Формула (фактическое пройденное расстояние) = ((окончательное показание одометра) - (начальное показание одометра)) * (фактический диаметр шины) / (стандартный диаметр шины). Обычно одометры отключаются на несколько процентов.[17] Ошибки одометра обычно пропорциональны ошибки спидометра.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Нидхэм 1965, п. 285.
  2. ^ а б c Слизвик, Андре Вегенер (октябрь 1981 г.). «Одометр Витрувия». Scientific American. 245 (4): 188–200. Bibcode:1981SciAm.245d.188S. Дои:10.1038 / Scientificamerican1081-188. ISSN  0036-8733.
  3. ^ Нидхэм 1965 С. 280–286.
  4. ^ а б Нидхэм 1965, п. 281.
  5. ^ а б c d е ж Нидхэм 1965, п. 283.
  6. ^ а б Нидхэм 1965, п. 282.
  7. ^ а б c Нидхэм 1965, п. 284.
  8. ^ Керн 2010, п. 470.
  9. ^ «Бенджамин Франклин и его изобретения». learn.fi.edu. Архивировано из оригинал на 2015-08-29. Получено 2019-10-10.
  10. ^ Беллис, Мэри (2019-04-06). «История одометра». ThoughtCo. Получено 2019-10-10.
  11. ^ «Личные записи автомобильной торговли». Безлошадный век. 40 (4): 58. 1917-05-17. HDL:2027 / njp.32101048981896.
  12. ^ Роберт Ашер (2003). "Изобретатели Коннектикута". Совет по гуманитарным наукам Коннектикута. Архивировано из оригинал на 2011-05-18. Получено 2011-03-01.
  13. ^ «Обзор компании». Видер-Рут. Получено 2019-10-10.
  14. ^ Ворано, Нил (9 апреля 2015 г.). «Как Corolla из Торонто проезжает 999 999 километров». Глобус и почта. Получено 2019-10-10.
  15. ^ Фоксолл, Джеймс (9 мая 2014 г.). "Автомобильная тактовая частота растет". Телеграф. ISSN  0307-1235. Получено 2019-10-10.
  16. ^ «Законопроект о дорожном движении 2009 года: этап комиссии (возобновлен)». Сайт Дома Oireachtas. 2010-06-16. Получено 2019-10-10.
  17. ^ "Ваш одометр обманывает вас?". www.cbsnews.com. Получено 2019-01-22.

Источники

внешняя ссылка