Одометр

Чтобы узнать о других значениях, см. Одометр (значения) .

Электронный одометр (под спидометром ) с цифровым дисплеем, показывающий 91 308 миль (146 946 км) от Jeep Grand Cherokee (WJ).

Одометр расстояния или одограф — это прибор, используемый для измерения , пройденного транспортным средством, например велосипедом или автомобилем. Устройство может быть электронным, механическим или их комбинацией ( электромеханическим ). Существительное происходит от древнегреческого ὁδόμετρον , годометрон , от ὁδός , ходос («путь» или «ворота») и μέτρον , метрон («мера»). Ранние формы одометра существовали в древнем греко-римском мире, а также в древнем Китае . В странах, использующих имперские или традиционные единицы измерения США, его иногда называют милеметром или милометром , причем первое название особенно распространено в Соединенном Королевстве и среди членов Содружества .

История

Подробный список записанных бематистами Александра расстояний см. в Bematist .

Классическая эпоха

Реконструкция одометра Героя , I век нашей эры, Александрия, Научный центр и Музей технологий Салоник.

Вероятно, первые сведения об использовании одометра можно найти в трудах древнеримлянина Плиния (НХ 6.61-62) и древнегрека Страбона (11.8.9). Оба автора перечисляют расстояния маршрутов, пройденных Александром Македонским (годы правления 336–323 до н.э.), а также его бематистами Диогнетом и Баэтоном. Однако высокая точность измерений бематистов скорее указывает на использование механического устройства. Например, участок между городами Гекатомпилос и Александрия-Арейон, ставший впоследствии частью Шелкового пути , бематистами Александра давался длиной в 575 римских миль (529 английских миль ), то есть с отклонением 0,2% от действительного. расстояние (531 английская миля). Из девяти сохранившихся измерений бематистов в «Естественной истории» Плиния восемь показывают отклонение менее 5% от фактического расстояния, причем три из них находятся в пределах 1%. Поскольку эти незначительные расхождения можно адекватно объяснить небольшими изменениями в дорожных колеях за последние 2300 лет, общая точность измерений предполагает, 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 Витрувием около 27 и 23 г. до н. э., во время Первой Пунической войны , хотя фактическим изобретателем, возможно, был Архимед Сиракузский (ок. 287 г. до н. э. — ок. 212 г. до н. э. ). Герой Александрийский (10 г. н. э. — 70 г. н. э.) описывает подобное устройство в главе 34 своей «Диоптры» . Машина также использовалась во времена римского императора Коммода ( ок. 192 г. н. э. ), хотя после этого момента, похоже, существует разрыв между ее использованием в римские времена и в 15 веке в Западной Европе. Некоторые исследователи предположили, что устройство могло включать в себя технологию, аналогичную технологии греческого механизма Антикитеры .

Одометр Витрувия был основан на колесах колесницы диаметром 4 римских фута (1,18 м), которые поворачивались 400 раз за одну римскую милю (около 1480 м). При каждом обороте штифт на оси зацеплялся с зубчатым колесом с 400 зубьями, поворачивая его, таким образом, на один полный оборот на милю. При этом включалась еще одна шестеренка с отверстиями по окружности камешки ( камни , где располагались ), которые должны были один за другим сбрасываться в ящик. Таким образом, пройденное расстояние можно было бы определить просто путем подсчета количества камешков. Вопрос о том, был ли когда-либо создан этот инструмент в то время, остается спорным. Леонардо да Винчи позже попытался сам построить его по описанию, но потерпел неудачу. Однако в 1981 году инженер Андре Слисвик построил свою собственную копию, заменив конструкции шестерен Леонардо с квадратными зубьями на треугольные заостренные зубья, найденные в механизме Антикитеры . С этой модификацией одометр Витрувия функционировал идеально.

Императорский Китай

Камень династии Хань , натирающий конную тележку с одометром.

Период династии Хань и Троецарствия

Одометр также был независимо изобретен в древнем Китае . возможно, плодовитым изобретателем и одним из первых учёных Чжан Хэном (78–139 гг. н.э.) из династии Хань . К III веку (в период Троецарствия ) китайцы называли это устройство «цзи ли гу чэ» (記里鼓車), или « ли -записывающая барабанная каретка» (Примечание: современное измерение ли = 500 м (1640 футов)). Китайские тексты III века рассказывают о функциях механической каретки: при прохождении одного ли деревянная фигура с механическим приводом ударяет в барабан, а при прохождении десяти ли другая деревянная фигура ударяет своей механической фигурой в гонг или колокол. -управляемая рука.

Несмотря на его связь с Чжан Хэном или даже с более поздним Ма Цзюнем (ок. 200–265), есть основания полагать, что изобретение одометра было постепенным процессом в Китае при династии Хань, который был сосредоточен вокруг придворных людей хуан-мэней (т. е. евнухов). , дворцовые чиновники, слуги и фамильяры, актеры, акробаты и т. д.), которые следовали за музыкальной процессией королевской «барабанной колесницы». Историк Джозеф Нидэм утверждает, что неудивительно, что эта социальная группа была ответственна за такое устройство, поскольку уже есть другие свидетельства их мастерства в изготовлении механических игрушек, доставляющих удовольствие императору и двору. Есть предположение, что где-то в I веке до нашей эры (во времена династии Западная Хань) бой в барабаны и гонги приводился в движение механически за счет автоматического вращения опорных колес. На самом деле это могла быть конструкция некоего Луося Хун ( ок. 110 г. до н.э. ), однако к 125 г. н.э. механическая каретка одометра в Китае уже была известна (изображена на фреске гробницы Сяотаншань ).

Одометр использовался и в последующие периоды китайской истории. В историческом тексте « Цзинь Шу» (635 г. н. э.) самая старая часть составленного текста, книга, известная как « Цуй Бао» ( ок. 300 г. н. э. ), фиксирует использование одометра, давая описание (относя его к западному Эпоха Хань, 202 г. до н. э. – 9 г. н. э.). Отрывок в « Цзинь Шу» расширил это, объяснив, что он принял форму, аналогичную механическому устройству колесницы, указывающей на юг, изобретенной Ма Цзюнем (200–265, см. Также дифференциал ). Как записано в Сун Ши династии Сун (960-1279 гг. н.э.), одометр и колесница, указывающая на юг, были объединены в одно колесное устройство инженерами 9, 11 и 12 веков. Суньцзы Суаньцзин (Математическое руководство Мастера Суня), датируемое III-V веком, представило студентам математическую задачу, связанную с одометром. Он включал в себя заданное расстояние между двумя городами, небольшое расстояние, необходимое для одного оборота колеса кареты, и поставленный вопрос о том, сколько всего оборотов сделают колеса, если карета должна была проехать между пунктами А и Б.

Династия Сун

В историческом тексте Сун Ши (1345 г. н.э.), в котором записаны люди и события китайской династии Сун (960–1279 гг.), также упоминается одометр, использовавшийся в тот период. Однако, в отличие от письменных источников более ранних периодов, он дал гораздо более подробное описание устройства, восходящее к его древней форме ( орфография Уэйда-Джайлса ):

Одометр. [Карета длиной в милю] выкрашена в красный цвет, с изображениями цветов и птиц с четырех сторон, построена в два этажа и красиво украшена резьбой. По завершении каждого ли деревянная фигура мужчины на нижнем этаже ударяет в барабан; по завершении каждых десяти ли деревянная фигура на верхнем этаже ударяет в колокол. Шест кареты заканчивается головой феникса, а карету запряживают четверка лошадей. Раньше эскорт состоял из 18 человек, но на 4-м году правления Юн-Си (987 г. н.э.) император Тай Цзун увеличил его количество до 30. На 5-м году правления Тянь-Шэна (1027 г. н.э.) Главный канцлер Лу Тао-лун представил следующие спецификации конструкции одометров:

Далее следует длинная диссертация главного канцлера Лу Даолуна о измерениях и размерах колес и шестерен, а также заключительное описание в конце того, как в конечном итоге работает устройство:

Транспортное средство должно иметь одну опору и два колеса. На корпусе два этажа, на каждом из которых находится резная деревянная фигура, держащая голень. Каждое опорное колесо имеет диаметр 6 футов и окружность 18 футов, одна эволюция охватывает 3 шага. По древним меркам темп равнялся 6 футам и 300 шагам в ли; но теперь ли считается за 360 шагов по 5 футов каждый.

[Примечание: единица измерения китайской мили, ли, со временем менялась, поскольку длина ли во времена Сун отличалась от длины ли во времена Хань.]

Колесо транспортного средства (ли лунь) крепится к левому опорному колесу; он имеет диаметр 1,38 фута, окружность 4,14 фута и 18 зубцов (чхи) на расстоянии 2,3 дюйма друг от друга. Существует также нижнее горизонтальное колесо (ся пин лунь) диаметром 4,14 фута и окружностью 12,42 фута с 54 зубцами, расположенными на том же расстоянии друг от друга, что и на вертикальном колесе (2,3 дюйма). (Это связано с первым.)

На вертикальном валу, вращающемся с помощью этого колеса, закреплено бронзовое «колесо, вращающееся как ветер» (сюань фэн лунь), имеющее (всего) 3 зубца, расстояние между которыми составляет 1,2 дюйма. (При этом поворачивается следующее.) В середине находится горизонтальное колесо диаметром 4 фута и окружностью 12 футов со 100 зубцами, причем расстояние между этими зубцами такое же, как на «вращающемся как ветер колесе». (1,2 дюйма).

Далее закрепляется (на том же валу) небольшое горизонтальное колесо (сяо фин лунь) диаметром 3,3 дюйма и окружностью 1 фут, имеющее 10 зубцов на расстоянии 1,5 дюйма друг от друга. (В связи с этим) имеется верхнее горизонтальное колесо (шанг пхинг лунь) диаметром 3,3 фута и окружностью 10 футов, со 100 зубцами, расположенными на том же расстоянии друг от друга, что и у маленького горизонтального колеса (1,5 дюйма).

Когда среднее горизонтальное колесо сделает 1 оборот, карета проедет 1 ли и деревянная фигура на нижнем этаже ударит в барабан. Когда верхнее горизонтальное колесо сделает 1 оборот, карета проедет 10 ли и фигура на верхнем этаже ударит в колокол. Количество используемых колес, больших и малых, составляет всего 8 дюймов и в общей сложности 285 зубьев. Таким образом, движение передается как бы звеньями цепи, «собачьи зубы» взаимно сцепляются друг с другом, так что в результате вращения все возвращается в исходную исходную точку (ти сян коу со, чуань я сян чжи, чоу эр фу ши).

Последующие события

Хубодометр на колесе полуприцепа

Спидометр Smiths 1920-х годов, показывающий одометр и счетчик пройденного пути.

Одометры были впервые разработаны в 1600-х годах для повозок и других гужевых транспортных средств для измерения пройденного расстояния.

Левин Хульсий опубликовал одометр в 1604 году в своей работе «Подробное описание официального и полезного прибора Виатории или одометра», который можно использовать пешком, верхом и пешком, так что без особых усилий вы можете узнать, какое расстояние вы прошли или проехали. или ведомый сей: а также узнать, не измеряя и не считая, как далеко от одного места до другого. Кроме того, также отображается и сообщается о большом скрытом указателе .

В 1645 году французский математик Блез Паскаль изобрел паскалин . и не был одометром, Хотя Паскалин он использовал шестерни для вычисления измерений. Каждая шестерня имела по 10 зубьев. Первая передача перемещала следующую передачу на одну позицию при перемещении на один полный оборот - тот же принцип, который используется в современных механических одометрах.

Одометры для кораблей были разработаны в 1698 году на основе одометра, изобретенного англичанином Томасом Савери . Бенджамин Франклин , государственный деятель США и первый генеральный почтмейстер , в 1775 году построил прототип одометра, который он прикрепил к своей карете для измерения пробега почтовых маршрутов. В 1847 году Уильям Клейтон и Орсон Пратт , пионеры Церкви Иисуса Христа Святых последних дней , впервые применили изобретенный ими ранее дорожный счетчик (версия современного одометра), который они прикрепили к повозке, используемой американскими поселенцами, направлявшимися запад. Он записывал расстояние, пройденное каждый день вагонами . В Roadometer использовались две шестерни, и он был ранним примером одометра с шестернями паскалинового типа, реально используемыми.

В 1895 году Кертис Хасси Видер изобрел циклометр . Циклометр — механическое устройство, подсчитывающее количество оборотов велосипедного колеса. Гибкий кабель передавал количество оборотов колеса на видимый водителю аналоговый одометр, который преобразовывал обороты колеса в количество пройденных миль по заранее заданной формуле.

В 1903 году Артур П. и Чарльз Х. Уорнеры, два брата из Белойта, штат Висконсин, представили свой запатентованный автоматический счетчик . В Auto-Meter использовался магнит, прикрепленный к вращающемуся валу, чтобы вызвать магнитное притяжение к тонкому металлическому диску. Измерение этого притяжения позволило водителям автомобилей получить точные данные о расстоянии и скорости с помощью одного прибора. Уорнеры продали свою компанию в 1912 году компании Stewart & Clark из Чикаго. Новая фирма была переименована в Stewart-Warner Corporation. К 1925 году одометры и счетчики пробега Stewart-Warner стали стандартным оборудованием подавляющего большинства автомобилей и мотоциклов, производимых в Соединенных Штатах.

К началу 2000-х годов механические одометры будут постепенно вытесняться с автомобилей крупных производителей. Гран -при Pontiac был последним автомобилем GM, проданным в США и оснащенным механическим одометром в 2003 году; Построенные в Канаде Ford Crown Victoria и Mercury Grand Marquis были последними автомобилями Ford, проданными с таким автомобилем в 2005 году.

Счетчики пройденного пути

После достижения максимального показания одометр или счетчик пройденного пути перезапускается с нуля, что называется опрокидыванием одометра. Цифровые одометры не могут переворачиваться.

Большинство современных автомобилей имеют счетчик пройденного пути ( одометр пробега ). В отличие от одометра, счетчик пройденного пути обнуляется в любой момент поездки, что позволяет записывать пройденное расстояние в любой конкретной поездке или ее части. Традиционно это было чисто механическое устройство, но в большинстве современных автомобилей оно теперь электронное. Многие современные автомобили часто имеют несколько счетчиков пройденного пути. Большинство механических счетчиков пробега показывают максимальное значение 999,9. Счетчик пройденного пути можно использовать для регистрации пройденного расстояния на каждом баке топлива, что позволяет очень легко точно отслеживать энергоэффективность транспортного средства; другое распространенное использование - обнуление его при каждой инструкции в последовательности направлений движения, чтобы быть уверенным, что вы достигли следующего поворота.

Начисление/списание миль и законность

Основная статья: Мошенничество с одометром

Форма мошенничества заключается в подделке показаний одометра и предоставлении потенциальному покупателю неверного количества пройденных миль/километров; это часто называют « хронометрированием в Великобритании « пробегом миль », а в США — ». Это делается для того, чтобы создать впечатление, что на автомобиле ездили меньше, чем на самом деле, и тем самым повысить его кажущуюся рыночную стоимость. Большинство В новых автомобилях, продаваемых сегодня, используются цифровые автомобиля одометры, которые сохраняют пробег в блоке управления двигателем , что затрудняет (но не делает невозможным) электронное управление пробегом. При использовании механических одометров спидометр можно снять с приборной панели автомобиля и перевести цифры назад, или же трос привода можно отсоединить и подключить к другой паре одометр/спидометр прямо в дороге. На старых автомобилях можно ехать задним ходом, чтобы вычесть пробег — концепция, которая послужила предпосылкой для классической сцены в комедийном фильме « Выходной день Ферриса Бьюллера» , но современные одометры прибавляют к общей сумме пробег, пройденный задним ходом, как если бы он ехал вперед, тем самым точно отражая пробег. реальный общий износ автомобиля.

На стоимость автомобиля при перепродаже часто сильно влияет общий пробег, показанный на одометре, однако одометры по своей сути небезопасны, поскольку они находятся под контролем своих владельцев. Многие юрисдикции приняли решение принять законы, которые наказывают людей, уличенных в мошенничестве с одометром . В США (и многих других странах) автомеханики также обязаны вести учет показаний одометра каждый раз, когда автомобиль обслуживается или проверяется . Такие компании, как Carfax , затем используют эти данные, чтобы помочь потенциальным покупателям автомобилей определить, произошел ли откат одометра.

Распространенность

Исследование, проведенное ирландским специалистом по проверке транспортных средств Cartell, показало, что у 20% автомобилей, импортированных в Ирландию из Великобритании и Северной Ирландии, счетчики километров были изменены, чтобы показывать меньший пробег.

Точность

Большинство одометров работают путем подсчета оборотов колес и предполагают, что пройденное расстояние равно количеству оборотов колеса, умноженному на окружность шины, что представляет собой стандартный диаметр шины, умноженный на число пи (3,141592). Если используются нестандартные, сильно изношенные или недостаточно накачанные шины, это приведет к некоторой погрешности показаний одометра. Формула $(actual\ distance\ traveled)={\tfrac {((final\ odometer\ reading)-(initial\ odometer\ reading))\cdot (actual\ tire\ diameter)}{(standard\ tire\ diameter)}}$. Одометры часто отклоняются на несколько процентов. Погрешности одометра обычно пропорциональны погрешностям спидометра .

См. также

• Список автозапчастей
• Список приборов автомобиля
• Механический счетчик
• Опизометр
• Roadometer (одометр)
• Спидометр
• Геодезическое колесо
• Тахограф
• Тахометр
• Таксометр
• Журнал желоба

Источники

• Слисвик, Андре Вегенер (октябрь 1981 г.). «Одометр Витрувия». Научный американец . 245 (4): 188–200. Бибкод : 1981SciAm.245d.188S . doi : 10.1038/scientificamerican1081-188 . ISSN   0036-8733 .
• Слисвик, Андре Вегенер (1979). «Путеводитель Витрувия». Международный архив истории науки . 29 (104): 11–22.
• Энгельс, Дональд В. (1978). Александр Македонский и тыловое обеспечение македонской армии . Издательство Калифорнийского университета. ISBN  978-0-520-03433-4 .
• Нидэм, Джозеф (1965). Физика и физическая технология, Часть 2, Машиностроение . Наука и цивилизация в Китае . Том. 4. Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-05803-2 .
• Керн, Ральф (2010). От компендиума к индивидуальному инструменту. 17 век . Научные инструменты в свое время. Том 2. Король. ISBN  978-3-86560-866-6 .

Внешние ссылки

• Витрувий. Десять книг по архитектуре . п. 301 . Получено 10 октября 2019 г. - через Project Gutenberg .
• «Древний Рим: Одометр Витрува» . История физики . Проверено 10 октября 2019 г.
• Беллис, Мэри (6 апреля 2019 г.). «История одометра» . МысльКо . Проверено 10 октября 2019 г.
• Джанглов, Пова Зан; Пова И.; Ухер, А.Л. Одометрия в определении положения автономного мобильного транспортного средства . CiteSeerX   10.1.1.30.6431 .
• «Цифровой одометр» . DLAND Electronica Argentina (на испанском языке) . Проверено 10 октября 2019 г.
• Найс, Карим (17 января 2001 г.). «Как работают одометры» . Как все работает . Проверено 10 октября 2019 г.