Je hebt waarschijnlijk een van die plastic staafmeters in je dashboardkastje. Ze zijn alomtegenwoordig. Het ontwerp is bijna altijd hetzelfde: een cilindrisch lichaam, een klein rond venster aan de zijkant en een glijdende schaal. Je hebt je misschien afgevraagd waarom het mechanisme niet gewoon het open uiteinde naar buiten blaast als je het tegen een klepsteel drukt. Of misschien wil je gewoon weten hoe het precies werkt.
Het antwoord ligt in de basisfysica en een eenvoudige veer.
De fysica van druk
Om de meter te begrijpen, moet je eerst begrijpen wat druk eigenlijk is. Denk aan een blok hout van één inch bij één inch dat een meter lang is. Als dat blok één pond weegt en u erop staat, oefent u één pond per vierkante inch (psi) uit op uw voet. De kracht wordt verdeeld over die ene vierkante centimeter oppervlakte.
Als je een 9 meter lange versie van datzelfde blok neemt, neemt het gewicht proportioneel toe. Als u op een kolom van 9 meter staat, wordt er 10 psi uitgeoefend. Een kolom van 90 meter zou 100 psi uitoefenen.
Dit principe geldt ook voor vloeistoffen. Water dat één voet diep is, oefent ongeveer 0,43 psi uit. Als je anderhalve kilometer onder water zou zijn, zou het gewicht van de waterkolom boven je ongeveer 2.270 psi zijn. Een vierkante waterkolom van één inch die zich anderhalve kilometer hoog uitstrekt, zou 2.270 pond wegen.
Lucht gedraagt zich op dezelfde manier. De atmosfeer is ongeveer 80 kilometer ‘diep’. Op zeeniveau weegt een vierkante luchtkolom van 1 inch van 80 km hoog 14,7 pond. Hierdoor ontstaat 14,7 psi atmosferische druk. Onze lichamen staan onder druk om dit te evenaren, dus we voelen het niet.
De druk neemt af naarmate je hoger gaat. Hier ziet u hoe de atmosferische druk verandert met de hoogte:
- Zeeniveau: 14,7 psi
- 10.000 voet: 10,2 psi
- 20.000 voet: 6,4 psi
- 30.000 voet: 4,3 psi
- 40.000 voet: 2,7 psi
- 50.000 voet: 1,6 psi
Hoe gassen kracht creëren
In een band of ballon ontstaat door een botsing druk. Gasatomen zijn voortdurend in beweging. Ze ketsen tegen de binnenwanden van de container. De snelheid van deze atomen wordt bepaald door temperatuur.
Bij het absolute nulpunt (0 Kelvin) stopt de atomaire beweging. Naarmate de temperatuur stijgt, bewegen de atomen sneller. Snellere atomen raken de muren harder en vaker. Hierdoor ontstaat er een druk van buitenaf.
U kunt de druk op twee manieren verhogen:
1. Verhoog de temperatuur.
2. Voeg meer atomen toe.
Wanneer u een band oppompt, doet u de tweede optie. Je dwingt meer luchtmoleculen tot een constant volume. Een autoband heeft doorgaans een druk van 30 psi. Een fietsband heeft mogelijk 60 tot 100 psi nodig. De pomp gebruikt geen magie; het verpakt eenvoudigweg meer gas in dezelfde ruimte. Het toegenomen aantal botsingen verhoogt de druk.
De mechanica van de stickmeter
Dus hoe meet een eenvoudige plastic buis deze kracht?
De meeste stickmeters gebruiken een eenvoudige veerbelaste zuiger. In de cilinder bevindt zich een beweegbare plunjer die is verbonden met een veer. De punt van de meter heeft een klep die opengaat wanneer u deze tegen de klepsteel van de band drukt.
Wanneer u de meter tegen de stuurpen drukt, stroomt er lucht uit de band de binnenband in. Deze lucht duwt tegen de plunjer. De luchtdruk oefent een kracht uit op het oppervlak van de plunjer.
De veer weerstaat deze beweging. De plunjer beweegt totdat de kracht van de luchtdruk gelijk is aan de weerstand van de veer. Op dat evenwichtspunt stopt de plunjer met bewegen.
De positie van de plunjer komt overeen met een specifieke druk. De glijdende schaal aan de zijkant van de buis is uitgelijnd met het uiteinde van de plunjer. Je leest het nummer waar de zuiger stopt.
De reden dat de schaal niet uitblaast, is omdat de veer voor een tegenkracht zorgt. De veer is gekalibreerd om te passen bij het drukbereik van typische banden. Als de druk te hoog is, wordt de veer verder samengedrukt, maar deze is ontworpen om zonder problemen de maximaal verwachte druk te weerstaan. Als de druk te laag is, duwt de veer de plunjer terug naar buiten.
De nauwkeurigheid hangt af van de kalibratie van de veer en de wrijving van de plunjer. Goedkope meters hebben meer wrijving, wat tot inconsistenties leidt. Betere meters gebruiken materialen met lage wrijving en nauwere toleranties.
De volgende keer dat u uw banden controleert, moet u er rekening mee houden dat u de atmosferische kracht in evenwicht brengt met de mechanische veerspanning. Het is een eenvoudige, elegante oplossing.
Waarom nauwkeurigheid belangrijk is
De meeste
Hoe u een bandenspanningsmeter daadwerkelijk kunt aflezen
De meeste digitale of analoge wijzerplaten delen dezelfde mechanische ziel. Binnenin die plastic of stalen schaal zit een eenvoudig mechanisme dat is ontworpen om kracht te meten. Je raadt het niet. Jij bent aan het meten.
Het proces bestaat uit drie stappen. Het is geen rocket science, maar mensen verpesten het voortdurend.
Eerst. Zoek een stabiele houding. Als u wiebelig bent, zal uw zeehond zwak zijn. Leun naar voren. Zorg ervoor dat u consistente druk kunt uitoefenen zonder het gereedschap te schokken.
Vervolgens komt het contact. Je raakt niet alleen de klepsteel aan. Je sluit je ertegen af. Druk het mondstuk van de meter stevig op de klepkern. Je zult het horen. Dat gesis is lucht die uit de band ontsnapt en in de kamer van de meter terechtkomt. In het gereedschap drukt een pen tegen de kleppen in de steel. Deze actie drukt de kern in, waardoor de lucht onder druk uit uw band gelijk wordt gemaakt met de interne sensor van de meter. Als je die snelle luchtstoot niet hoort, heb je hem niet afgesloten. Probeer het opnieuw.
Eindelijk. Kijk naar de cijfers. Als het een wijzerplaat is, wacht dan tot de naald niet meer trilt. Als het digitaal is, wacht dan tot de cijfers zijn vergrendeld. Lees het niet terwijl de meter nog is aangesloten en er nog lucht ontsnapt. Die lezing zal onnauwkeurig zijn.
Het gesis dat je hoort, is niet dat de band lek gaat. Het is de meter die zijn werk doet.
Veel chauffeurs slaan dit over omdat ze het vervelend vinden. In plaats daarvan gebruiken ze de “kicktest”. Dat is niet hoe natuurkunde werkt. Een losse grip op de meter introduceert fouten. Een schuine hoek verbreekt de afdichting. Beide leiden tot onderinflatie.
Een te lage inflatie doodt het brandstofverbruik. Het verslijt de banden ongelijkmatig. Het verhoogt het risico op een klapband bij snelwegsnelheden. De meter liegt niet. Je hoeft het alleen maar lang genoeg stil te houden om het te laten spreken.
Het mechanische hart van de meter
Binnenin de behuizing is het mechanisme bedrieglijk eenvoudig. Denk hierbij aan een fietspompcilinder. Er glijdt een zuiger in een buis. De buiswanden zijn gepolijst tot een spiegelafwerking. De zuiger zelf is van zacht rubber. Het drukt stevig tegen het metaal. Lichte olie bedekt het interieur. Deze smering vermindert wrijving. Het zorgt ook voor een goede afdichting.
Als je naar de montage kijkt, zit de zuiger aan het ene uiteinde van de veerweg. Een stop definieert de limiet aan de andere kant. Tussen hen ligt een veer.
De samengedrukte veer duwt de zuiger naar de linkerkant van de buis.
Deze lente is constant. Het staat altijd onder spanning. Het dwingt de zuiger naar links. Hierdoor ontstaat een basispositie. De meter vertrouwt op dit mechanische rendement. Zonder de veer zou de zuiger vast kunnen blijven zitten. De nauwkeurigheid zou tot nul dalen. Het systeem heeft dat duwtje in de rug nodig. Het heeft de spanning nodig om te resetten. Elke keer dat de druk daalt, neemt de veer het over. Het drijft de zuiger naar huis. Dit uurwerk zie je op de wijzerplaat. Of beter gezegd, wat de wijzerplaat meet.
Het mechanisme van de wijzerplaat
Het bolvormige uitsteeksel aan de linkerkant is niet alleen voor de show. Het is hol en speciaal ontworpen om over het ventiel van een band te passen. Kijk goed naar de opening en je ziet twee cruciale componenten: een rubberen afdichting en een kleine vaste pin.
De afdichting doet zijn werk door tegen de lip van de klepsteel te drukken. Hierdoor ontstaat een luchtdichte barrière zodat de druk niet weglekt terwijl u deze probeert te meten. Ondertussen fungeert de pin als trigger. Het drukt de klep in de steel in, waardoor de poort wordt geopend zodat er lucht kan stromen.
Die lucht beweegt rond de pen, beweegt door de holle kern van de bol en komt de zuigerkamer binnen.
Hoe druk de naald beweegt
Zodra de meter op de klepsteel is vergrendeld, is de actie onmiddellijk. Lucht onder druk uit de band stroomt naar binnen en duwt de zuiger naar rechts. De afstand die de zuiger aflegt, hangt rechtstreeks samen met de bandenspanning.
Het is een simpel touwtrekken. De lucht duwt de zuiger naar rechts. Een veer duwt naar links terug.
De meter is gebouwd om een maximale druk aan te kunnen. Laten we aannemen dat de limiet voor dit voorbeeld 60 psi is. De veer is precies voor dit bereik gekalibreerd.
– Bij 60 psi overwint de luchtdruk de veer volledig, waardoor de zuiger helemaal rechts van de buis beweegt.
– Bij 30 psi wordt de kracht gehalveerd. De zuiger stopt halverwege.
– Lagere druk? De zuiger komt niet zo ver.
Maak de meter los van de klep. De luchtstroom stopt. De veer neemt het onmiddellijk over en springt de zuiger terug naar de rustpositie aan de linkerkant.
De gegevens lezen
Om de beweging van de zuiger te begrijpen, zit er een gekalibreerde stang in de buis:
Het Max-Hold-mechanisme uitgelegd
Het visuele diagram laat de interne veer weg, maar die is er wel. Er zit een gekalibreerde staaf in. De stang hecht niet aan de zuiger. Het rijdt gewoon bovenop. De passing tussen de stang en de aanslag is strak. Bijna wrijvingszwaar.
Bekijk de reeks. Zuiger beweegt naar rechts. Het duwt de gekalibreerde staaf naar voren. Eenvoudige natuurkunde. Wanneer de druk daalt, veert de zuiger naar links terug. De staaf? Het blijft zitten. Vergrendeld op het maximale punt. Hierdoor kunt u de piekdruk aflezen nadat u de meter heeft losgekoppeld.
Waarom uw TPMS-lampje gaat branden als de banden er goed uitzien
Je controleert de banden. Ze zien er opgeblazen uit. Het dashboard schreeuwt nog steeds. Waarom?
Koud weer is de gebruikelijke verdachte. De lucht trekt samen in de kou. De sensor schakelt uit. Het lampje gaat later uit, zodra je voldoende hebt gereden om de interne druk op te warmen. Maar vertrouw niet alleen op het dashboard. Controleer uw bandenspanning met een handmatige meter. Controleer of het veilig is om te rijden voordat u de waarschuwing negeert.
Waar worden JACO-bandenmeters gemaakt?
Kwaliteitscontrole is belangrijk. Alle JACO-producten worden in de VS vervaardigd. Ze testen elke eenheid op nauwkeurigheid voordat deze in de schappen komt. Als u zoekt waar JACO-bandenmeters worden gemaakt, is het antwoord binnenlands.
Wat moet mijn bandenspanningsmeter aangeven?
Bandenspanningscontrolesystemen (TPMS) hebben een geprogrammeerd tolerantiebereik. Voor directe monitoring ligt die ‘sweet spot’ meestal tussen de 28 en 35 pond per vierkante inch (psi). Alles buiten dat venster activeert het systeem.
Als uw meter lager dan 28 psi aangeeft, bent u te weinig opgeblazen. Boven de 35? Het kan zijn dat u overmatig opgeblazen bent. Houd u aan het assortiment voor optimale prestaties en veiligheid.
Hebben grote detailhandelaren deze gereedschappen?
Walmart verkoopt bandenspanningsmeters. U kunt rechtstreeks op hun website bladeren en winkelen. Het is een van de gemakkelijkste plaatsen om een mechanisch of digitaal basismodel te vinden.
Meer over druk en natuurkunde
Als de mechanismen van inflatie u interesseren, graaf dan dieper.
- Hoe banden werken
- Hoe heteluchtballonnen werken
- Hoe SCUBA werkt
- Hoe atomen werken
- Hoe houdt 30 pond lucht in uw banden 2 ton auto vast?
- Waarom gebruiken ze geen normale lucht in raceautobanden?
- Wat betekent het als een barometer stijgt of daalt?
- Kunt u vliegtuigcabines onder druk uitleggen?
Verder lezen
- Druk en gassen
- Druk
- TireSafety.com
- Hoe de bandenspanning controleren
- GM Goodwrench-video’s
