車速里程表的工作原理及速比的計(jì)算方法論文

車速里程表的工作原理及速比的計(jì)算方法論文

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　　車速里程表與水溫表一起,成為汽車用組合儀表上最重要的兩個(gè)儀表。車速里程表有機(jī)械式和電子式兩種，而磁感應(yīng)式車速里程表由車速表和里程表兩部份組成。

　　一、車速里程表的結(jié)構(gòu)及工作原理

　�。ㄒ唬�機(jī)械式車速里程表

　　車速表主要由與主動(dòng)軸固定在一起的U形永久磁鐵、帶有轉(zhuǎn)軸與指針6的鋁罩、罩殼、固定在車速里程表外殼上的刻度盤5等組成。主動(dòng)軸由變速器或分動(dòng)器傳動(dòng)蝸桿經(jīng)軟軸驅(qū)動(dòng)。

　　不工作時(shí)，盤形彈簧4使指針6處于刻度盤的零位。當(dāng)汽車行駛時(shí)，變速箱上蝸輪組件中的蝸桿帶動(dòng)里程表軟軸旋轉(zhuǎn)，再由軟軸帶動(dòng)主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，從而使主動(dòng)軸上的永久磁鐵1跟著旋轉(zhuǎn)。由于蝸桿與軟軸及車速里程表主動(dòng)軸緊密連接在一起，它們的轉(zhuǎn)速相同。永久磁鐵的磁力線在鋁罩上產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生的磁場與旋轉(zhuǎn)的永久磁鐵磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使鋁罩克服盤形彈簧的彈力向永久磁鐵1旋轉(zhuǎn)的方向旋轉(zhuǎn)，直至與盤形彈簧彈力相平衡。車速越高，永久磁鐵1旋轉(zhuǎn)越快，轉(zhuǎn)矩越大，使鋁罩2帶動(dòng)指針6偏轉(zhuǎn)的角度越大，車速的指示值越高。

　　里程表由蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)和數(shù)字輪組成。汽車行駛時(shí)，主動(dòng)軸經(jīng)3對(duì)蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)里程表最右邊的第一數(shù)字輪，使第一數(shù)字輪上和數(shù)字顯示1/10Km。從第一數(shù)字輪向左，每兩個(gè)相鄰的數(shù)字輪之間,又通過本身的內(nèi)齒和進(jìn)位數(shù)字輪傳動(dòng)齒輪，形成1：10的傳動(dòng)比。當(dāng)?shù)谝粩?shù)字輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，由9轉(zhuǎn)到0時(shí)，由內(nèi)傳動(dòng)齒拔動(dòng)左側(cè)第二個(gè)數(shù)字輪轉(zhuǎn)動(dòng)1/10圈，形成1Km數(shù)遞增；當(dāng)?shù)诙��?shù)字輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，由9轉(zhuǎn)到0時(shí)，其左側(cè)第三個(gè)數(shù)字輪轉(zhuǎn)動(dòng)1/10，以10Km數(shù)遞增。其余數(shù)字輪由低位到高位的顯示，計(jì)數(shù)方式均依次類推，即可顯示汽車行駛里程數(shù)。

　�。ǘ�）電子式車速里程表

　　車速表由車速傳感器（安裝在車輪上變速箱蝸輪組件的蝸桿上，有光電耦合式和磁電式）、微機(jī)處理系統(tǒng)和顯示器組成。由傳感器傳來的光電脈沖或磁電脈沖信號(hào)，經(jīng)儀表內(nèi)部的微機(jī)處理后，可在顯示屏上顯示車速。里程表則根據(jù)車速以及累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，由微機(jī)處理計(jì)算并顯示里程。

　　二、組合儀表速比的計(jì)算方法

　�。ㄒ唬┧俦鹊亩�義

　　對(duì)機(jī)械式或傳感器安裝在變速器上的蝸輪組件的車速表來說，所指示車速與變速器蝸桿的轉(zhuǎn)速之比即為速比。例如，車速表上的讀數(shù)為60Km/h之時(shí),變速器蝸桿的轉(zhuǎn)速為36000r/h，則儀表速比為60：3600=1：600。也就是說，當(dāng)車速表上的讀數(shù)顯示為1Km/h之時(shí)，變速箱蝸桿的轉(zhuǎn)速必須為600r/h。

　　（二）求組合儀表的理論速比

　　理想狀態(tài)下，即車速表上顯示的讀數(shù)與實(shí)測(cè)速度相等的情況下，所計(jì)算出來的速比稱為理論速比，

　　其計(jì)算公式為K=1：［（k1/k2）×1000/（2πR）］,K為理論速比，k1為后橋主減速比，k2為變速箱蝸輪組件的傳動(dòng)比，R為輪胎的滾動(dòng)半徑。以下舉一個(gè)例子來說明如何計(jì)算組合儀表的理論速比：

　　某轎車相關(guān)參數(shù)為：后橋主減速比5.125，變速箱蝸輪組件的傳動(dòng)比（即蝸輪轉(zhuǎn)速與蝸桿轉(zhuǎn)速之間的比值）14/3，輪胎型號(hào)為165/70R13LT8PR90/88Q，查《汽車標(biāo)準(zhǔn)匯編第五卷轉(zhuǎn)向車輪其它》中的《GB/T2978-1997轎車輪胎系列》得輪胎滾動(dòng)半徑為273mm=0.273m。K=1：［(k1/k2)×1000/(2πR)］=1：［（5.125/(14/3)）×1000/(2×3.14×0.273)］=1:640.6,該速比即為所求的理論速比。

　�。ㄈ�）求組合儀表的實(shí)際速比

　　如果按照理論速比來設(shè)計(jì)組合儀表，車速表往往會(huì)出現(xiàn)速度超差的現(xiàn)象，導(dǎo)致實(shí)測(cè)速度V2大于車速表讀數(shù)V1，這是安全法規(guī)所不允許的。根據(jù)《GB7258-20004機(jī)動(dòng)車安全運(yùn)行技術(shù)條件》中的4.12條，車速表指示車速V1（單位：Km/h）與實(shí)測(cè)車速V2（單位：Km/h）之間應(yīng)符合下列關(guān)系式：0≤V1-V2≤(V2/10)+4，由此公式可得符合條件的實(shí)測(cè)速度值如下表所示：

　　為了安全起見，必須選定一個(gè)實(shí)際速比，使V2＜V1，且符合《GB7258-20004機(jī)動(dòng)車安全運(yùn)行技術(shù)條件》。此處，選定一個(gè)速比K1，使儀表讀數(shù)為100Km/h之時(shí)，實(shí)測(cè)速度為95Km/h。由V1/V2=K1/K得，K1=K（V1/V2）=（1/640.6）(100/95)≈1:609，當(dāng)儀表讀數(shù)V1=40Km/h,實(shí)測(cè)車速V2=V1K/K1=40×（1/640.6）/(1/609)≈38(Km/h)，同理可算出當(dāng)儀表讀數(shù)V1分別為60Km/h，80Km/h，120Km/h，實(shí)測(cè)速度V2分別為57Km/h，76.1Km/h,114.1Km/h。可見所選實(shí)際速比K1符合法規(guī)要求,可作為該款轎車的組合儀表的速比。當(dāng)然，也可選其它速比，但根據(jù)所選速比計(jì)算出的實(shí)測(cè)車速要在上表的范圍之內(nèi)。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]蔡興旺主編．汽車構(gòu)造與原理（下冊(cè)）[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

　　拓展：車速里程表簡介

　　汽車車速里程表分為滾輪計(jì)數(shù)器和點(diǎn)距液晶屏式兩種，由指示汽車行駛速度的車速表和記錄汽車所行駛過距離的里程計(jì)組成的，二者裝在共同的殼體中，并由同一根軸驅(qū)動(dòng)。普通車速表一般為磁感應(yīng)式。

　　滾輪計(jì)數(shù)器是過去常用的純機(jī)械式儀表，通過一根軟軸，一頭連到變速箱輸出軸，另一頭連到里程表;而現(xiàn)在更常用的電子式儀表，它一般是在變速箱輸出軸或車輪上裝一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，用讀出的轉(zhuǎn)速通過控制模塊內(nèi)嵌的計(jì)算公式來換算成車速以及歷程。不管是哪種方式，歸根結(jié)底，數(shù)據(jù)都是來自于傳動(dòng)系統(tǒng)輸出端的轉(zhuǎn)速（變速箱輸出軸或車輪），知道了車輪的轉(zhuǎn)速，比如每分鐘轉(zhuǎn)多少圈，再將車輪的周長（也就是車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈走過的距離）算上，車速就出來了，里程也是同樣的道理。

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