汽车车速、里程表的工作原理及速比的计算方法

汽车车速里程表的工作原理及速比的计算

车速里程表与水温表一起,成为汽车用组合仪表上最重要的两个仪表。车速里程表有机械式和电子式两种，右图所示为磁感应式车速里程表的结构简图，它由车速表和里程表两部份组成。

一、车速里程表的结构及工作原理

（一）机械式车速里程表

车速表主要由与主动轴固定在一起的U形永久磁铁、带有转轴与指针6的铝罩、罩壳、固定在车速里程表外壳上的刻度盘5等组成。主动轴由变速器或分动器传动蜗杆经软轴驱动。

不工作时，盘形弹簧4使指针6处于刻度盘的零位。当汽车行驶时，变速箱上蜗轮组件中的蜗杆带动里程表软轴旋转，再由软轴带动主动轴旋转，从而使主动轴上的永久磁铁1跟着旋转。由于蜗杆与软轴及车速里程表主动轴紧密连接在一起，它们的转速相同。永久磁铁的磁力线在铝罩上产生涡流，涡流产生的磁场与旋转的永久磁铁磁场相互作用产生转矩，使铝罩克服盘形弹簧的弹力向永久磁铁1旋转的方向旋转，直至与盘形弹簧弹力相平衡。车速越高，永久磁铁1旋转越快，转矩越大，使铝罩2带动指针6偏转的角度越大，车速的指示值越高。

里程表由蜗轮蜗杆机构和数字轮组成。汽车行驶时，主动轴经3对蜗轮蜗杆驱动里程表最右边的第一数字轮，使第一数字轮上和数字显示1/10Km。从第一数字轮向左，每两个相邻的数字轮之间,又通过本身的内齿和进位数字轮传动齿轮，形成1：10的传动比。当第一数字轮转动一周，由9转到0时，由内传动齿拔动左侧第二个数字轮转动1/10圈，形成1Km数递增；当第二数字轮转动一周，由9转到0时，其左侧第三个数字轮转动1/10，以10Km数递增。其余数字轮由低位到高位的显示，计数方式均依次类推，即可显示汽车行驶里程数。

（二）电子式车速里程表

车速表由车速传感器（安装在车轮上变速箱蜗轮组件的蜗杆上，有光电耦合式和磁电式）、微机处理系统和显示器组成。由传感器传来的光电脉冲或磁电脉冲信号，经仪表内部的微机处理后，可在显示屏上显示车速。里程表则根据车速以及累计运行时间，由微机处理计算并显示里程。

二、组合仪表速比的计算方法

（一）速比的定义

对机械式或传感器安装在变速器上的蜗轮组件的车速表来说，所指示车速与变速器蜗杆的转速之比即为速比。例如，车速表上的读数为60Km/h之时, 变速器蜗杆的转速为36000r/h，则仪表速比为60：3600=1：600。也就是说，当车速表上的读数显示为1Km/h之时，变速箱蜗杆的转速必须为600 r/h。

（二）求组合仪表的理论速比

理想状态下，即车速表上显示的读数与实测速度相等的情况下，所计算出来的速比称为理论速比，

其计算公式为K=1：［（k1/k2）×1000/（2πR）］,K为理论速比，k1为后桥主减速比，k2为变速箱蜗轮组件的传动比，R为轮胎的滚动半径。以下举一个例子来说明如何计算组合仪表的理论速比：

某轿车相关参数为：后桥主减速比5.125，变速箱蜗轮组件的传动比（即蜗轮转速与蜗杆转速之间的比值）14/3，轮胎型号为165/70R13LT 8PR 90/88Q，查《汽车标准汇编第五卷转向车轮其它》中的

《GB/T2978-1997 轿车轮胎系列》得轮胎滚动半径为273mm=0.273m。K=1：［(k1/k2)×1000/(2πR)］=1：［（5.125/(14/3)）×1000/(2×3.14×0.273)］=1:640.6 ,该速比即为所求的理论速比。

（三）求组合仪表的实际速比

如果按照理论速比来设计组合仪表，车速表往往会出现速度超差的现象，导致实测速度V2大于车速表读

数V1，这是安全法规所不允许的。根据《GB7258-20004 机动车安全运行技术条件》中的4.12条，车速表指示车速V1（单位：Km/h）与实测车速V2（单位：Km/h）之间应符合下列关系式：0 ≤V1-V2 ≤(V2/10)+4，由此公式可得符合条件的实测速度值如下表所示：

仪表读数40Km/h 60Km/h 80Km/h 100Km/h 120Km/h

实测速度32.7～40 Km/h 50.9～60 Km/h 69.1～80 Km/h 87.3～100 Km/h 105.5～120 Km/h 为了安全起见，必须选定一个实际速比，使V2＜V1，且符合《GB7258-20004 机动车安全运行技术条件》。此处，选定一个速比K1，使仪表读数为100Km/h之时，实测速度为95Km/h。由V1/V2=K1/K得，K1=K （V1/V2）=（1/640.6）(100/95) ≈1:609，当仪表读数V1=40Km/h,实测车速V2=V1K/K1=40×（1/640.6）/(1/609) ≈38(Km/h)，同理可算出当仪表读数V1分别为60 Km/h，80Km/h，120Km/h，实测速度V2分别为57 Km/h，76.1 Km/h,114.1 Km/h。可见所选实际速比K1符合法规要求,可作为该款轿车的组合仪表的速比。当然，也可选其它速比，但根据所选速比计算出的实测车速要在上表的范围之内。