里程表工作原理

里程表工作原理
几个世纪以来，机械式里程表一直兢兢业业地统计着里程。

虽然它们即将面临淘汰，但相信您仍会为其神奇的构造而惊奇。

机械式里程表实质上就是一个具有精确传动比的齿轮传动链。

上图中里程表的齿轮比为1690:1。

这意味着，该里程表的输入轴要转1690圈，才能使它记录1公里。

这种里程表正逐渐被电子里程表所取代，电子里程表可提供更多功能且价格更低，但缺少机械式里程表那种神奇的魅力。

在本文中，我们将带您到机械式里程表的内部去看一看，并顺便聊聊电子里程表的工作原理。

机械式里程表
机械式里程表通过一个由上紧的弹簧制成的柔性线缆驱动。

该线缆环绕在金属保护管内，该管的外面覆有橡胶套。

在自行车上，相对于自行车车轮转动的小轮会转动该线缆，里程表的齿数比必须按照这个小轮的大小进行校准。

在汽车上，齿轮负责接合变速器的输出轴，进而转动该线缆。

柔性线缆蜿蜒上行至仪表板，在那里连接到里程表的输入轴。

传动装置
该里程表使用一组（三个）蜗轮来实现里程表1690:1的齿轮比。

输入轴驱动第一个蜗杆，蜗杆驱动另一个齿轮。

蜗杆每转一圈只会使该齿轮转动一个齿。

该齿轮继续驱动另一个蜗杆，该蜗杆驱动下一个齿轮，该齿轮又驱动最后一个蜗杆，进而驱动最后的齿轮。

最后的齿轮与精度为1/10公里的指示器相连。

每个指示器都在一侧伸出一行销钉，而另一侧有两个销钉。

当这两个销钉绕着白色塑料齿轮转动时，其中一个轮齿会落入这两个销钉之间并随指示器一起转动，直至销钉通过。

该齿轮还与下一个较大指示器上的某个销钉相接合，将其转动1/10圈。

现在您就会明白了，当里程表“翻过”很多位数字（假设从19999翻到20000公里）时，为什么读数最左侧的2可能没有与其他位对齐。

白色辅助齿轮中的微小摆动使所有位无法精确对齐。

通常，读数在达到21000公里时才能使它们再次对齐。

您还会发现，类似这样的机械式里程表是可反转的。

当您倒车时，里程表的计数会倒退——它只是一个齿轮传动链。

在电影《春天不是读书天》（Ferris Bueller's Day Off）中，有个场景是他们把汽车抬起来并让车轮倒转。

另一个伎俩是将里程表的柔性线缆接到一个钻头上并反向转动以回调里程。

虽然这在老式的机械式里程表上确实可行，但对于新式的电子里程表
却行不通。

下一节我们将介绍电子里程表。

电子里程表
如果您去自行车商店，很可能找不到任何由线缆驱动的里程表或车速表。

您会找到取而代之的自行车码表。

这些带有码表的自行车在其中一个车轮上安放了磁体，在车架上安放了信号拾取器。

车轮每转一圈，磁体便经过一次信号拾取器并在其中产生一个电压。

码表将统计这些尖峰电压（脉冲），并用它们来计算行驶距离。

如果您曾经安装过这样的自行车码表，那么您应该知道必须要使用车轮的周长对其进行编程设置。

周长是车轮转满一圈所行驶的距离。

每次码表感应到一个脉冲时，就会在总里程上加上一个周长，并更新显示数字。

现在许多汽车也使用类似的系统。

但它们不在车轮上使用磁性信号拾取器，而是使用安装在变速器输出轴上的带齿的轮子和磁性传感器，后者将统计每个轮齿经过时的脉冲。

有些汽车使用带槽的轮子和光学信号拾取器，就像鼠标那样。

与自行车码表一样，车载电脑知道每个脉冲对应的汽车行驶的距离，并使用该数据更新里程表读数。

有关汽车里程表最有趣的一件事是：信息究竟是如何传递到仪表板
的？这里没有使用螺旋线缆，而是通过一个单线通信总线将信息从发动机控制单元(ECU) 传递到仪表板。

汽车就像一个连接了许多设备的局域网。

下面是一些可能连接到这个网上的设备：
发动机控制单元
空调控制系统
仪表板
电动车窗控制模块
无线电
防抱死制动系统
安全气囊控制模块
车身控制模块（控制车内照明等）
变速器控制模块
许多车辆使用一种称为SAE J1850的标准化通信协议，以使各电子模块间能彼此通信。

发动机控制单元统计所有脉冲并记录汽车行驶的总里程。

这意味着，如果有人试图“回调”里程表，则里程表与发动机控制单元中存储的值将会不一致。

使用诊断计算机可以读取该值，所有汽车经销商服务部门都会有这种计算机。

发动机控制单元每秒会发出多次包含标头和相应数据的数据包。

标头是将数据包标识为距离读数的数字，而数据是与行驶距离相对应的
数字。

仪表板上的另一台计算机知道如何寻找此特定数据包，只要发现该数据包，就用其中的新值更新里程表。

在带有电子里程表的汽车中，仪表板会及时显示更新值。

带有模拟里程表的汽车使用一个小步进电机，由该电机转动里程表上的转盘。