仪表速比计算

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一、车速里程表的结构及工作原理

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。

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

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。

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=0.273 m。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。

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95 Km/h。由V1/V2=K1/K得,K1=K(V1/V2)=(1/640.6)(100/95) ≈1:609,当仪表读数V 1=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。

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