汽車電子式車速里程表研究

摘要：車速里程表是利用磁電互感作用，使表盤上指針的擺角與汽車行駛速度成正比的原理設(shè)計(jì)的一種行駛車速和行駛里程反映裝置。車速里程表包括兩個(gè)重要的部分：一個(gè)是汽車行駛速度的車速表，另一個(gè)是汽車行駛距離的里程記錄表。文章對(duì)汽車電子式車速里程表的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：汽車裝置；電子式車速里程表；車速表；里程記錄表；行駛車速；行駛里程 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U463 文章編號(hào)：1009-2374（2015）09-0018-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0765

車速里程表包括兩個(gè)重要的部分：一個(gè)是汽車行駛速度的車速表，另一個(gè)是汽車行駛距離的里程記錄表。這兩個(gè)部分在同一個(gè)殼體中，而且由同一根軸驅(qū)動(dòng)完成工作。在表殼上裝有刻度的表盤，其中汽車行駛里程的累計(jì)是由若干個(gè)計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)鼓及其轉(zhuǎn)動(dòng)裝置組成的。車速里程表作為汽車的重要裝置，在汽車的使用過程中已經(jīng)變得十分普遍。為了使用方便，有的車速里程表同時(shí)設(shè)有總里程記錄裝置和單程里程記錄裝置，總里程記錄裝置主要是用于對(duì)汽車行駛過程中總的里程裝置進(jìn)行記錄的部分，單程里程記錄字號(hào)可以隨時(shí)復(fù)位清零。

1 電子式車速里程表的組成

電子式車速里程表由車速里程表傳感器、信號(hào)處理電路、車速表和里程表四個(gè)部分組成。

對(duì)于電子式車速里程表的組成部分而言，最重要的兩個(gè)部分是車速表、里程表，車速里程傳感器和信號(hào)處理電路主要是對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行傳遞的部分。

1.1 車速表

比較早的車速表是機(jī)械式的，在里程表里連接了一個(gè)軟軸，軟軸內(nèi)部有一根鋼絲鐵纜。軟軸的另一端連接在變速器的某一個(gè)齒輪上，齒輪旋轉(zhuǎn)的時(shí)候也會(huì)帶動(dòng)鋼絲鐵纜進(jìn)行宣傳，鋼絲鐵纜旋轉(zhuǎn)則帶動(dòng)里程表罩圈內(nèi)一塊磁鐵旋轉(zhuǎn)。里程表的罩圈與指針之間是聯(lián)接的，通過游絲將指針置于零位。磁鐵旋轉(zhuǎn)速度的大小將會(huì)導(dǎo)致磁力線的大小不同，當(dāng)平衡被打破的時(shí)候就會(huì)導(dǎo)致指針被帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)起來。傳統(tǒng)的機(jī)械式車速里程表比較簡(jiǎn)單實(shí)用，在各種類型的汽車上都有使用，但隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，電子式車速里程表開始發(fā)展，并且應(yīng)用也變得越來越廣泛。電子車速里程表的設(shè)計(jì)中，比較常見的一種就是從變速器上的速度傳感獲取信號(hào)，并且通過脈沖頻率的變化使得指針偏轉(zhuǎn)或者通過數(shù)字顯示出相應(yīng)的信息。

1.2 里程表

里程表也是車速里程表中的重要組成部分，里程表是一種數(shù)字儀表，主要是通過計(jì)數(shù)器的鼓輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪和車速表傳動(dòng)軸上的蝸桿嚙合，使得計(jì)數(shù)器的鼓輪發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，與車速表一樣，當(dāng)前使用的里程記錄表也是電子式的居多，電子式里程表主要從速度傳感器獲得相應(yīng)的里程信號(hào)，對(duì)于汽車?yán)鄯e的里程將會(huì)顯示在存儲(chǔ)器內(nèi)，即使是在沒有電的狀態(tài)下各種數(shù)據(jù)也能得到良好的保存。

1.3 車速里程表傳感器、信號(hào)處理電路

這兩部分的主要功能是對(duì)車速和里程信息進(jìn)行處理、傳遞，當(dāng)齒輪或鼓輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)和頻率之間的關(guān)系就反映了車速和里程的信息，而這種信息想要直觀地展示給司機(jī)，則需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和傳遞，從而直觀地展示給用戶具體的車速、累積里程、單里程等信息。

2 電子式車速里程表的工作原理

車速里程表的工作主要是通過傳感器、信號(hào)處理器來完成的，電子車速里程表的傳感器安裝在組合儀表內(nèi)，由變速器經(jīng)軟軸驅(qū)動(dòng)完成，當(dāng)汽車在行駛的過程中，會(huì)產(chǎn)生一種與汽車行駛速度成正比的信號(hào)，傳感器一般是由具有一對(duì)或幾對(duì)觸點(diǎn)的舌簧開關(guān)和轉(zhuǎn)子組成。

圖1 電子式車速里程表傳感器

信號(hào)處理是電子式車速里程傳感器的重要過程，經(jīng)過信號(hào)處理才能將傳感器反映出來的車速和里程信息轉(zhuǎn)換成為人們比較熟悉的數(shù)字或者指針指示。信號(hào)處理電路由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、恒流電路、64分頻電路、功率放大電路以及電源穩(wěn)壓等電子電路組成。當(dāng)汽車在運(yùn)行時(shí)，電子式車速里程表可以將車速傳感器輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行整合以及處理，使其轉(zhuǎn)變成為電流信號(hào)，并且對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行放大處理，以驅(qū)動(dòng)車速表對(duì)汽車的行駛速度進(jìn)行顯示，同時(shí)還可以將脈沖信號(hào)經(jīng)過分頻和功率放大處理，轉(zhuǎn)變成為具有一定頻率的脈沖信號(hào)，進(jìn)而對(duì)里程表步進(jìn)電機(jī)的軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，對(duì)汽車的行駛里程進(jìn)行

記錄。

車速表以一個(gè)磁電式電流表作為指示表，當(dāng)汽車以不同的車速進(jìn)行行駛時(shí)，信號(hào)的處理電路往往將車速傳感器輸入的各種脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成為與車速成正比的電流信號(hào)，從而使得電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，顯示出汽車在行駛過程中的速度。

對(duì)于電子式里程表，則由步進(jìn)式電動(dòng)機(jī)、六位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器及內(nèi)傳動(dòng)齒輪等組成。當(dāng)汽車在運(yùn)行時(shí)，可以將車速傳感器傳來的脈沖信號(hào)傳入到信號(hào)處理器中進(jìn)行處理，經(jīng)信號(hào)處理電路的分頻和功率放大處理，可以將其轉(zhuǎn)變成為另一種脈沖信號(hào)，作用于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電磁線圈。步進(jìn)電機(jī)可以將這一脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰菩盘?hào)，使得電動(dòng)機(jī)的軸發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)里程表中的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的六個(gè)計(jì)數(shù)輪依次轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車行駛過程中的總共里程以及單里程的記錄，在記錄的過程中，如果需要對(duì)短程的里程進(jìn)行消除，則只要按一次復(fù)位桿，短里程表就會(huì)被清零。

電子式車速里程表工作過程中，里程的反映與車輪周長(zhǎng)有關(guān)，決定車輪周長(zhǎng)的是車輪的大小，即車輪的直徑大小，一般說來，不同的氣壓以及輪胎在行駛過程中的磨損程度會(huì)影響到車輪的直徑大小，從而使得車輪周長(zhǎng)發(fā)生改變，最終會(huì)形成一定的顯示誤差。實(shí)際結(jié)果表明，車速的顯示結(jié)果一般都會(huì)比實(shí)際的車速要大，但是誤差不會(huì)太大，顯示誤差一般會(huì)從2%～7%不等，有的甚至高達(dá)10%。

3 電子式車速里程表使用注意事項(xiàng)

電子式車速里程表在使用過程中有許多需要注意的地方，汽車的行駛里程是汽車使用壽命的一種標(biāo)志，比如當(dāng)汽車行駛的累積里程達(dá)到了15萬～20萬公里的范圍，則會(huì)導(dǎo)致汽車的性能有所下降，安全性、經(jīng)濟(jì)性、操作性也會(huì)受到較大影響，使用者的使用體驗(yàn)會(huì)有所下降。因此，在實(shí)際的使用過程中，要遵循一些注意事項(xiàng)進(jìn)行使用，比如車速里程表的軟軸與車速表以及變速器或分動(dòng)器的輸出端的連接應(yīng)該要確保牢固可靠。軟軸在安裝的過程中應(yīng)該要有一定的縱向間隙，并且要有足夠大的曲率半徑。

在使用過程中一旦出現(xiàn)任何故障，要及時(shí)進(jìn)行排除，如果不能對(duì)故障進(jìn)行排除，要及時(shí)更換車速里程表。其故障主要有兩種：第一，如果是車速里程表的指針不穩(wěn)定，則故障的原因可能是軟軸不良、表盤出現(xiàn)損壞或軟軸的鎖緊螺母安裝不良等，可以通過更換軟軸、表或改變軟軸螺母安裝方法的措施進(jìn)行故障排除；第二，對(duì)于車速里程表不工作的問題，造成這種問題的原因可能是主動(dòng)小齒輪損壞、軟軸折損、表?yè)p壞或軟軸連接螺母未緊固等，對(duì)此可以更換軟軸、主動(dòng)小齒輪、表或緊固軟軸連接螺母等元件。

4 結(jié)語(yǔ)

車速里程表是對(duì)汽車行駛的速度和行駛過的里程數(shù)進(jìn)行綜合記錄的一種儀表，常用的有兩種形式：一種是磁感應(yīng)式；另一種是電子式。電子式車速里程表在工作過程中需要遵循一些注意事項(xiàng)，以防出現(xiàn)故障，出現(xiàn)故障之后要及時(shí)排除故障，以提高其工作性能。

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作者簡(jiǎn)介：古敏雄（1987-），男，廣東梅州人，廣州開發(fā)區(qū)技工學(xué)校汽車修理工高級(jí)技師。

（責(zé)任編輯：周 瓊）