汽車(chē)車(chē)速表誤差產(chǎn)生原因與檢測(cè)分析

陳國(guó)良 余培敏 沈崇泉

（上海機(jī)動(dòng)車(chē)檢測(cè)認(rèn)證技術(shù)研究中心有限公司，上海 201805）

行車(chē)時(shí)，準(zhǔn)確掌握車(chē)速是保障人身安全的基本要求之一。除了與其他車(chē)速對(duì)比和車(chē)窗外的靜態(tài)建筑物作為判斷行車(chē)速度的參考外，車(chē)速表安裝在車(chē)內(nèi)是最直觀反映設(shè)備速度的方式。假如汽車(chē)的車(chē)速表存在較大誤差，那么駕駛員在控制車(chē)速時(shí)很難做到準(zhǔn)確無(wú)誤，極易出現(xiàn)誤判而引起交通事故。為了提高車(chē)速表的指示準(zhǔn)確性，需要及時(shí)檢測(cè)和糾正車(chē)速表，排除已經(jīng)出現(xiàn)誤差的車(chē)速表故障，消除誤差，保持車(chē)速表處于良好的狀態(tài)，確保行車(chē)安全。

1 車(chē)速表誤差原因分析

1.1 車(chē)速信號(hào)傳遞誤差

汽車(chē)車(chē)速表主要有電磁式和電子式兩大類(lèi)。電磁式車(chē)速表通常通過(guò)蝸輪和軟軸將變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速傳遞給車(chē)速表的主動(dòng)軸，然后切換到車(chē)速信號(hào)。車(chē)速信號(hào)的機(jī)械傳遞更可靠，一般不會(huì)產(chǎn)生誤差[1]。電子車(chē)速表一般通過(guò)各種速度傳感器（如光電式、電動(dòng)式、霍爾效應(yīng)式、磁阻式等）來(lái)反映車(chē)速。電子車(chē)速表安裝在變速器中，由電子電路驅(qū)動(dòng)速度表。如果傳感器性能不佳、老化、損壞，或驅(qū)動(dòng)電路性能不佳、故障，速度信號(hào)電子變速器會(huì)導(dǎo)致速度表出現(xiàn)錯(cuò)誤。

1.2 車(chē)速表本身故障或損壞

電磁車(chē)速表利用磁電相互作用，通過(guò)指針擺動(dòng)來(lái)顯示汽車(chē)的速度。汽車(chē)的車(chē)速表由旋轉(zhuǎn)活動(dòng)盤(pán)、轉(zhuǎn)軸、軸承、齒輪及游絲等部件組成。工作的時(shí)候，車(chē)速表部件的自然磨損和磁性元件的消磁均會(huì)引起一定誤差[2]。電子車(chē)速表通常是一個(gè)電磁電流表，用于接收來(lái)自驅(qū)動(dòng)電路的車(chē)速信號(hào)。接收到的平均電流成正比，并驅(qū)動(dòng)車(chē)速表指針偏移，指示相應(yīng)的車(chē)速。由于不需要軟軸傳動(dòng)，它的性能一般比較穩(wěn)定。但是，電磁電流表故障或性能變差時(shí)，會(huì)造成車(chē)速表指示錯(cuò)誤。

1.3 車(chē)輪滾動(dòng)半徑的變化

汽車(chē)行駛速度通過(guò)以下公式計(jì)算得出：

式中：v為汽車(chē)行駛速度，km·h-1；r為車(chē)輪滾動(dòng)半徑，m；n為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r·m-1；ig為變速器傳動(dòng)比；i0為主減速器傳動(dòng)比。

汽車(chē)車(chē)輪的滾動(dòng)半徑和車(chē)輛行駛速度具有正相關(guān)性，也就是說(shuō)，汽車(chē)行駛速度會(huì)隨著輪胎滾動(dòng)半徑的變小而變?。环粗?，則變大。輪胎磨損、氣壓不足或氣壓過(guò)大等都會(huì)引起輪胎滾動(dòng)半徑的變化，從而致使車(chē)速表指示值出現(xiàn)誤差。

2 車(chē)速表的檢測(cè)

2.1 檢測(cè)原理

車(chē)速表常規(guī)檢測(cè)方法主要有兩種，分別是道路試驗(yàn)法和室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)法。其中，臺(tái)架試驗(yàn)是在滾輪車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)上完成的。測(cè)量車(chē)速時(shí)，車(chē)輪被置于車(chē)速表的測(cè)試臺(tái)上，一般是車(chē)輪驅(qū)動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，試驗(yàn)臺(tái)上的測(cè)量裝置檢測(cè)車(chē)輛的實(shí)際行駛速度（試驗(yàn)表鼓線速度），然后與車(chē)速表的誤差值進(jìn)行比較[3]。

按照《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》（GB 7258—2017）中的相關(guān)規(guī)定，檢測(cè)車(chē)速表的指示誤差應(yīng)該在滾筒式車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)上開(kāi)展。如果機(jī)動(dòng)車(chē)無(wú)法在車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)上檢驗(yàn)車(chē)速表指示誤差，可以采取路試檢驗(yàn)車(chē)速表的指示誤差。

2.2 車(chē)速表檢測(cè)設(shè)備

按照是否配置有驅(qū)動(dòng)裝置，車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)主要分為標(biāo)準(zhǔn)型、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型和綜合型3 類(lèi)。

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)型車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)

標(biāo)準(zhǔn)型車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)沒(méi)有配備驅(qū)動(dòng)設(shè)備，由車(chē)速測(cè)量裝置、速度指示器和速度報(bào)警器等部件組成，結(jié)構(gòu)如圖1 所示。它由被測(cè)車(chē)輪帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)。

速度測(cè)量裝置由滾筒、舉升器和速度傳感器等組成。滾筒共4 個(gè)，左右各2 個(gè)，直徑為185 ～370 mm，通過(guò)滾動(dòng)軸承安裝在框架上，且兩個(gè)前滾筒用聯(lián)軸器連接在一起，以防試驗(yàn)時(shí)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)軸差速器齒輪滑轉(zhuǎn)[4]。

舉升器設(shè)置在前、后滾筒之間，以方便車(chē)輪進(jìn)、出試驗(yàn)臺(tái)。舉升器和滾筒制動(dòng)裝置聯(lián)動(dòng)，當(dāng)舉升器升起時(shí)，滾筒被制動(dòng)不能轉(zhuǎn)動(dòng)。

速度傳感器裝在滾筒一側(cè)，主要作用是傳遞滾筒轉(zhuǎn)速信號(hào)，將速度信號(hào)傳送至速度指示器。指示器按照滾筒周長(zhǎng)與轉(zhuǎn)速計(jì)算實(shí)際速度，并顯示在儀表上，速度單位為km·h-1。

速度報(bào)警裝置的作用是提醒汽車(chē)車(chē)速達(dá)到檢測(cè)車(chē)速40 km·h-1。進(jìn)行試驗(yàn)的時(shí)候，如果汽車(chē)實(shí)際速度等于檢測(cè)車(chē)速，試驗(yàn)臺(tái)上的速度報(bào)警裝置就會(huì)報(bào)警。這時(shí)候檢測(cè)人員要及時(shí)讀取車(chē)速表上的指示數(shù)值，便于與實(shí)際車(chē)速進(jìn)行對(duì)比，判定車(chē)速表指示值與實(shí)際車(chē)速之間的誤差是否符合規(guī)定范圍。

標(biāo)準(zhǔn)型車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛，但只適合檢測(cè)車(chē)速表的車(chē)速信號(hào)取自變速器輸出軸的車(chē)輛。對(duì)于車(chē)速信號(hào)取自從動(dòng)輪的車(chē)輛，必須采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)型車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)。

2.2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)型車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)

電機(jī)驅(qū)動(dòng)型車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)通過(guò)離合器與滾筒相連。離合器的接合和分離，可起到傳遞和中斷動(dòng)力的作用。除此之外，其他組成結(jié)構(gòu)基本與標(biāo)準(zhǔn)型車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)相同。測(cè)試時(shí)，離合器接合，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒帶動(dòng)從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，試驗(yàn)臺(tái)車(chē)速測(cè)量裝置測(cè)出實(shí)際車(chē)速（試驗(yàn)臺(tái)滾筒線速度）。比較汽車(chē)車(chē)速表指示值和實(shí)際車(chē)速值，便可測(cè)出車(chē)速表指示誤差。離合器分離時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)被中斷，此時(shí)驅(qū)動(dòng)型車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)與標(biāo)準(zhǔn)型車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)的功能相當(dāng)[5]。

驅(qū)動(dòng)型車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)范圍廣，幾乎能檢測(cè)各種車(chē)輛的車(chē)速表，但個(gè)別四輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)和具有驅(qū)動(dòng)防滑控制裝置的汽車(chē)等除外。

2.2.3 綜合型車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)

綜合性車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)通常是具有測(cè)速功能的多功能試驗(yàn)臺(tái)（如汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)、汽車(chē)慣性滾筒式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)等），可以對(duì)車(chē)速表進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于綜合性車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)來(lái)說(shuō)，車(chē)速表檢測(cè)一般不是它的主要功能，而僅僅是它的一個(gè)附加功能。

3 車(chē)速表的檢測(cè)方法

車(chē)速表應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)的使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行檢測(cè)，一般的檢測(cè)步驟如下。

3.1 檢測(cè)前的準(zhǔn)備

3.1.1 車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)的準(zhǔn)備

車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)的準(zhǔn)備包括以下工作：①檢查車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)導(dǎo)線的連接情況，不能出現(xiàn)接觸不良或斷路情況；②滾筒在靜止?fàn)顟B(tài)接通電源時(shí)，試驗(yàn)臺(tái)指示儀表指針應(yīng)指示零位，否則應(yīng)調(diào)零；③檢查舉升器，使其能正常接合、分離；④滾筒表面應(yīng)清潔，清除滾筒表面的油、水、泥、沙等雜物[6]。

3.1.2 被檢車(chē)輛的準(zhǔn)備

檢查輪胎氣壓，使其在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，并確保輪胎上無(wú)水、油、泥、沙及小石頭等雜物。

3.2 檢測(cè)方法

3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)型車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)步驟

首先，打開(kāi)試驗(yàn)臺(tái)電源，抬起舉升器，將被檢車(chē)輛移動(dòng)至車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)上，將車(chē)輪放置在兩個(gè)滾筒間。其次，將舉升器降下，直到舉升器托板和車(chē)輪完全脫離。要在試驗(yàn)臺(tái)滾筒之外的一對(duì)車(chē)輪的前方安裝擋塊，避免檢測(cè)過(guò)程中汽車(chē)駛出發(fā)生意外事故。最后，發(fā)動(dòng)汽車(chē)，高擋運(yùn)行，踩加速踏板，使汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪可以平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)。

當(dāng)試驗(yàn)臺(tái)的速度指示器增加到40 km·h-1時(shí)，讀取汽車(chē)車(chē)速表的指示值。也可以反過(guò)來(lái)操作，即當(dāng)汽車(chē)車(chē)速表達(dá)到40 km·h-1時(shí)，讀取車(chē)速試驗(yàn)臺(tái)的值。踩踏制動(dòng)直至滾筒不再轉(zhuǎn)動(dòng)，再次提起舉升器，撤去擋塊，汽車(chē)離開(kāi)試驗(yàn)臺(tái)，最后關(guān)閉試驗(yàn)臺(tái)電源。

3.2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)型車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)步驟

首先，打開(kāi)試驗(yàn)臺(tái)電源，提起舉升器。被檢車(chē)輛移動(dòng)至試驗(yàn)臺(tái)上，與標(biāo)準(zhǔn)型車(chē)相同，汽車(chē)車(chē)輪也需要置于兩滾筒之間。其次，舉升器下降，直到車(chē)輪與舉升器托板沒(méi)有接觸。要在試驗(yàn)臺(tái)滾筒之外的一對(duì)車(chē)輪的前方安裝擋塊，避免檢測(cè)過(guò)程中汽車(chē)駛出發(fā)生意外事故。最后，開(kāi)通試驗(yàn)臺(tái)離合器，汽車(chē)空擋運(yùn)行，汽車(chē)駐車(chē)制動(dòng)器解除，開(kāi)啟電動(dòng)機(jī)，試驗(yàn)臺(tái)的滾筒會(huì)帶動(dòng)車(chē)輪共同旋轉(zhuǎn)[7-8]。

試驗(yàn)臺(tái)的速度表指示值為檢測(cè)車(chē)速40 km·h-1時(shí)，及時(shí)讀取汽車(chē)車(chē)速表上的讀數(shù)。另外，也可以在汽車(chē)車(chē)速表的指示值達(dá)到檢測(cè)車(chē)速時(shí)，及時(shí)讀取車(chē)速試驗(yàn)臺(tái)上的指示值。關(guān)閉電動(dòng)機(jī)電源，踩制動(dòng)踏板使汽車(chē)逐漸制動(dòng)，試驗(yàn)臺(tái)上的滾筒同步停止轉(zhuǎn)動(dòng)。再次提起舉升器，撤去擋塊，汽車(chē)離開(kāi)試驗(yàn)臺(tái)，最后關(guān)閉試驗(yàn)臺(tái)電源。

4 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)結(jié)果分析

4.1 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》（GB 7258—2017）的規(guī)定，車(chē)速表指示車(chē)速v1與實(shí)際車(chē)速v2之間應(yīng)符合關(guān)系式0 ≤v1-v2≤v2/10+4，即：當(dāng)車(chē)速表指示車(chē)速v1為40 km·h-1時(shí)，實(shí)際車(chē)速v2在32.8 ～40.0 km·h-1范圍內(nèi)為合格；當(dāng)實(shí)際車(chē)速v2為40 km·h-1時(shí)，車(chē)速表指示車(chē)速v1的讀數(shù)在40 ～48 km·h-1范圍內(nèi)為合格。

4.2 檢測(cè)結(jié)果分析

當(dāng)車(chē)速表指示值誤差超過(guò)合格范圍時(shí)，需要查明錯(cuò)誤原因，以便更換或修理車(chē)速表，使其符合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于輪胎尺寸，如果輪胎過(guò)度磨損，則應(yīng)在更換新輪胎后，當(dāng)輪胎壓力在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)時(shí)測(cè)試車(chē)速表。當(dāng)零件出現(xiàn)磨損、老化或損壞后，車(chē)速表的指示錯(cuò)誤，需及時(shí)更換磨損過(guò)長(zhǎng)、使用過(guò)久、損壞的零件。如果輪胎氣壓和尺寸都符合要求，但車(chē)速表的指示誤差還是過(guò)大，那么多是車(chē)速信號(hào)的接收或發(fā)射部分出現(xiàn)故障。

5 結(jié)語(yǔ)

車(chē)速表是提供汽車(chē)速度信息的重要儀器。司機(jī)在途中能正確控制車(chē)速，是提高運(yùn)輸效率、保障行車(chē)安全的關(guān)鍵。車(chē)速表長(zhǎng)時(shí)間使用后，會(huì)因內(nèi)部磁場(chǎng)減弱、泳線老化而出現(xiàn)誤差。車(chē)速表的故障或失效將直接影響駕駛員對(duì)車(chē)速的判斷。車(chē)速表有路試法和室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)法兩種檢測(cè)方法。根據(jù)是否有驅(qū)動(dòng)裝置，車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)分為標(biāo)準(zhǔn)型、電機(jī)驅(qū)動(dòng)型和綜合型3 種，需要根據(jù)汽車(chē)類(lèi)型選擇相應(yīng)的車(chē)速表試驗(yàn)臺(tái)定期檢查車(chē)速表。當(dāng)車(chē)速表指示值誤差超過(guò)合格范圍時(shí)，需要查明錯(cuò)誤原因后，修理或更換車(chē)速表。