車速里程表信號(hào)裝置及速比的計(jì)算

車速里程表是由指示汽車行駛速度的車速表和記錄汽車所行駛過距離的里程計(jì)組成的。目前有機(jī)械式和電子式兩種。

一、車速里程表的信號(hào)裝置

（一）機(jī)械式車速里程表

傳統(tǒng)的車速里程表是機(jī)械式的，他的驅(qū)動(dòng)軸另一端制成方頭，經(jīng)過軟軸和變速器上的里程表被動(dòng)齒輪連接在一起。里程表被動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)軟軸內(nèi)鋼絲旋轉(zhuǎn)，鋼絲帶動(dòng)車速里程表的驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，使車速里程表工作。從他的信號(hào)裝置可以看出，車速表指針的旋轉(zhuǎn)和里程計(jì)數(shù)器的累計(jì)都和里程表被動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)方向有關(guān)，因此在設(shè)計(jì)中一定要注意里程表被動(dòng)齒輪的旋向。

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械式車速里程表受到前所未有的挑戰(zhàn)。軟軸在高速下旋轉(zhuǎn)，其運(yùn)動(dòng)的遲滯性及受到鋼絲交變應(yīng)力極限的限制，高速行駛的車輛常常造成鋼絲軟軸疲勞斷裂，從而使車速里程表功能失效。同時(shí)，也會(huì)由于軟軸布置過長(zhǎng)造成其形變過大或運(yùn)動(dòng)遲滯現(xiàn)象，導(dǎo)致指示遲鈍或錯(cuò)誤指示。另外，由于整車布置方案不同，不同車型要求有相應(yīng)規(guī)格的軟軸，由于鋼絲在軟軸中的伸縮和摩擦以及連接方軸的磨損，都將使儀表指針的指示穩(wěn)定性受到影響。因此，電子車速里程表愈來愈被廣泛應(yīng)用。

（二）電子車速里程表

電子車速里程表的信號(hào)裝置分為兩種，一種是經(jīng)過電線束和裝在里程表被動(dòng)齒輪上的電子里程表傳感器連接在一起，我們稱這種電子里程表傳感器為接觸式電子里程表傳感器，見圖1所示。

傳感器探頭與里程表轉(zhuǎn)子之間有一定的間隙，這個(gè)間隙一般控制在1.4±0.6mm。當(dāng)汽車行駛時(shí)，里程表轉(zhuǎn)子與變速器輸出主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)里程表轉(zhuǎn)子的某一個(gè)齒轉(zhuǎn)動(dòng)到傳感器探頭對(duì)應(yīng)的位置時(shí)，探頭中的敏感器件受到里程表轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作用輸出一個(gè)低電平，當(dāng)里程表轉(zhuǎn)子的齒沒有與傳感器探頭對(duì)準(zhǔn)，探頭中的敏感器件沒有受到磁場(chǎng)作用而輸出高電平。這樣變速器輸出軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，里程表傳感器就有8 個(gè)方波脈沖信號(hào)輸出，經(jīng)連接線束傳給車速里程表。因?yàn)樗麤]有里程表主、被動(dòng)齒輪實(shí)際速比與理論速比之間的誤差而產(chǎn)生的整車車速與里程的誤差，因此車速里程表指示讀數(shù)較前兩種更準(zhǔn)確。而且互相接觸的傳動(dòng)部件減少，損壞率與成本均減少。所以在國內(nèi)商用車行業(yè)正在被推廣并廣泛使用。

對(duì)于機(jī)械式及傳感器安裝在里程表被動(dòng)齒輪上的車速里程表，里程表被動(dòng)齒輪與變速器輸出主軸的轉(zhuǎn)速不一致，因此，要在車速里程表上反映車速與里程，就需要計(jì)算里程表主動(dòng)齒輪（齒數(shù)為Z1）與被動(dòng)齒輪（齒數(shù)為Z2）之間的傳動(dòng)比，即里程表速比ie。在已知下列參數(shù)條件下，才可計(jì)算里程表速比：

k：里程表常數(shù)———根據(jù)信號(hào)的類型（軟軸的轉(zhuǎn)數(shù)或脈沖數(shù)），車速里程表每增加1km 里程所必須接受的信號(hào)數(shù)的特征量(一般為625 或1000)。例如：汽車每行駛1km 軟軸旋轉(zhuǎn)1000 圈，則里程表常數(shù)為1000。R：輪胎滾動(dòng)半徑，單位m———根據(jù)輪胎規(guī)格查閱《汽車標(biāo)準(zhǔn)匯編》中的《GB/T2977-1997》或輪胎供應(yīng)商提供的產(chǎn)品手冊(cè)可得。

i0：總減速比（里程表主動(dòng)齒輪所在軸至車輪回轉(zhuǎn)中心處）。根據(jù)里程表常數(shù)k 的定義，可得以下公式：

由此可得：

因?yàn)槔锍瘫硭俦萯e 為里程表主動(dòng)齒輪與被動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)比，即：

由此可得：Z2 = Z1ie

給定里程表主動(dòng)齒輪齒數(shù)Z1后，由上式可計(jì)算出里程表被動(dòng)齒輪齒數(shù)Z2，但這樣計(jì)算出的Z2 不一定為整數(shù)，因此需要圓整，再計(jì)算出實(shí)際傳動(dòng)比i ,選擇不同的Z1 值（一般取3~9），并且根據(jù)《GB7258-2004 機(jī)動(dòng)車安全技術(shù)條件》汽車車速表指示車速不得低于實(shí)際車速，使i 必須滿足：

在計(jì)算里程表主動(dòng)齒輪與被動(dòng)齒輪的參數(shù)時(shí)，根據(jù)不同的變速器，中心距是一定值，基本齒形法向壓力角一般為標(biāo)準(zhǔn)值20°，調(diào)整法向模數(shù)（一般為1~1.75 之間）及主、被動(dòng)齒輪齒頂高系數(shù)（一般為0.8 或1.0）和齒根高系數(shù)（一般為0.25 或0.3），使被動(dòng)齒輪的齒頂圓直徑不要超過某一值，以避免和變速器后軸承蓋干涉，另外，還應(yīng)注意在主、被動(dòng)齒輪的參數(shù)中必須滿足以下關(guān)系：

被動(dòng)齒輪法向曲率半徑n2b1＞法向漸開線起點(diǎn)曲率半徑n2g2———否則里程表主動(dòng)齒輪的齒

頂與被動(dòng)齒輪的過渡曲線干涉。

主動(dòng)齒輪法向曲率半徑n1b2＞法向漸開線起點(diǎn)曲率半徑n1g1———否則里程表被動(dòng)齒輪的齒

頂與主動(dòng)齒輪的過渡曲線干涉。

被動(dòng)齒輪法向曲率半徑n2b1＞0———否則里程表主動(dòng)齒輪的齒頂圓起始嚙合點(diǎn)超過里程表被動(dòng)齒輪的極限嚙合點(diǎn)，里程表被動(dòng)齒輪產(chǎn)生根切現(xiàn)象。

本文介紹了機(jī)械式和電子式兩種車速里程表的信號(hào)裝置的結(jié)構(gòu)原理及其優(yōu)缺點(diǎn)，并介紹了里程表速比的計(jì)算方法及計(jì)算時(shí)應(yīng)該注意的問題。相信，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，車速里程表這一汽車重要部件會(huì)向著指讀數(shù)更準(zhǔn)確、誤差更小、結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、壽命更長(zhǎng)的方向發(fā)展。