第二篇 汽车检测设备及运用技术
第一章 汽车车速表检测
汽车的行驶速度关系到行车安全与运输生产率。为了提高汽车运输生产率，应发挥车辆性能所能提供的尽量高的车速，但车速过高超过了汽车性能所允许的界限往往会使汽车失去操纵稳定性与制动距离过长，影响行车安全。此外车辆的行驶速度还受交通情况与道路条件，以及着眼于经济成本的经济车速的限制。所以在驾驶汽车时合理地运用、准确地掌握行车速度，对行车安全与高效运用车辆有着重要意义。
第一节 车速表检验台结构与工作原理
一、车速表检验台的结构
车速表检验台按有无驱动装置可分标准型与电机驱动型两种。标准型检验台无驱动装置，它靠被测汽车驱动轮带动滚筒旋转；电机驱动型检验台由电动机驱动滚筒旋转，再由滚筒带动车轮旋转。此外，还有把车速表检验台与制动检验台或底盘测功机组合在一起的综合式检验台。目前，检测站使用最多的是标准型滚筒式车速表检验台。
1．标准型车速表检验台
该检验台主要由滚筒、举升器、测量装置、显示仪表及辅助装置等几部分组成，主要结构见图2-1-1。
图2-1-1 车速表检验台结构示意图
(1) 滚筒部分
检验台左右各有两根滚筒，用于支撑汽车的驱动轮。在测试过程中，为防止汽车的差速器
起作用而造成左右驱动轮转速不等，前面的两根滚筒是用联轴器联在一起的。滚筒多为钢制，表面有防滑材料，直径多在 175～370mm之间，为了标定时换算方便直径多为176.8mm，这样滚筒转速为1200r/min时，正好对应滚筒表面的线速度为40km/h。
(2) 举升器
举升器置于前后两根滚筒之间，多为气动装置，也有液压驱动和电机驱动的。测试时，举升器处于下方，以便滚筒支撑车轮。测试前，举升器处于上方，以便汽车驶上检验台，测试后，靠气压（或液压、电机）升起举升器，顶起车轮，以便汽车驶离检验台。
(3) 测量元件
即测量转速的传感器。其作用是测量滚筒的转动速度。通过转速传感器将滚筒的速度转变成电信号（模拟信号或脉冲信号），再送到显示仪表。常用的转速传感器有：测速发电机式、光电编码器式和霍尔元件式等。
① 测速发电机式
测速发电机是一种永磁发电机，由于制作精密，它能够产生几乎与转速完全成正比的电压信号(见图2-1-2，属于模拟信号)，将它安装在滚筒一端。当滚筒转动时，测速发电机就可以输出与转速成正比的电压。此信号经放大和A/D转换后送入单片机处理。
图2-1-2 直流永磁测速发电机电路图及特征
(a)电路图 (b)特征曲线
② 光电编码式(见图2-1-3)
它有一个带孔或带齿的编码盘，安装在滚筒的一端并随滚筒转动。有一对由光源和光接收器组成的光电开关，其中光源一般是发出红外光，光接收器多由光敏三极管和放大电路
组成，可将收到的光信号变为电信号。光源和光接收器分别置于编码盘的两侧，并彼此对准。当编码盘转动时，光源发出的光线周期性地被遮住，于是光接收器将收到断续的光信号，并转换成一系列的电脉冲（脉冲信号），脉冲频率与滚筒转速成正比。将此脉冲信号经过光电隔离等环节之后，也送入单片机处理。
图2-1-3 光电式速度传感器原理图
（a）光线被遮住，接收器无信号 （b）光线未被遮住，接收器有信号
③ 霍尔元件式(见图2-1-4)
霍尔元件是利用霍尔效应原理。将带齿的圆盘固定在滚筒一端，并随滚筒一起转动，当圆盘的齿未经过磁导板时，有磁场经过霍尔元件，因而感应霍尔电动势。当圆盘的齿经过磁
导板时，磁场被短路，霍尔电动势消失，所以霍尔元件可以产生与速度成正比的脉冲信号。此脉冲信号同样经过一定的隔离处理后，送入单片机。
图 2-1-4 霍尔元件式速度传感器原理图
(a)带齿圆盘形状 (b) 圆盘的齿未经过磁导板，有磁力线经过霍尔元件
(c) 圆盘的齿经过磁导板时，磁力线被短路
(4) 显示仪表（或显示器）
目前多用智能型数字显示仪表，也就是一个单片机系统。来自传感器的信号经放大、 A/D转换或经虑波整形后进入单片机处理，再输出显示测量结果。在全自动检测线上也有直接把速度传感器信号接到工位机（或主控机）上直接进行处理的。
(5) 辅助部分
① 安全装置：车速检验台滚筒两侧设有挡轮，以免检测时车轮左右滑移损坏轮胎或设备。
② 滚筒抱死装置：汽车测试完毕出车时，如果只依靠举升器，可能造成车轮在前滚筒上打滑。为了防止打滑，增加滚筒抱死装置，与举升器同步，举升器升起的同时，抱死滚筒，举升器下降时放开。
③ 举升保护装置：车辆在速度检验台上运转时，举升器突然上升会导致严重的安全事故，因而车速检验台设有举升器保护装置（软件或硬件保护），以确保滚筒转速低于设定值后（如5km/h）才允许举升器上升。
2．电机驱动型车速表检验台
图2-1-5 电机驱动型车速表检验台结构示意图
车速表的转速信号多数取自汽车变速器或分动器的输出轴，但对于后置发动机的汽车，由于车速表软轴过长，会出现传动精度和寿命等方面的问题，所以转速信号取自前从动轮。对这种车辆必须采用电动机驱动型车速表检验台。测试时由电动机驱动滚筒与前从动轮旋转。这种检验台往往在滚筒与电动机之间装有离合器，如图2-1-5所示。若检验时将离合器分离，这种检验台又可作为标准型检验台使用。
二、滚筒式车速表检测台的测试原理
检测时汽车驱动轮置于滚筒上，由发动机经传动系驱动车轮旋转，车轮借助于摩擦力带动滚筒旋转,旋转的滚筒相当于移动的路面。以驱动轮在该滚筒上旋转来模拟汽车在路面上行驶时的实际状态。通过测试滚筒的线速度来达到测量汽车行驶速度的目的。
滚筒的线速度、滚筒直径和转速之间的关系可用式2-1-1表达：
(2-1-1)
式中： － 滚筒的线速度，km/h；
－ 滚筒的直径， mm；
－ 滚筒的转速，r/min
车轮的线速度与滚筒的线速度相等，故式2-1-1的计算值即为汽车真实的车速。该值在检验时由检验台上的速度指示仪表显示。
车轮在滚筒上转动的同时，车速表的软轴由汽车变速器或分动器输出轴带动旋转，并在车速表上显示车速值，即车速表指示值。将上述检验台速度指示仪表上显示的真实车速值与车速表显示的车速指示值相比较即可求出车速表的误差。
第二节 车速表检验方法和数据分析
一、车速表检验台操作规程汽车漂移原理
1．被检车辆准备
(1) 检查轮胎花纹深度是否符合标准规定、调整好车辆的轮胎气压。
(2) 清除轮胎上沾有的水、油、泥和嵌入轮胎花纹沟槽内的石子等杂物。
2．检验台准备
(1) 滚筒处于静止状态下，检查指示仪表的零点位置，若有偏差应予调整。
(2) 检查滚筒上是否沾有油、水、泥等杂物，若有应予以清除。
(3) 检查举升器动作是否自如，气缸（或油缸）有无漏气（或漏油），否则予以修理。
(4) 检查信号线的连接情况。若有接触不良或断路应予以修复。
3. 检验步骤
(1) 将车辆正直驶上检验台，驱动轮停放在测速滚筒的中间位置。
(2) 降下举升器或放松滚筒锁止机构，在非驱动轮前部加止动块（前轮驱动车使用驻车制动）。
(3) 对于标准型车速表试验台：启动汽车，缓慢加速，当车速表指示40km/h时，维持测取实际车速，检测结束，减速停车。
(4) 对于电机驱动型车速表试验台：汽车变速器置于空档，启动电机驱动滚筒缓慢加速，当车速表指示40km/h时，维持测取实际车速，检测结束，减速停车。
(5) 举起举升器或锁止滚筒，将车辆驶出检验台。
4．设备保养及注意事项
(1) 对于不能在车速表检验台上检测的车辆，应采取路试检验。
(2) 检测结束后，检验员不可猛踩制动器踏板使滚筒停止转动。
(3) 测速时车辆前方及驱动轮两旁不准站立人员。
(4) 轴重大于试验台允许重量的汽车，请勿开上试验台。
(5) 不要在试验台上进行车辆维修作业。
(6) 不应让油水、泥砂等进入试验台内。
(7) 每季度对滚筒支撑轴承进行润滑。
(8) 每周对水过滤器进行放水，并检查油雾器油面，如需要，则加注机油。
(9) 调整气泵压力不得超过0.8Mpa。
(10) 对台架表面不应用腐蚀性液体擦试，经常保持清洁。
(11) 每季度对速度传感器处进行清洁处理。
(12) 每月检查各轴承座及其它关键部位螺丝是否松动并拧紧。
二、车速表检测标准
按照GB7258－2004的有关规定，车速表指示误差的检验宜在滚筒式车速表检验台上进行。对于无法在车速表检验台上检验车速表指示误差的机动车（如全时四轮驱动汽车、具有驱动防滑控制装置的汽车等）可路试检验车速表指示误差。
车速表指示车速（单位：km/h）与实际车速（单位：km/h）之间应符合下列关系式：
将被测机动车的车轮驶上车速表检验台的滚筒上使之旋转，当该机动车车速表的指示值（）为40km/h时，车速表检验台速度指示仪表的指示值（）为32.8km/h～40km/h范围内为合格。
当车速表检验台速度指示仪表的指示值（）为40km/h时，读取该机动车车速表的指示值（），当的读数在40km/h～48km/h范围内为合格。
三、车速表误差产生的原因分析
随着汽车使用年限的增加，车速表的误差往往会逐渐增大。造成车速表失准的原因，主要有两个方面：一方面是车速表本身的问题，另一方面也与轮胎的状况有关。
1. 车速表自身的原因
先看以下车速表的结构：不论是磁电式或电子式车速表，其主轴都是由与变速器相连的软
轴驱动的。对于磁电式车速表（车速表常与里程表做在一起，如图2-1-6所示），当主轴旋转时，与主轴固定连接的永久磁铁也一起旋转，其磁场会在铝罩上感应涡流，产生的涡流力矩引起铝罩偏转并带动游丝和指针偏转，最后达到涡流力矩与游丝的弹性反力矩相平衡。车速越高，涡流力矩越大，指针偏转的角度也越大。对于电子式车速表来说，主轴的转动会引起传感器产生与主轴转速成正比的脉冲信号，经电子线路处理后，送到仪表引起指针偏转或给出数字指示。
当汽车长期使用后，车速表内的机械零件难免出现磨损变形，里程表软轴松旷，车速传感器出现故障，永磁元件可能退磁老化，这些因素都会使车速表指示值误差增大，甚至损坏。
图2-1-6 磁感应式车速表
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