車速常用的檢測方法

易永祥

宜賓凱翼汽車有限公司 四川宜賓 644000

車速快慢是以車速表來進(jìn)行顯示的。但由于車速表長期使用磨損或因車輪滾動半徑的變化，會使車速指示值與實際車速值產(chǎn)生偏差。正常情況下，當(dāng)車速表指示值稍大于實際車速值時，能夠及時提醒駕駛?cè)?，這樣反而有利于行車安全。因此，從安全行車角度考慮，車速表指示值應(yīng)該稍大于或等于實際車速值，而不應(yīng)該小于實際車速值。

另一方面，考慮到使用車輛的實際情況，也應(yīng)允許車速表指示值略高于實際車速值。對此， 在國標(biāo)GB7258-2017《機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件》當(dāng)車速表指示值為 40km/h 時，實際車速在 32.8～40km/h。

根據(jù)《GB7258-2017機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件》4.11條款的規(guī)定，進(jìn)行車速表指示誤差檢驗。

車速試驗介紹

試驗?zāi)晨钴囆停?021款），配置是1.5L四缸汽油發(fā)動和CVT自動變速器。

使用的轉(zhuǎn)轂試驗臺供應(yīng)商是美國寶克公司，設(shè)備型號M3601。該設(shè)備檢測功能為：車速表指示誤差檢驗、車輪阻滯力測試、制動腳踏板力及駐車手操縱力測試、車輛制動性能檢測、喇叭性能測試、靜態(tài) ABS/EDS/EBD試驗（各輪并行或連續(xù)的）、動態(tài)ABS/EDS/EBD測試、動態(tài)行駛制動力測試、倒車試驗、加速性能測試、速度控制或巡航試驗以及上坡和下坡行駛試驗等。該試驗臺參數(shù)見表1。

表1 試驗臺參數(shù)

轉(zhuǎn)轂試驗臺結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)轂試驗臺按有無驅(qū)動裝置可分標(biāo)準(zhǔn)型與電動機(jī)驅(qū)動型兩種。標(biāo)準(zhǔn)型檢驗臺無驅(qū)動裝置，靠被測汽車驅(qū)動輪自行帶動滾筒旋轉(zhuǎn)；電動機(jī)驅(qū)動型檢驗臺由電動機(jī)驅(qū)動滾筒旋轉(zhuǎn)，再由滾筒帶動車輪旋轉(zhuǎn)。此外，還有把轉(zhuǎn)轂試驗臺與制動檢驗臺或底盤測功機(jī)組合在一起的綜合式檢驗臺。本設(shè)備是集底盤測功機(jī)于一體的電動機(jī)驅(qū)動型轉(zhuǎn)轂試驗臺。

該試驗臺主要由滾筒、舉升器、測量裝置、顯示儀表及輔助裝置等幾部分組成，主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 檢驗臺

1.滾筒部分

檢驗臺左、右各有兩根滾筒，用于支撐汽車的驅(qū)動輪。在測試過程中，為防止汽車的差速器起作用而造成左、右驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速不等，前面的兩根滾筒是用聯(lián)軸器聯(lián)在一起的。滾筒多為鋼制，直徑多在 175～370mm。

轉(zhuǎn)轂試驗臺用四根直徑為185mm的滾筒，用滾筒軸承安裝在框架上，前面兩個左、右滾筒通過聯(lián)軸器聯(lián)接。測速傳感器安裝在滾筒一端的軸頸上，傳感器通過支架安裝在框架上。前后滾筒之間裝有氣囊式舉升器，在舉升器上升的同時帶動制動裝置上行，將滾筒制動，以便車輛進(jìn)入和駛出車速臺，氣動元件安裝于框架中部。

框架由折彎鋼板和槽鋼焊接而成，具有足夠的強(qiáng)度和鋼度。由于采用了彈性聯(lián)軸器和自動調(diào)心球軸承的結(jié)構(gòu)，不但使安裝調(diào)試方便，而且當(dāng)框架有少量變形時，也不會對轉(zhuǎn)動零部件造成不良影響。

滾筒用無縫鋼管加工而成，具有足夠的承載能力。為了在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時不發(fā)生強(qiáng)烈振動和噪聲，滾筒進(jìn)行了高精度動平衡。

2.舉升器

舉升器置于前后兩根滾筒之間，多為氣動裝置，也有液壓驅(qū)動和電動機(jī)驅(qū)動的。測試時，舉升器位于下方，以便滾筒支撐車輪。測試前，舉升器位于上方，以便汽車駛上檢驗臺，測試后，靠氣壓（或液壓，電動機(jī)）升起舉升器，頂起車輪，以便汽車駛離檢驗臺。

此系統(tǒng)由過濾減壓閥、二位三通電磁閥、快速排氣閥、舉升所氣囊、消聲器和管道等組成。氣動升降系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 氣動升降系統(tǒng)原理

3.測量元件

測量原件即測量轉(zhuǎn)速的傳感器。其作用是測量滾筒的轉(zhuǎn)動速度。通過轉(zhuǎn)速傳感器將滾筒的速度轉(zhuǎn)變成電信號（模擬信號或脈沖信號），再送到顯示儀表。常用的轉(zhuǎn)速傳感器有測速發(fā)電機(jī)式、光電編碼器式和霍爾元件式等，本設(shè)備采用的是光電編碼器式。

4.輔助部分

安全裝置：車速檢驗臺滾筒兩側(cè)設(shè)有擋輪，以免檢測時車輪左右滑移損壞輪胎或設(shè)備。

滾筒抱死裝置：汽車測試完畢出車時，如果只依靠舉升器，可能造成車輪在前滾筒上打滑。為了防止打滑，增加滾筒抱死裝置，與舉升器同步，舉升器升起的同時，抱死滾筒，舉升器下降時放開。

舉升保護(hù)裝置：車輛在速度檢驗臺上運(yùn)轉(zhuǎn)時，舉升器突然上升會導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故，因而車速檢驗臺設(shè)有舉升器保護(hù)裝置（軟件或硬件保護(hù)），以確保滾筒轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值后（如3km/h）才允許舉升器上升。

滾筒式車速表檢測臺的測試原理

檢測時汽車驅(qū)動輪置于滾筒上，由發(fā)動機(jī)經(jīng)傳動系驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)，車輪借助摩擦力帶動滾筒旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的滾筒相當(dāng)于移動的路面。以驅(qū)動輪在該滾筒上旋轉(zhuǎn)來模擬汽車在路面上行駛時的實際狀態(tài)。通過測試滾筒的線速度來達(dá)到測量汽車行駛速度的目的。

檢車時，被檢車輛的驅(qū)動車輪置于車速臺的滾筒上，轉(zhuǎn)動的車輪帶動滾筒旋轉(zhuǎn)。

滾筒外圓表面的線速度v（km/h）與滾筒直徑D（mm）、滾筒轉(zhuǎn)速n（r/min）有如下關(guān)系式

車速臺滾筒直徑D＝185mm ，當(dāng)滾筒外圓表面的線速度v＝40km/h時，滾筒的轉(zhuǎn)速則為n=1147r/min。

車速臺上安裝的轉(zhuǎn)速傳感器將滾筒的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成脈沖信號，再經(jīng)電氣儀表計算出滾筒外圓表面的線速度，并將速度值顯示、打印出來。由于車輛驅(qū)動車輪與滾筒之間的滑動可以忽略，所以，滾筒表面線速度的值視為被檢車輛的實際行駛車速。

轉(zhuǎn)轂試驗臺儀表顯示的速度值與車輛車速表的指示值存在一定誤差，其主要原因是：

1）車輛車速表工作精度受輪胎滾動半徑大小的影響。

2）車速表因長期使用本身引起的誤差，也會產(chǎn)生實際行駛車速與車速表指示車速的誤差。

按照國標(biāo)GB7258—2017《機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件》中的規(guī)定，被檢車車速表的指示值v1為40km/h時，儀表指示值v2為32.8～40km/h為合格。

車速表檢驗標(biāo)準(zhǔn)

1.檢測標(biāo)準(zhǔn)

車速表指示車速v1與實際車速v2應(yīng)符合下列關(guān)系式

將被測機(jī)動車的車輪駛上轉(zhuǎn)轂試驗臺的滾筒上使之旋轉(zhuǎn)，當(dāng)該機(jī)動車車速表的指示值v1為40km/h時，轉(zhuǎn)轂試驗臺速度指示儀表的指示值v2為32.8～40km/h為合格。

當(dāng)轉(zhuǎn)轂試驗臺速度指示儀表的指示值v2為40km/h時，讀取該機(jī)動車車速表的指示值v1，當(dāng)?shù)淖x數(shù)在40～48km/h為合格。

按照GB7258—2017的有關(guān)規(guī)定，車速表指示誤差的檢驗宜在滾筒式轉(zhuǎn)轂試驗臺上進(jìn)行。對于無法在轉(zhuǎn)轂試驗臺上檢驗車速表指示誤差的機(jī)動車（如全時四輪驅(qū)動汽車，具有驅(qū)動防滑控制裝置的汽車等）可路試檢驗車速表指示誤差。

2.車速表誤差產(chǎn)生原因分析

隨著汽車使用年限的增加，車速表的誤差往往會逐漸增大。造成車速表失準(zhǔn)的原因，一方面是車速表本身的問題，另一方面也與輪胎的磨損狀況有關(guān)。

（1）車速表自身的原因 不論是磁電式或電子式車速表，其主軸都是由與變速器相連的軟軸驅(qū)動的。對于磁電式車速表（車速表常與里程表做在一起），當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時，與主軸固定連接的永久磁鐵也一起旋轉(zhuǎn)，其磁場會在鋁罩上感應(yīng)渦流，產(chǎn)生的渦流力矩引起鋁罩偏轉(zhuǎn)并帶動游絲和指針偏轉(zhuǎn)，最后達(dá)到渦流力矩與游絲的彈性反力矩相平衡。車速越高，渦流力矩越大，指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大。對于電子式車速表來說，主軸的轉(zhuǎn)動會引起傳感器產(chǎn)生與主軸轉(zhuǎn)速成正比的脈沖信號，經(jīng)電子線路處理后，送到儀表引起指針偏轉(zhuǎn)或給出數(shù)字指示。當(dāng)汽車長期使用后，車速表內(nèi)的機(jī)械零件難免出現(xiàn)磨損變形，里程表軟軸松曠，車速傳感器出現(xiàn)故障，永磁元件可能退磁老化，這些因素都會使車速表指示值誤差增大，甚至損壞。

（2）輪胎方面的原因 由車速表的工作原理可知，車速表的指示值僅僅是與車輪的轉(zhuǎn)速成正比，而汽車行駛的速度相當(dāng)于驅(qū)動輪的線速度，顯然線速度不僅與轉(zhuǎn)速有關(guān)，還與車輪的半徑有關(guān)。實際上，由于輪胎是一個充氣的彈性體，所以汽車行駛時，輪胎受到垂直載荷，車輪驅(qū)動力和地面阻力等作用下會發(fā)生彈性變形。另外，由于輪胎磨損或改裝，氣壓不符合標(biāo)準(zhǔn)（過高或不足）等原因也會影響車輪半徑的變化。因此，即使在驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速不變（車速表的指示也不變）的情況下，上述原因也會引起實際車速與車速表指示值不一致的現(xiàn)象。

試驗內(nèi)容

1.試驗前準(zhǔn)備

（1）汽車 試驗前汽車準(zhǔn)備如下：

1）檢查輪胎花紋深度是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，調(diào)整好車輛的輪胎氣壓。

2）清除輪胎上沾有的水、油、泥和嵌入輪胎花紋溝槽內(nèi)的石子等雜物。

3）上線前確認(rèn)四輪定位參數(shù)是否合格。

4）起動車輛，目視儀表門蓋指示燈顯示正常。

（2）轉(zhuǎn)轂試驗臺操作規(guī)程 根據(jù)GB 7258-2017《機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件》，操作規(guī)程如下。

1）檢驗臺。滾筒處于靜止?fàn)顟B(tài)下，檢查指示儀表的零點位置，若有偏差應(yīng)予調(diào)整。檢查滾筒上是否沾有油、水、泥等雜物，若有應(yīng)予以清除。檢查舉升器動作是否自如，氣囊、氣缸有無漏氣（或漏油），否則予以修理。檢查信號線的連接情況，若有接觸不良或斷路應(yīng)予以修復(fù)。

2）起動設(shè)備。將車輛正直駛上檢驗臺，驅(qū)動輪停放在測速滾筒的中間位置；降下舉升器或放松滾筒鎖止機(jī)構(gòu)。對于標(biāo)準(zhǔn)型車速表試驗臺，起動汽車，緩慢加速，當(dāng)車速表指示40km/h時，維持測取實際車速，檢測結(jié)束，減速停車；舉起舉升器或鎖止?jié)L筒，將車輛駛出檢驗臺。

3）操作步驟。車輛駛?cè)朕D(zhuǎn)轂試驗臺，前輪停放在輪轂光感傳感器位置中間，掛N擋；拿取電檢設(shè)備掃描隨車卡VIN；目視電腦顯示屏上的車型代碼和實際車型相同；進(jìn)入測試界面。當(dāng)電檢設(shè)備提示掛擋加速到40km/h時開始加速，加速檢測過程不允許打方向或緊急制動；加速時目視車速表和轉(zhuǎn)速表，指針指到40km/h時，按電檢設(shè)備上確認(rèn)鍵，緩踩制動踏板直至車輛停止轉(zhuǎn)動；目視顯示屏，顯示合格后自動進(jìn)行下一步檢測。

2.試驗過程記錄

拿取OBD通信插頭，將通信插頭與整車OBD接口對插牢靠，使設(shè)備通信正常。車速表指示值為40km/h時，校驗臺的顯示值在32.8～40km/h，當(dāng)顯示不在此范圍內(nèi)時，重新檢測，必要時重新維修、重新標(biāo)定設(shè)備，并記錄標(biāo)定參數(shù)。試驗結(jié)果見表2。

表2 試驗結(jié)果

結(jié)語

通過對凱翼某款車型1.5L E4G15C四缸汽油發(fā)動機(jī)和CVT19自動變速器的車速試驗，可以得出如上測試結(jié)果。按照GB 7258—2017《機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件》中的規(guī)定，這款凱翼汽車車速指示是合格的。