03第三章车速表检测

-41-机动车检测培训教材（原理篇）第三章车速表检测机动车的行驶速度与行车安全及运输生产率密切相关。为了提高运输生产率，应尽可能发挥车辆性能所能提供的高速度，但车速过高往往会导致车辆失去操纵稳定性及制动距离过长，严重影响行车安全。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。所以在驾驶车辆时合理的运用车辆有着重要意义。驾驶员对车速的掌握虽然可以依据主观估计进行，但是人对速度的估计往往会因错觉、驾驶经历和驾驶环境等因素而造成误差，不够准确可靠；因此，车速表是驾驶员用来判断车辆行驶速度的重要仪表。为更好的保证行车安全，有必要利用仪器对车速表的指示误差进行检验，这种仪器就是车速表检验台，现行的产品制造执行标准为GB/T13563-2007《滚筒式汽车车速表检验台》。3.1车速表检验台的结构车速表检验台按有无驱动装置可分为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，检测机构多使用标准型滚筒式车速表检验台。3.1.1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3-1。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，表面有防滑处理，按GB/T13563-2007标准要求直径不小于175mm，滚筒表面附着系数不小于0.6。如直径为176.8mm时，滚筒转速为1200r/min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、旋转编码器和霍尔元件式等，现在测速发电机式很少使用。按GB/T13563-2007标准，转速传感器要求装在主滚筒上。第三章车速表检测-42-（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3-2)，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。（2）光电编码式(见图3-3)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。(a)电路图(b)特征曲线图3-2直流永磁测速发电机电路图及特征1-框架2-左轮出车端盖板3-左轮主滚筒4-轮胎挡轮5-左轮副滚筒6-手动挡轮7-举升气囊8-滚筒刹车蹄片9-气路滤水调压器10-码盘11-右侧边盖板12-传感器安装架13-气路电磁阀14-手动挡轮插孔15-框架侧顶螺栓16-快速排气阀B1-滚筒轴承B2-主滚筒联轴器B3-吊环图3-1标准型车速台结构图1234568B19B21014B311151613121613127-43-机动车检测培训教材（原理篇）（3）旋转编码器（见图3-4）旋转编码器的工作原理与光电编码式基本相同，但是旋转编码器是一种集成的传感器，它输出的电压同样是脉冲信号。旋转编码器转动一周的脉冲数量较高，有100个脉冲也有600个脉冲的，一般速度台上使用每周100脉冲的编码器。高脉冲可以使速度测量更加准确，速度变化的响应更灵敏。（4）霍尔元件式(见图3-5)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，当圆盘的齿未经过导磁板时，有磁场经过霍尔元件，因而感应霍尔电动势。当圆盘的齿经过导磁板时，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。(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1-圆盘2-齿3-磁力线4-霍尔元件5-永久磁铁6-磁导板7-磁力线图3-5霍尔元件式速度传感器原理图4、显示仪表目前多用智能型数字显示仪表，也就是一个单片机系统。来自传感器的模拟信号经放大、A/D转换（a）（b）（c）（a）（b）(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1-光源2-光电编码盘3-光接受器图3-3光电式速度传感器原理图图3-4旋转编码器213123415617第三章车速表检测-44-或经虑波整形后进入单片机处理，再输出显示测量结果；若为数字编码信号，直接由计数器计数计算单位时间内的脉冲数或测量脉冲之间的时间来计算滚筒表面线速度。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。3.1.2电机驱动型车速表检验台1-滚筒2-联轴器3-举升器4-速度传感器5-离合器6-驱动电机图3-6电机驱动型车速表检验台结构示意图见图3-6，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，所以部分车辆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。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。3.1.3摩托车速度表检验台结构HMST-750[Q]摩托车速度检验台的结构如图3-7所示，HMST-750摩托车速度检验台结构见图3-8。检测时将车辆前轮停于主、副滚筒之间，由励磁调速电动机经滚筒带动车轮转动。341256123456789101112行车方向-45-机动车检测培训教材（原理篇）1－框架2－励磁调速电机3－皮带及皮带轮4－左测速主滚筒5－主滚筒联轴器6－右测速主滚筒7－测速(霍尔式)传感器及码盘8－滚筒轴承9－左测速副滚筒10－摩托轮胎挡轮11－举升器12－右测速副滚筒图3-7HMST-750[Q]摩托车速度检验台结构图1－检测台面板2－编码器支架3－测速(编码器)传感器4－摩托轮胎挡轮5－框架6－励磁调速电机7－皮带及皮带轮8－滚筒轴承9－主滚筒10－举升器11－副滚筒图3-8HMST-750摩托车速度检验台结构图3.2车速表检验台测试原理车速台的结构如图3-1、3-7、3-8所示，检测时将汽车被测轮停于前后滚筒之间，由车轮（或电机）驱动滚筒旋转。旋转的滚筒相当于移动的路面，由此来模拟汽车在路面上行驶的实际状态。通过滚筒端部的码盘与测速传感器发生信号传递，传感器发出的脉冲信号频率随滚筒转速增高而增加，滚筒的转速与车速成正比，因此测速传感器脉冲频率与车速成正比。将采集到的脉冲信号经过计算（滚筒的线速度km/h＝滚筒周长mm×滚筒转速r/min×60×10-6），车轮的线速度与滚筒的线速度相等，经计算后的值即为汽车真实的车速。利用滚筒的线速度值与此时车辆在检测时速度表的显示值比较可得出该车车速表的误差。车速台信号经计算机或仪表计算处理后，显示结果打印输出。12345678911行车方向第三章车速表检测-46-3.3车速表检验方法（依据GB21861-2008）3.3.1汽车车速表检验方法检验过程因仪表或计算机程序不同而略有区别，在此按有关国家标准的要求进行说明。测试过程应严格按要求操作，以避免造成对车辆的损伤及数据失准。1、检验前仪器及车辆准备（1）检验台滚筒表面清洁，无异物及油污，仪表清零；（2）车辆轮胎气压、花纹深度符合出厂标准规定；车辆清洁，轮胎清洁不得夹有泥、砂等杂物；（3）检查滚筒上是否沾有油、水、泥等杂物，若有应予以清除。（4）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。（5）检查信号线的连接情况。若有接触不良或断路应予以修复。2、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3s-5s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3s-5s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。3、注意事项（1）测速时车辆前、后方及驱动轮两旁不准站立人员；（2）检验结束后，检验员不可采取任何紧急制动措施使滚筒停止转动；（3）对于不能在车速表检验台上检验的车辆，可路试检验车速表指示误差。3.3.2摩托车车速表检验方法1、检验前仪器及车辆准备（1）检验台滚筒表面清洁，无异物及油污，仪表清零；（2）车辆轮胎气压、花纹深度符合出厂标准规定，胎面清洁；2、车速表检验摩托车及最高设计车速大于40km/h的轻便摩托车应进行车速表指示误差检验，检验方法如下：（1）将车辆被测试车轮推上车速表检验台的前、后滚筒之间；（2）扶正方向把，启动夹紧装置夹紧非测试车轮，使被测车轮尽可能与滚筒成垂直状态；（3）启动电机逐渐加速，当车辆速度表指示值达到规定的检测速度（30km/h）时，读取车速表检验台的数值，数值在23.6km/h～30km/h时为合格；（4）检测完毕，关闭电机，松开车轮夹紧装置，将车辆推下车速表检验台。3、注意事项-47-机动车检测培训教材（原理篇）（1）车辆进入检验台时，轮胎不得夹有泥、砂等杂物；（2）测速时车辆前方及两旁不准站立闲散人员。（3）在检验台滚筒旋转时，不得转动方向把，不得在检测台上急刹车。（4）车轮任何时候均不能与检测台上除滚筒以外的其它部位发生摩擦或碰撞；3.4车速表检验标准限值及误差原因分析3.4.1车速表检验标准限值(依据GB7258-2004和GB21861-2008)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。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（V1）为40km/h时，车速表检验台速度指示仪表的指示值（V2）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（V2）为40km/h时，读取该机动车车速表的指示值（V1），当V1的读数在40km/h～48km/h范围内为合格。摩托车速度合格范围（车速表的指示值为30km/h时）：23.6km/h～30km/h3.4.2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