汽車車速表誤差產生原因與檢測分析

陳國良 余培敏 沈崇泉

（上海機動車檢測認證技術研究中心有限公司，上海 201805）

行車時，準確掌握車速是保障人身安全的基本要求之一。除了與其他車速對比和車窗外的靜態建筑物作為判斷行車速度的參考外，車速表安裝在車內是最直觀反映設備速度的方式。假如汽車的車速表存在較大誤差，那么駕駛員在控制車速時很難做到準確無誤，極易出現誤判而引起交通事故。為了提高車速表的指示準確性，需要及時檢測和糾正車速表，排除已經出現誤差的車速表故障，消除誤差，保持車速表處于良好的狀態，確保行車安全。

1 車速表誤差原因分析

1.1 車速信號傳遞誤差

汽車車速表主要有電磁式和電子式兩大類。電磁式車速表通常通過蝸輪和軟軸將變速器輸出軸的轉速傳遞給車速表的主動軸，然后切換到車速信號。車速信號的機械傳遞更可靠，一般不會產生誤差[1]。電子車速表一般通過各種速度傳感器（如光電式、電動式、霍爾效應式、磁阻式等）來反映車速。電子車速表安裝在變速器中，由電子電路驅動速度表。如果傳感器性能不佳、老化、損壞，或驅動電路性能不佳、故障，速度信號電子變速器會導致速度表出現錯誤。

1.2 車速表本身故障或損壞

電磁車速表利用磁電相互作用，通過指針擺動來顯示汽車的速度。汽車的車速表由旋轉活動盤、轉軸、軸承、齒輪及游絲等部件組成。工作的時候，車速表部件的自然磨損和磁性元件的消磁均會引起一定誤差[2]。電子車速表通常是一個電磁電流表，用于接收來自驅動電路的車速信號。接收到的平均電流成正比，并驅動車速表指針偏移，指示相應的車速。由于不需要軟軸傳動，它的性能一般比較穩定。但是，電磁電流表故障或性能變差時，會造成車速表指示錯誤。

1.3 車輪滾動半徑的變化

汽車行駛速度通過以下公式計算得出：

式中：v為汽車行駛速度，km·h-1；r為車輪滾動半徑，m；n為發動機轉速，r·m-1；ig為變速器傳動比；i0為主減速器傳動比。

汽車車輪的滾動半徑和車輛行駛速度具有正相關性，也就是說，汽車行駛速度會隨著輪胎滾動半徑的變小而變小；反之，則變大。輪胎磨損、氣壓不足或氣壓過大等都會引起輪胎滾動半徑的變化，從而致使車速表指示值出現誤差。

2 車速表的檢測

2.1 檢測原理

車速表常規檢測方法主要有兩種，分別是道路試驗法和室內臺架試驗法。其中，臺架試驗是在滾輪車速表試驗臺上完成的。測量車速時，車輪被置于車速表的測試臺上，一般是車輪驅動滾筒轉動，試驗臺上的測量裝置檢測車輛的實際行駛速度（試驗表鼓線速度），然后與車速表的誤差值進行比較[3]。

按照《機動車運行安全技術條件》（GB 7258—2017）中的相關規定，檢測車速表的指示誤差應該在滾筒式車速表試驗臺上開展。如果機動車無法在車速表試驗臺上檢驗車速表指示誤差，可以采取路試檢驗車速表的指示誤差。

2.2 車速表檢測設備

按照是否配置有驅動裝置，車速表試驗臺主要分為標準型、電動機驅動型和綜合型3 類。

2.2.1 標準型車速表試驗臺

標準型車速表試驗臺沒有配備驅動設備，由車速測量裝置、速度指示器和速度報警器等部件組成，結構如圖1 所示。它由被測車輪帶動滾筒轉動。

速度測量裝置由滾筒、舉升器和速度傳感器等組成。滾筒共4 個，左右各2 個，直徑為185 ～370 mm，通過滾動軸承安裝在框架上，且兩個前滾筒用聯軸器連接在一起，以防試驗時汽車驅動軸差速器齒輪滑轉[4]。

舉升器設置在前、后滾筒之間，以方便車輪進、出試驗臺。舉升器和滾筒制動裝置聯動，當舉升器升起時，滾筒被制動不能轉動。

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

速度報警裝置的作用是提醒汽車車速達到檢測車速40 km·h-1。進行試驗的時候，如果汽車實際速度等于檢測車速，試驗臺上的速度報警裝置就會報警。這時候檢測人員要及時讀取車速表上的指示數值，便于與實際車速進行對比，判定車速表指示值與實際車速之間的誤差是否符合規定范圍。

標準型車速表試驗臺結構簡單，價格便宜，應用廣泛，但只適合檢測車速表的車速信號取自變速器輸出軸的車輛。對于車速信號取自從動輪的車輛，必須采用電機驅動型車速表試驗臺檢測。

2.2.2 電機驅動型車速表試驗臺

電機驅動型車速表試驗臺由電動機驅動滾筒轉動。電動機通過離合器與滾筒相連。離合器的接合和分離，可起到傳遞和中斷動力的作用。除此之外，其他組成結構基本與標準型車速表試驗臺相同。測試時，離合器接合，電動機驅動滾筒轉動，滾筒帶動從動輪旋轉，試驗臺車速測量裝置測出實際車速（試驗臺滾筒線速度）。比較汽車車速表指示值和實際車速值，便可測出車速表指示誤差。離合器分離時，電機驅動被中斷，此時驅動型車速表試驗臺與標準型車速表試驗臺的功能相當[5]。

驅動型車速表試驗臺檢測范圍廣，幾乎能檢測各種車輛的車速表，但個別四輪驅動汽車和具有驅動防滑控制裝置的汽車等除外。

2.2.3 綜合型車速表試驗臺

綜合性車速表試驗臺通常是具有測速功能的多功能試驗臺（如汽車底盤測功機、汽車慣性滾筒式制動試驗臺等），可以對車速表進行檢測。對于綜合性車速表試驗臺來說，車速表檢測一般不是它的主要功能，而僅僅是它的一個附加功能。

3 車速表的檢測方法

車速表應嚴格根據車速表試驗臺的使用說明書進行檢測，一般的檢測步驟如下。

3.1 檢測前的準備

3.1.1 車速表試驗臺的準備

車速表試驗臺的準備包括以下工作：①檢查車速表試驗臺導線的連接情況，不能出現接觸不良或斷路情況；②滾筒在靜止狀態接通電源時，試驗臺指示儀表指針應指示零位，否則應調零；③檢查舉升器，使其能正常接合、分離；④滾筒表面應清潔，清除滾筒表面的油、水、泥、沙等雜物[6]。

3.1.2 被檢車輛的準備

檢查輪胎氣壓，使其在標準范圍內，并確保輪胎上無水、油、泥、沙及小石頭等雜物。

3.2 檢測方法

3.2.1 標準型車速表試驗臺檢測步驟

首先，打開試驗臺電源，抬起舉升器，將被檢車輛移動至車速表試驗臺上，將車輪放置在兩個滾筒間。其次，將舉升器降下，直到舉升器托板和車輪完全脫離。要在試驗臺滾筒之外的一對車輪的前方安裝擋塊，避免檢測過程中汽車駛出發生意外事故。最后，發動汽車，高擋運行，踩加速踏板，使汽車的驅動輪可以平穩轉動。

當試驗臺的速度指示器增加到40 km·h-1時，讀取汽車車速表的指示值。也可以反過來操作，即當汽車車速表達到40 km·h-1時，讀取車速試驗臺的值。踩踏制動直至滾筒不再轉動，再次提起舉升器，撤去擋塊，汽車離開試驗臺，最后關閉試驗臺電源。

3.2.2 電機驅動型車速表試驗臺檢測步驟

首先，打開試驗臺電源，提起舉升器。被檢車輛移動至試驗臺上，與標準型車相同，汽車車輪也需要置于兩滾筒之間。其次，舉升器下降，直到車輪與舉升器托板沒有接觸。要在試驗臺滾筒之外的一對車輪的前方安裝擋塊，避免檢測過程中汽車駛出發生意外事故。最后，開通試驗臺離合器，汽車空擋運行，汽車駐車制動器解除，開啟電動機，試驗臺的滾筒會帶動車輪共同旋轉[7-8]。

試驗臺的速度表指示值為檢測車速40 km·h-1時，及時讀取汽車車速表上的讀數。另外，也可以在汽車車速表的指示值達到檢測車速時，及時讀取車速試驗臺上的指示值。關閉電動機電源，踩制動踏板使汽車逐漸制動，試驗臺上的滾筒同步停止轉動。再次提起舉升器，撤去擋塊，汽車離開試驗臺，最后關閉試驗臺電源。

4 檢測標準及檢測結果分析

4.1 檢測標準

根據《機動車運行安全技術條件》（GB 7258—2017）的規定，車速表指示車速v1與實際車速v2之間應符合關系式0 ≤v1-v2≤v2/10+4，即：當車速表指示車速v1為40 km·h-1時，實際車速v2在32.8 ～40.0 km·h-1范圍內為合格；當實際車速v2為40 km·h-1時，車速表指示車速v1的讀數在40 ～48 km·h-1范圍內為合格。

4.2 檢測結果分析

當車速表指示值誤差超過合格范圍時，需要查明錯誤原因，以便更換或修理車速表，使其符合檢測標準。對于輪胎尺寸，如果輪胎過度磨損，則應在更換新輪胎后，當輪胎壓力在標準范圍內時測試車速表。當零件出現磨損、老化或損壞后，車速表的指示錯誤，需及時更換磨損過長、使用過久、損壞的零件。如果輪胎氣壓和尺寸都符合要求，但車速表的指示誤差還是過大，那么多是車速信號的接收或發射部分出現故障。

5 結語

車速表是提供汽車速度信息的重要儀器。司機在途中能正確控制車速，是提高運輸效率、保障行車安全的關鍵。車速表長時間使用后，會因內部磁場減弱、泳線老化而出現誤差。車速表的故障或失效將直接影響駕駛員對車速的判斷。車速表有路試法和室內臺架試驗法兩種檢測方法。根據是否有驅動裝置，車速表試驗臺分為標準型、電機驅動型和綜合型3 種，需要根據汽車類型選擇相應的車速表試驗臺定期檢查車速表。當車速表指示值誤差超過合格范圍時，需要查明錯誤原因后，修理或更換車速表。