车速表的工作原理(下)

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【大纪元2023年08月23日讯】(大纪元记者玉山编译报导)(续上周)汽车中的仪表板组织了各种传感器和仪表,包括机油压力表、冷却液温度表、燃油油位表、转速表等。但最突出的仪表——也许也是最重要的仪表,至少就你开车时查看它的次数而言——是车速表

涡流车速表

假设一辆汽车沿着高速公路匀速行驶。这意味着它的变速器和驱动轴的旋转速度与车辆的速度相对应。这还意味着车速表驱动电缆的中心轴(因为它通过一组齿轮连接到变速器)也以相同的速度旋转。最后,驱动电缆另一端的永磁体开始旋转。

当磁铁旋转时,它会产生旋转磁场,产生作用在速度杯上的力。这些力导致电流以小旋转涡流的形式在杯子中流动,称为涡流。在一些应用中,涡流代表功率损失,因此是不希望的。但在速度计的情况下,涡流会产生阻力矩,该阻力矩作用在速度杯上。杯子及其连接的针与磁场旋转的方向相同,但仅限于游丝允许的范围。速度杯上的针停止不动,游丝的反作用力平衡旋转磁铁产生的力。

如果汽车增加或降低速度怎么办?如果汽车行驶得越快,测速杯内的永磁体就会旋转得越快,从而产生更强的磁场、更大的涡流以及测速表指针更大的偏转。如果汽车减速,杯内的磁铁旋转得更慢,从而降低了磁场强度,导致涡流更小,针的偏转也更小。当汽车停下来时,游丝将指针保持在零位。

车速表校准

所有车速表都必须经过校准,以确保磁场产生的扭矩准确反映汽车的速度。该校准必须考虑几个因素,包括驱动电缆中的齿轮比、差速器中的最终传动比以及轮胎直径。所有这些因素都会影响车辆的整体速度。以轮胎尺寸为例。当车轴转完整一圈时,与其连接的轮胎也转完整一圈。但直径较大的轮胎比直径较小的车轮行驶得更远。这是因为轮胎一转所经过的距离等于其周长。因此,直径为20英寸的轮胎转一圈将覆盖约62.8英寸的地面。直径为30英寸的轮胎将覆盖更长地面——大约94.2英寸。

校准会针对这些差异进行调整,并由制造商完成,制造商将车速表齿轮设置为与工厂安装的齿圈和小齿轮比以及轮胎尺寸相对应。如果车主所做的更改导致车辆不符合出厂规格,则车主可能必须重新校准车速表。重新校准速度计可以通过调整游丝和永磁电机来完成。一般来说,磁场的强度是最容易改变的变量。这需要一个强大的电磁体,可用于调节速度计中永磁体的强度,直到指针与旋转驱动电缆的输入相匹配。

车速表设计的未来

早期仪表组的一大缺点是位置。司机必须低头才能看到仪表盘,眼睛离开路面至少一秒钟。如果汽车以30英里/小时的速度行驶,那么在那一秒钟内,汽车行驶了大约46英尺。

2003年,西门子VDO开发了一种通过镜子投射到挡风玻璃上的平视显示器。对于驾驶员来说,该显示屏似乎漂浮在发动机罩上方,距离约六英尺。车速是显示屏的关键要素之一,但它也包含普通仪表组中的任何要素。它还可以集成定向辅助设备,使用红外摄像机的图像来检测和显示前方道路的轮廓。对于一项可以追溯到近100年前的技术来说,这是一个重大的进步。◇

责任编辑:钟义云

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