灯光与车速表检测

汽车检测与诊断技术

DetectionandDiagnosisofAutomobile

河南农业大学机电工程学院史景钊haujingzhao@126.com

2023年2月3日110十次事故九次快GB7258-1997规定车速表误差可正可负。GB7258-2012规定车速表指示车速不得低于实际车速，主要是为了安全。第五章整车检测5.5车速表检测一、车速表产生误差的原因2023年2月3日111

式中：V为车速(km/h)；r为车轮滚动半径(m)；n为发动机转速(r/min)；ig为变速箱传动比，i0为主减速器传动比

汽车行驶中轮胎气压的变化、轮胎磨损使车轮滚动半径变化，而车速表软轴一般是接到变速器或分动器输出轴上的，故产生了误差。

车速表传感器本身零件的磨损及磁性元件的磁性变化，也将导致产生误差。第五章整车检测5.5车速表检测二、车速表试验台2023年2月3日112第五章整车检测5.5车速表检测车速表误差的检测原理以车速表试验台的滚筒作为连续移动的路面，把被测车轮置于滚筒上旋转，模拟汽车在路面上行驶的实际状况，检测车速表误差。驱动车轮置于滚筒上，车轮借助与轮胎的摩擦力带动滚筒转动。滚筒一端装有测速发电机(现多用光敏管或霍尔传感器)，将对应于滚筒转速所发出的电压信号(或脉冲信号)处理后送到速度指示装置。

5.5车速表检测2023年2月3日114第五章整车检测5.5车速表检测车速V(km/h)=滚筒周长L(mm)×转速n×60×10-6

车速表试验台分类：

☆无驱动装置的标准型☆有驱动装置的驱动型标准型车速表试验台组成速度测量装置：滚筒、举升器、车速传感器等速度指示装置：把滚筒转速转化为车速显示速度报警装置：达到检测车速(40km/h)时提请驾驶员注意辅助装置：安全装置、滚筒制动装置、举升保护装置5.5车速表检测2023年2月3日114第五章整车检测5.5车速表检测驱动型车速表试验台组成

与标准型试验台比，多了个驱动电机，在滚筒与电机之间装有离合器。用于车速信号取自从动轮的情况。将离合器分离，即可作为标准型试验台用2023年2月3日115第五章整车检测5.5车速表检测三、诊断标准

V1为车速表指示车速，V2为试验台指示车速(即实际车速)。实际检测不可能检测所有车速，GB7258-2004规定:①若车速表指示车速为40km/h，则试验台指示车速应在32.8～40km/h之间；或②若试验台指示车速为40km/h，则车速表指示车速应在40～48km/h之间。①更便于检测2023年2月3日116第五章整车检测5.5车速表检测2023年2月3日117汽车前照灯也称汽车大灯，是保证汽车夜间安全行驶及保持较高行车速度必不可少的汽车装置。如果前照灯发光强度不足，则夜间或能见度较低的情况下行车时驾驶员对汽车前方的情况的辨认不清晰；如果前照灯光束照射方向偏斜，将可能引起对面来车驾驶员的炫目。前照灯灯泡随着使用会逐渐老化，发光强度下降。另外反射镜污暗，聚光性能也变差。前照灯安装位置随着行车振动，也可能引起错动，从而改变光束的正确照射方向。这些都可能导致交通事故的发生。因此应定期检测、调整汽车前照灯发光强度和照射方向。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日117GB7258-2012对前照灯的基本要求：1机动车装备的前照灯应有远、近光变换功能；当远光变为近光时，所有远光应能同时熄灭。同一辆机动车上的前照灯不得左、右的远、近光灯交叉开亮。2所有前照灯的近光均不应眩目，汽车（三轮汽车和装用单缸柴油机的低速货车除外）装用的前照灯应分别符合GB4599(灯丝灯泡前照灯)、GB21259(气体放电前照灯)、GB25991(LED前照灯)的规定。3机动车前照灯光束照射位置在正常使用条件下应保持稳定。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日117一、有关前照灯的相关概念

1.光的物理单位

(1)发光强度：光源在一定方向范围内发出的可见光辐射强度的物理量。如果一个光源发出频率为540×1012Hz的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为1/683W/sr，则此光源在该方向上的发光强度为1cd(坎德拉)(2)光通量：人眼所能感觉的辐射能量，反映光源的亮度。单位为lm(流明)，1lm规定为发光强度为1cd的点光源，通过1cm2面积内的光通量。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日117

(3)照度：物体单位面积上获得的光通量，表示不发光物体被照亮的程度，为受光面明亮读的物理量。单位lx(勒克斯)2.发光强度与照度的关系在把光源看成点光源的情况下，照度与发光强度成正比，与物体离开光源距离的平方成反比。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日1193.前照灯类型单灯双光轴：远光光轴中心就是近光光轴中心双灯单光轴：近光光轴中心必须单独寻找。

第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日120

4.配光特性(方式)SAE(美国)标准远光灯丝位于反射镜焦点处，所发出光线经反射沿光学轴线方阿射向远方；近光灯丝位于焦点之上，所发出的光线经反射后，大部分向下倾斜，从而下部较亮而上部较暗，所形成的光形分布是水平方向宽，垂直方向窄。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日120

ECE(欧洲)标准ECE配光方式其远光配光与SAE配光方式相同；但近光灯丝位于反射镜焦点之前，且在灯丝下设一遮光屏。这样，近光光线只落在反射镜上半部分而向下倾斜反射，照到屏幕上时，可看到明显的明暗截止线和明暗截止线转角点的光斑，如图所示。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日1215.前照灯特性

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配光特性(光束分布):根据车辆行驶要求所设计的光形分布，分为对称分布和非对称分布，用等照度曲线表示。远光多为对称分布，近光多为非对称分布。前照灯的配光性能应能使远近光均具有良好的照明，近光不炫目，配光性能应在前照灯基准中心线前25m，过H点的垂直配光屏幕上测定。每区的照度均有要求，检测站一般使用前照灯检测仪检测近光灯的明暗截止线。我国前照灯的近光灯已采用Z字形配光方式第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日127

Ⅲ区特别是B50L点，照度不能大于0.3lx。防炫目。

Ⅳ区代表车前25－50m处，是近光照明区，照度不小于2lxⅠ区为车前10－25m处，20lx。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日123图中划分了I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区，对应于路面和前方的不同位置，还标出了若干测试点，如B50L相当于前方50m距离处迎面汽车驾驶员眼睛的位置。50V表示本车前方50m的路面，25R对应于车前方25m右边线的位置，50L为左侧车道50m处位置等。对前照灯近光的配光要求要点：(1)最主要的是在屏幕上要有明显的“明暗截止线”，即图中的hHH3线。这条线的右侧与水平方向成15°角，上方是“暗区”，下方是“亮区"。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日123(2)在Ⅲ区要求尽可能暗些，该区任何点照度不大于0.7lx；尤其是B50L处，照度不能超过0.7lx，以免造成对方驾驶员炫目。

(3)Ⅳ区代表车前方25～50m处路面，是近光灯最主要的照明区域。要求该区任何点的照度不小于2lx，以保证有足够的照明。(4)I区代表车前l0～25m近处路面，是照得最亮的区域。为了避免周围区域产生过大的明暗对比，该区最大照明限制在20lx以下。

第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日123

◆全光束：用明亮度分布纵断面的配光特性曲线来表示，该断面的积分值(曲线的旋转体积)即为全光束，可以认为它是光源发出光的总量。

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光束照射方向：指前照灯光轴相对于基准线的偏离程度。光轴是前照灯几何中心与汽车正前方测量屏幕上光束投影中心(远光光束中心)或明暗截止线转角(近光光束中心)的连线。而测量基准线是从前照灯基准中心出发，平行于汽车纵切面的水平虚拟直线。光束最亮区域看成光轴的中心，则它对于水平和垂直坐标轴焦点的偏离，就表示光束照射方向。

第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日124二、用屏幕检测前照灯照射位置。

第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日125

GB7258-2012规定

1)乘用车近光光束明暗截止线转角或中点的高度应为0.7H～0.9H(H为前照灯基准中心高度)，其它机动车(拖拉机运输机组除外)应为0.6H～0.8H。机动车前照灯近光光束水平方向位置向左偏≤170mm，向右偏≤350mm。

2)对能单独调整远光光束的前照灯，远光光束照射到屏幕，光束中心离地高度，乘用车为0.85H～0.95H，其它机动车为0.8H～0.95H；机动车，前照灯远光光束水平位置要求，左灯向左偏≤170mm，向右偏≤350mm，右灯向左或向右偏均≤350mm。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日126GB18565还规定：机动车装用远光和近光双光束灯时以调整近光光束为主。对于只能调整远光单光束的灯，调整远光单光束。该法简单易行，但只能检测照射位置，不能检测发光强度，而且只能人工检测，效率较低，需要暗房，不同车型需要不同屏幕，很少用。用前照灯检测仪检测位置时，一般是通过偏角计算前照灯照射位置是否合格的。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日128三、前照灯检测仪1.传统前照灯检测仪检测原理

(1)光轴的对准光接收箱前面装有四个光电池，上下左右各一对。当远光光轴经过光接收箱中心时，上下左右两对电池输出电量相等，仪器指针不会上下、左右摆动；反之，上下左右两对电池输出电量不相等，指针会上下、左右摆动。调整接收位置，使上下左右两对电池输出电量相等，即找到了远光光轴第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日129(2)发光强度检测原理检测电路一般由光电池、光度计和可变电阻组成。前照灯照射到光电池上，光电池便按受光强度的大小产生光电流，使光度计指针偏转，经标定后，偏转量的大小即可反映前照灯的发光强度。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日130(3)光轴偏斜量检测对正光轴后，由安装在光接收箱前的聚光镜将前照灯光束聚光，透射到光接收箱后面的四象限光电池上。若偏斜量为0，光束焦点落在四个光电池的中心，否则不在中心，但可通过相对移动透镜或四个光电池的相对位置，使光束焦点落在光电池中心，仪器就是根据聚光透镜或在四个光电池相对零点的位置测量上下、左右偏角的。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日131(4)近光光轴对准测量近光时，必须先测远光，利用远光进行光轴跟踪定位。测完远光后，仪器的光接收箱不动，不再进行追光定位，透镜和四象限光电池的相对位置也不动，马上转为测量近光。由此可知，这种传统的测量方法只适合测量单灯双光轴，把近光光轴中心和远光光轴中心看成是一个中心。不适合双灯单光轴前照灯的测量，而现在这种灯很多，因此需要对测量仪器更新。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日1322.传统前照灯检测仪的分类聚光灯式移动反射镜检测法移动光电池检测法移动透镜检测法屏幕式投影屏刻度检测法光轴刻度盘检测法自动追踪光轴式投影式全自动前照灯检测仪第五章整车检测5.6前照灯检测前照灯检测仪2023年2月3日133

◆

聚光灯式是用受光器的聚光透镜将前照灯的散射光束聚合起来。其中：

移动反射镜式：利用聚光透镜将前照灯的散射光束聚合并经反射镜反射后，投射到光电池上。调整光轴刻度盘，可使反射镜的安装角度发生变化，并以此测量光轴的偏移量，同时从光度计测量发光强度。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日134移动光电池式：调整光抽刻度盘，则光电池随之移动,受光面位置变化，并以此测量光轴的偏移量，同时从光度计测量发光强度。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日134移动透镜式：聚光透镜与光电池连接成一个可活动的整体，光轴检测杠杆与其联动，通过移动检测杠杆使透镜移动，测量光轴的偏移量，同时从光度计测量发光强度。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日135

◆屏幕式：将前照灯的光束位置照射到检测仪屏幕上来检测发光强度和照射位置。屏幕上装有移动的带光电池的受光器。

◆投影式：将前照灯的光束的映像投射到检测仪的投影屏上来检测发光强度和照射位置。前照灯光束的影像通过聚光透镜、光度计的光电池和反射镜后，映射到投影屏上。检测时通过移动通过移动受光器检测光轴位置，同时光度计检测发光强度。

◆自动追踪光轴式：采用使受光器自动追踪光轴的方法检测发光强度和偏移量。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日1363.CCD式前照灯检测仪(1)仪器构成由检测跟踪、分析控制、数据接口3部分组成自动跟踪子系统数据采集子系统光学成像子系统数据通信接口硬件子系统软件子系统检测跟踪系统分析控制系统第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日137▼光学成像子系统入射光光传感器反射光半反射镜大口径菲陧耳透镜菲陧耳透镜光传感器CCD摄像机视场透射光第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日138▼自动跟踪系统

▼分析控制系统

硬件部分由工业控制计算机组成，软件部分负责数据的计算分析、用户界面、系统检测的逻辑控制等工作。传感器电路模拟信号

处理电路逻辑控制电路输入信号控制信号机械执行机构AGC信号系统命令第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日1392.CCD前照灯检测仪的优点①定位精度高、重复性好；②远近光可独立检测；③不存在灵敏度影响测量精度问题；④仪器的调校完全由软件完成；⑤智能化程度高。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日135QD5-3CCD型灯光仪通过3个高性能的CCD摄像机，结合计算机数字图像处理技术，测定对正照射方向及近光、远光发光强度。仪器以机动车前照灯远、近光光谱分布理论为基础，利用CCD摄像机精确成像，采用先进的计算机数字图像处理技术，结合现代的电子控制技术，能精确进行前照灯的追踪定位对正，并完成车灯的光强及偏移量测量，是一种高性能、高效率的智能化前照灯远近光检测仪。QD5-3CCD型灯光仪用了一个CCD摄像机对前照灯进行对正，用了2个CCD摄像机进行照射方向、光强度的捕捉与测量，再用计算机对CCD摄像机采集的数字图像信息进行处理，得到车灯的配光特性，最终完成测量。

第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日135QD5-3CCD型灯光仪主要特点：

采用嵌入式工控机及大屏液晶显示，机电一体化；

通过3CCD图形处理方式，精确实现近光或远光单独对正，完美实现近光、远光的单独测量与调试。

采用图形处理方式测量远近光，通过3CCD摄像方式对正，测量照射方向及远近光发光强度，全部测量及调试过程均可动态显示，特别适合于动态调整远近光；

采用大屏液晶显示，显示窗口随机头移动，特别适宜于现场远近光的调整；

比较于光轴中心对正的双CCD测量方式，QD5-3CCD灯光仪不仅具有更好的图像质量，而且灯光机械（机头部分）不会随调试产生运动，使调试工作更加方便快捷；

可显示打印车灯的原始配光图，提供数据及图形查询功能。

可单机使用，也可联网使用。第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日140四、前照灯发光强度限值(cd)低速汽车是指最高车速小于70km/h的汽车第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日141远光实际检测结果第五章整车检测5.6前照灯检测2023年2月3日142近光实际检测结果等照度图近光拐点第五章整车检测5.6前照灯检测第五章复习题一、填空题1.汽车的制动过程分为四个阶段，分别是____________、__________、__________、__________。2.汽车的制动效能可用_________、_________、__________、__________等指标评价；制动效能的恒定性可用_________、_________等指标评价。3.汽车制动试验台按测试原理可分为_________和_________，按支承车轮形式可分为_______和_________。4.平板式制动试验台是一种综合式的试验台，除可检测制动效能外，还可检测____________、__________、_________等项目。5.在进行道路制动性能试验时，乘用车要求检测制动初速度为_______的制动距离，这一距离在满载时不得大于______m，在空载时不得大于________m，在制动全过程中，整车不得驶出_______m宽的车道。2023年2月3日1436.充分发出的平均减速度定义为：，若制动初速度为V0，则Vb是V0的_____倍，Ve是V0的_____倍，Sb是_____________距离，Se是_____________距离。7.反力滚筒式制动试验台的检测能力(能检测的最大制动力)主要受___________、__________、和__________三个因素的影响，能检测的最大制动力Fmax=___________。8.反力滚筒式制动试验台的安置角定义为__________，安置角越_________，检测能力越强。9.检测车速表时，若V1为车速表指示车速，V2为车速表试验台显示的车速，GB7258-2012规定：______≤V1-V2≤___________。若车速表指示车速为40km/h，则试验台指示车速应在__________之间，或若试验台检测车速为40km/h，则车速表指示车速应在__________之间，方认为车速表合格。2023年2月3日144第五章复习题10.前照灯发光强度的单位是________；光通量的单位是________；照度的单位是______。11.前照灯特性用_______、________和__________三个参数描述。12.前照灯近光的配光方式有________和________两种方式，我国机动车要求采用______方式。13.利用测量排气中的C含量来计算燃油消耗量的油耗检测方法称为__________法。该法计算燃油消耗量的公式为_____________，排气中的CO2、CO、HC的计量单位是_________。14.中国汽车燃料消耗量标识中要求填写3种油耗，分别是_________、_________、________。15.GB/T27840-2011《商用车燃料消耗量测量方法》采用的油耗C-WTVC循环由______工况、_______工况和_____工况三部分组成2023年2月3日145第五章复习题二、单项选择题1.汽车在行驶过程中是否发生侧滑主要取决于___________的配合是否正确、合理。 A.车轮前束与车轮外倾角B.前束与主销后倾角 C.前束与主销内倾角D.车轮外倾角与主销角度2.检测汽车侧滑量时，汽车应________。 A.高速驶过侧滑试验台B.低速驶过侧滑试验台 C.停在试验台滑板上D.驶过平板式制动试验台3.GB7258-2004规定，车轮侧滑量不应超过________m/km。 A.±5B.±10C.±15D.±204.GB7258-2004规定，机动车可以用________、制动减速度和制动力检测制动效能。A.车轮阻滞力B.制动时间C.制动踏板力D.制动距离2023年2月3日146第五章复习题第五章复习题5.空载条件下汽车(三轮汽车除外)制动力总和占整车质量的百分比/前轴制动力占前轴轴荷的百分比不得低于___________。 A.40%B.50%C.60%D.65%6.汽车进行制动力检验时各车轮的阻滞力均不应大于车轮所在轴轴荷的________。 A.5%B.10%C.15%D.20%7.用制动距离或制动减速度判定汽车的制动效能时，乘用车的制动初速度要求是_________km/h。 A.50B.40C.30D.208.如下4条是反力滚筒式制动试验台的主要缺点，其中一条是正确的，它是________。A.滚筒附着系数过小，检测不准确B.检测时对轮胎的磨损过大C.无法反映具有ABS车辆的制动性能D.检测时需要助跑跑道2023年2月3日1479.检测车辆的制动力时，在制动力增长全过程中同时测得的左右轮制动力差的最大值，与全过程中测得的该轴左右轮最大制动力中大者之比，对前轴(对后轴若轴制动力不小于该轴轴荷的60%时)不应大于_______。 A.24%B.10%C.15%D.20%10.在车速表试验台上检测车速表误差时，一般把车速表指示车速________km/h作为检测车速。 A.50B.40C.30D.20.11.物体离光源的距离为S，则物体获得的照度___________。A.与S成正比B.与S成反比C.与S2成正比D.与S2成反比12.前照灯的发光强度为20000cd，离前照灯4m的物体获得的照度是____A.1250lxB.5000lxC.1250lmD.5000lm13.我国汽车前照灯近光采用非对称配光，要求近光产生明显的明暗截止线，明暗截止线的右侧是与水平线成_________角的斜线。 A.10°B.15°C.25°D.30°2023年2月3日148第五章复习题14.四活塞式油耗仪是一种____________油耗仪。 A.重量式B.流速式C.碳平衡式D.容积式15.《乘用车燃料消耗量限值》要求检测乘用车的__________。A.等速油耗B.4工况油耗C.6工况油耗D.15工况油耗16.我国国标规定，汽车大修竣工走合期满后，每百公里燃料消耗量不得大于该车型原设计规定的相应车速等速百公里燃料消耗量的________。 A.100%B.105%C.110%D.115%17.最高车速大于70km/h的汽车采用两灯制前照灯时，新注册车(在用车)的发光强度不低于____cd。 A.15000B.18000C.12000D.1000018.最高车速大于70km/h的汽车采用两灯制前照灯时，新注册车(在用车)的发光强度不低于18000____。 A.cdB.lmC.lxD.kW2023年2月3日149第五章复习题三、多项选择题1.以下反映制动性能的指标中反映制动效能的指标有___________。A.制动距离B.制动见速度C.制动力