第四章 仪表与指示灯系统(第1课)

汽车拖拉机学——电器与电子设备主讲人：鲁植雄教授《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件Email：[e-mail]电话：139517157802020年1月19日星期日《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件22020年1月19日星期日第1课仪表系统第2课指示灯系统第四章仪表与指示灯系统《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件32020年1月19日星期日一、电流表二、燃油表三、机油压力表四、发动机冷却液温度表五、车速里程表六、发动机转速表七、电子式组合仪表板本节课的主要内容第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统作用：是为了使驾驶员实时掌握车辆主要部件的工作情况，以便正确使用车辆，提高行车、工作的安全性，及时发现和排除可能出现的故障。车辆仪表按其结构形式的不同，可分为独立式和组合式两种。独立式仪表是各种仪表都有各自的壳体，单独安装在仪表板上；组合式仪表则是将各种仪表封装在一个壳体内。常用仪表：有电流表、燃油表、发动机冷却液温度表、机油表压力表、车速里程表等。在一些采用气压制动的汽车上，还装有气压表，许多汽车上还装有发动机转速表。《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件42020年1月19日星期日一、电流表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统图4-1电磁式电流表的结构及工作原理功用：电流表串联在充电电路中，用来指示蓄电池充电或放电的电流值。工作原理（电磁式）：当电流表没有电流通过时，其转子被永久磁铁磁化，互相吸引，使指针保持在中间零位。当充电电流通过黄铜板条（相当于单匝线圈）时，在其周围产生磁场（其方向按右手螺旋定则确定）与永久磁场合成一个磁场。在合成磁场的作用下，转子沿顺时针方向偏转一个角度，即软钢旋转到合成磁场的方向上。充电电流越大，偏转的角度越大，电流表的读数越大。若放电电流通过黄铜板条时，则指针随之反向偏转，指示蓄电池放电电流的大小。《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件52020年1月19日星期日一、电流表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统目前，多数汽车上的电流表已被充电指示灯所取代，通过充电指示灯由亮到熄灭这种简单的信号变化，表明发电机及调节器的工作是否正常。《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件62020年1月19日星期日二、燃油表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统功用：燃油表用来指示车辆燃油箱中燃油的存储量，驾驶员可根据燃油表的示值车辆可继续行驶的里程，判断是否需要加油。组成：燃油指示表、油面传感器等类型：电磁式、电热式、电子式等。《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件72020年1月19日星期日二、燃油表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统（一）电磁式燃油表组成：有互成一定角度的两个铁芯，铁芯上分别绕有电磁线圈，即左线圈（L2）和右线圈（L1）工作原理：L2的匝数较少，与滑片式电阻串联，L1匝数较多与与滑片式电阻并联，两个铁芯的下端设置有带指针的衔铁，两电磁线圈通电产生的磁力吸动衔铁转动，带动指针偏摆。图4-2电磁式燃油表《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件82020年1月19日星期日二、燃油表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统当燃油箱中没有油时：滑片电阻被短路，L1被短路，无电流通过；L2电流达到最大值，L2产生的电磁力吸引衔铁使指针指示在“0”的位置。当燃油箱装满油时：滑片电阻串入电路的电阻值最大，L1、L2两线圈的电流相差不大，两线圈产生的合成磁场吸引衔铁转动使指针指向“1”的位置。当燃油箱内的油量减少时：随液面下移的浮子转动，使滑片电阻值减小，右线圈L1的电流减小，左线圈L2的电流则增加，合成磁场吸引衔铁转动使指针向“0”位置移动，指示油量下降燃油箱内的燃油晃动会使仪表的指针摆动图4-2电磁式燃油表《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件92020年1月19日星期日二、燃油表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统（二）电热式燃油表组成：燃油指示表、油位传感器、稳压器组成。工作原理：存油量的指示由一个双金属片控制，燃油箱中装有可变电阻传感器。传感器由一个金属或塑料制的浮子控制。浮子臂的运动使活动触点在电阻片上滑动。当液面升高时，活动触点向左侧移动，使串联的电阻减小。指示表内的双金属片上绕有加热线圈，金属片的一端固定，另一端连接到指针上。图4-3电热式燃油表的工作原理《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件102020年1月19日星期日二、燃油表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统由于金属片的温度不仅受电流大小的影响，而且还与通电时间的长短有关，为消除这一问题，在电路中装有稳压器。稳压器的工作原理：利用双金属片的膨胀系数不同，通电过程中使触点张开、闭合，循环往复，在电路中产生断续的电流，使提供给仪表的平均电压稳定。这种燃油表，从点火开关接通，到指示表示出正确的读数大约需要2分钟。虽然显示滞后一段时间，但其仪表的指针不会摇晃、读数稳定。图4-3电热式燃油表的工作原理《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件112020年1月19日星期日二、燃油表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统（三）电子式燃油表图4-4所示为一种配用浮子式可变电阻传感器，采用发光二极管显示的电子式燃油表电路原理。在燃油箱无燃油时，燃油传感器电阻RX的阻值约100Ω，而在燃油箱满油时，电阻值约5Ω，稳压管VS和电阻R15组成稳压器，通过电阻R8～R13分成多级基准电压，送到各电压比较器的反向输入端。传感器电阻RX由A端输出电压信号，经电容器C和电阻R16组成的缓冲器后，加到IC1和IC2各电压比较器的同向输入端，电压比较器将此电压信号与反相端的基准电压进行比较、放大，然后控制各自对应的发光二极管，以显示燃油箱内燃油量的多少。图4-4电子式燃油表《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件122020年1月19日星期日二、燃油表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统当燃油箱中加满油时，RX的电阻值最小，A点单位最低，IC1、IC2中的电压比较器均输出低电平，使6只绿色发光二极管VD2～VD7全亮，而红色发光二极管VD1因其正极电位低而不亮，表示燃油箱已满。随着燃油箱中的油量减少，液面下降，RX的阻值逐渐增大，A点的电位逐渐升高，六只发光二极管依VD7、VD6、……、VD2的次序逐个熄灭，以示油量的减少。燃油量越少，绿色发光二极管点亮的个数越少。当燃油箱中无油时，RX的电阻值最大，A点单位最高，IC2的第5脚电压高于第6脚的基准电压，第7脚输出高电位，此时红色发光二极管亮，表示燃油已用完，提示驾驶员应该加油。电容器C和电阻R16组成延时缓冲电路，以使发光二极管的显示不受燃油波动的影响。图4-4电子式燃油表《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件132020年1月19日星期日三、机油压力表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统功用：用于指示发动机机油压力的大小，驾驶员可根据机油压力表的示值判断发动机润滑系统工作是否正常。类型：机械式、电热式和电磁式等不同形式。趋向：只装有机油压力报警装置，没有机油压力表。《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件142020年1月19日星期日三、机油压力表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统（一）电热式机油压力表组成：机油压力传感器、油压指示表机油压力表传感器：内部装有膜片，其下方与壳体组成的机油压力腔与发动机主油道相通，机油压力通过膜片、弹簧片作用在触点上。弹簧片的一端与外壳固定并搭铁，另一端的触点可以与双金属片端部的触点接触。双金属片上绕有与其绝缘的加热线圈，加热线圈不通电时，双金属片处于伸直状态，触点处于闭合状态。校正电阻与双金属片上的线圈并联。图4-5电热式机油压力表《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件152020年1月19日星期日三、机油压力表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统当接通点火开关时：电流从蓄电池正极→点火开关→接线柱→指示表加热线圈→接线柱→机油传感器接线柱→接触片传感器加热线圈→触点→带触点弹簧片→搭铁到蓄电池负极。加热线圈通电后产生的热量使双金属片受热弯曲而使触点断开。触点断开后，加热线圈的电流被切断，双金属片又逐渐冷却伸直，使触点又重新闭合。加热线圈再次通电，双金属片再次受热弯曲而使触点再次断开，如此循环，使机油压力表电路形成脉动电流。图4-5电热式机油压力表《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件162020年1月19日星期日三、机油压力表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统机油压力低时：油压通过膜片作用于触点的压力小，双金属片稍有受热弯曲就可使触点断开，触点闭合的时间相对较短，使得电路中的电流脉宽较小。该电流通过指示表加热线圈，使指示表内双金属片受热弯曲变形小，指针的偏摆角度小，油压指示值低。机油压力高时：作用于触点的压力大，加热线圈必须经过较长时间的通电，才会使双金属片受热得到较大的弯曲后才能使触点断开，触点断开后只需较短的时间又闭合，使电路中的电流脉宽增大。该电流通过指示表加热线圈，使指示表内双金属片受热弯曲变形大，指针的偏摆角度也大，油压指示值高。低油压时高油压时图4-6机油压力表中工作电流波形《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件172020年1月19日星期日三、机油压力表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统（二）电磁式机油压力表组成：机油压力指示表、滑片式电阻传感器组成。当油压增高时：膜片推动滑动触臂移到低电阻位置，使通过仪表的电流增大，指针即向高示值方向摆动。当油压降低时：情况与此相反。油压表的指示机构与电磁式燃油表一样，也由一个双金属片控制，工作原理与燃油表基本相同图4-7油压传感器工作情况电磁式机油压力表《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件182020年1月19日星期日四、发动机冷却液温度表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统功用：俗称水温表，用于指示发动机冷却液的工作温度组成：温度指示表、冷却液温度传感器类型：电热式、电磁式（一）电热式冷却液温度表水温传感器：热敏电阻、温度系数、输出阻值随温度的升高而减小。利用此热敏电阻将发电机冷却液温度的变化转化成电阻的变化，从而控制电路中电流的大小，使发动机冷却液温度表指针指出相应的温度。图4-8电热式发动机冷却液温度表工作原理《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件192020年1月19日星期日四、发动机冷却液温度表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统工作过程冷却液温度较低时：传感器的电阻值较大，电流较小，则指示表中的双金属片弯曲变形小，使指针指向低温。冷却液温度升高时：热敏电阻的阻值变小，电流增大，冷却液温度指示表的双金属片弯曲变形增大，指针指向高温度。图4-8电热式发动机冷却液温度表工作原理《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件202020年1月19日星期日四、发动机冷却液温度表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统（二）电磁式冷却液温度表与电磁式燃油表相似表内也有一个互成一定角度的两个电磁线圈，其中L2匝数较少，与传感器串联；L1的匝数较多，与传感器并联，两个铁芯的下端设有带指针的衔铁。两电磁线圈通电产生一个合力磁场，衔铁在该磁场力作用下偏转至某个角度，并带动指针摆动。图4-9电磁式发动机冷却液温度表《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件212020年1月19日星期日四、发动机冷却液温度表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统（二）电磁式冷却液温度表当发动机冷却液的温度低时：传感器热敏电阻的阻值较大，流经L1和L2线圈的电流相差不多，但由于L1的匝数多，产生磁场强，两线圈合成磁场吸引衔铁摆动的位置使指针指向低温值。当发动机冷却液的温度升高时：传感器热敏电阻的阻值减小，其分流的作用增强，使流经线圈L1的电流减小，其磁力减弱，这时两线圈合成磁场的方向变化，使衔铁转动某个角度，并带动指针摆动，指向高温值。图4-9电磁式发动机冷却液温度表《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件222020年1月19日星期日五、车速里程表第1课仪表系统第四章仪表与指示灯系统功用：指示行驶速度、记录行驶里程数类型：磁感应式、电子式