第7章 (汽车)仪表与电子

第7章仪表与电子显示装置第7章仪表与电子显示装置本章重点7.1汽车仪表7.2汽车报警装置7.3汽车电子显示装置7.4综合信息显示系统7.5汽车仪表的故障实例与排除本章小结自测题第7章仪表与电子显示装置本章重点:1、掌握汽车传统仪表的工作原理和构成；２、了解汽车电子仪表的显示装置的基本工作原理；３、掌握汽车电子仪表的工作原理和电路原理；４、了解汽车电子组合仪表和综合信息系统。５、了解汽车仪表的故障诊断与排除方法第7章仪表与电子显示装置第7章仪表与电子显示装置1.汽车仪表的作用:用来指示车辆运行以及发动机运转的状况，以便驾驶员随时了解各系统的工作情况，保证汽车安全而可靠的行驶。2.常见的汽车仪表有:冷却液温度表、电流表、机油压力表、燃油表、车速里程表等3.报警灯的作用:当汽车或发动机的某一系统处于不良或特殊状态时，突然发亮，以提醒驾驶员注意，以便采取适当措施，保证行车安全。第7章仪表与电子显示装置•7.1汽车仪表1、按工作原理分：机械式电磁式电子式2、按安装方式分：组合式分装式现代汽车大多采用组合仪表，组合仪表一般有面罩、边框、表芯、印制电路板、插接器、报警灯、指示灯及仪表灯等部件组成，有些仪表还带有电源稳压器和报警蜂鸣器。第7章仪表与电子显示装置例如：桑塔纳2000轿车的组合仪表，其仪表板上主要的仪表有:冷却液温度表、燃油表、车速里程表和发动机转速表。在仪表板上还有许多指示灯、报警灯、仪表灯等。组合仪表中的仪表可单独更换，各种指示灯、报警灯和仪表灯的灯泡从组合仪表的总成外部可单独更换。图7-1桑塔纳2000型轿车组合仪表1—分调整钮;2—时调整钮第7章仪表与电子显示装置1.电流表电流表又称安培表，用于指示蓄电池充电或放电的电流值，驾驶员可据此判断电源系统工作是否正常。在现代汽车上已被充电指示灯取代。电流表按结构形式可分为电磁式和动磁式两种，国产汽车多使用电磁式电流表，东风牌汽车装有动磁式电流表。第7章仪表与电子显示装置图7-2电磁式电流表1，3—接线柱;2—指针;4—黄铜板条;5—软钢转子;6—永久磁铁;7—转轴第7章仪表与电子显示装置2.机油压力表机油压力表（油压表）的作用：用来指示发动机机油压力的大小。机油压力表（油压表）的组成：由装在仪表板上的油压指示表和装在发动机主油道中或粗滤器上的机油压力传感器两部分组成。机油压力表（油压表）的分类：双金属片式、电磁式和动磁式三种。其中以双金属片式机油压力表的应用最为广泛。第7章仪表与电子显示装置图7-3双金属片式油压表与双金属片式传感器1—油腔;2—膜片;3—弹簧片;4—双金属片;5—调节齿轮;6—接触片;7，9，15—接线柱;8—校正电阻;10，13—调整齿扇;11—双金属片;12—指针;14—弹簧片第7章仪表与电子显示装置双金属片式机油压力表工作原理机油压力表传感器内部装有弹性膜片2，膜片下的油腔1与发动机主油道相通，机油压力可直接作用在膜片上。膜片的上面顶着弓形弹簧片3，弹簧片的一端与外壳固定搭铁，另一端的触点与双金属片4端部的触点接触。双金属片上绕有电热线圈，校正电阻8与双金属片4上的线圈并联。机油压力指示表内装有特殊形状的双金属片11，它的直臂末端固定在调节齿扇10上，另一钩形悬臂端部与指针12相连，其上也绕有电热线圈，线圈的两头构成指示表的两个接线柱。在发动机运转时，指示灯灭表示机油压力正常，如果红色指示灯亮则表示机油压力过低。第7章仪表与电子显示装置3.发动机冷却液温度表发动机冷却液温度表（也称水温表）作用：用于指示发动机水套中冷却液的工作温度。发动机冷却液温度表组成：它由安装在仪表板上的温度指示表和安装在发动机气缸盖水套上的发动机冷却液温度传感器组成。发动机冷却液温度表的分类：双金属片式和电磁式两种。由于双金属片式冷却液温度表的结构和原理与双金属片式机油压力表基本相同第7章仪表与电子显示装置•（1）电热式发动机冷却液温度表图7-4电热式发动机冷却液温度表1—触点;2，7—双金属片;3—连接片;4，5，11—接线柱;6，9—调节齿轮;8—指针;10—弹簧片;12—底板第7章仪表与电子显示装置（2）电磁式发动机冷却液温度表图7-5电磁式发动机冷却液温度表1—热敏电阻;2—弹簧;3—传感器壳体;4—衔铁第7章仪表与电子显示装置电磁式发动机冷却液温度表工作原理电磁式发动机冷却液温度指示表壳内固装有互成一定角度的两个铁心，铁心上分别绕有电磁线圈，其中一个与传感器串联，另一个与传感器并联，两个铁心的下端设置带指针的衔铁。传感器内装有温度系数为负的热敏电阻。串联电阻R，用以限制流经线圈L2的电流。当发动机冷却液温度低时，传感器阻值较大，流经L1和L2两个线圈的电流相差不多，但L1匝数多，产生磁场强，两线圈合成磁场的作用下使衔铁偏转，指示低温。当发动机冷却液温度升高时，热敏电阻阻值减小，流经L1的电流减小，流经L2的电流增大，两线圈合成磁场方向变化吸引衔铁，使指针向右偏转指向较高温度。第7章仪表与电子显示装置4.燃油表燃油表的作用是指示汽车油箱中的存油量，传感器安装在油箱中。燃油表有电磁式和电热式两种，传感器均使用可变电阻式的传感器。第7章仪表与电子显示装置（1）电磁式燃油表图7-6电磁式燃油表的工作原理1—左线圈;2—右线圈;3—转子;4—指针;5—可变电阻;6—滑片;7—浮子;8—传感器接线柱;9，10—燃油表接线柱;11—点火开关第7章仪表与电子显示装置（2）电热式燃油表图7-8电热式燃油表1—稳压器;2—加热线圈;3—双金属片;4—指针;5—可变电阻;6—滑片;7—浮子第7章仪表与电子显示装置5.电子式车速里程表电子式车速里程表由车速传感器、电子电路、步进电动机、车速表和里程表等组成。图7-9电子式车速里程表结构框图第7章仪表与电子显示装置图7-10奥迪和红旗轿车电子车速里程表传感器1—塑料环;2—舌簧开关图7-11奥迪和红旗轿车电子车速里程表电路第7章仪表与电子显示装置奥迪100型轿车的组合仪表中装有指针式电子车速里程表工作原理如下:车速传感器由变速器驱动，能够产生正比于汽车行驶速度的电信号。传感器由一个舌簧开关和一个含有8对磁极的转子组成，如图7-10所示。转子每转一周，舌簧开关中的触点闭合8次，产生8个脉冲信号，车速越高，传感器的信号频率越高，电子电路的作用是将车速传感器送来的具有一定频率的电信号，经整形、触发、输出一个与车速成正比的电流信号。该电子电路主要包括稳压电路、恒流电源驱动电路、64分频电路和功率放大电路，如图7-11所示。仪表精度由电阻R1调整，仪表初始工作电流由电阻R2调整，电阻R3和电容器C3用于电源滤波。第7章仪表与电子显示装置车速表实际上是一个电磁式电流表，当汽车以不同车速行驶时，从电子电路端子6输出与车速成正比的电流信号驱动车速表的指针偏转，从而指示相应的车速。第7章仪表与电子显示装置里程表由一个步进电动机及六位数字的十进制齿轮计数器组成，步进电动机是一种利用电磁感应原理将脉冲信号转换为线位移或角位移的电机，其结构如图7-12所示。车速传感器输出的信号经64分频后，再经功率放大器放大到足够大的功率，驱动步进电动机，带动六位数字的十进制齿轮计数器工作，从而精确记录累计里程数。图7-12用步进电动机转动里程表计数器第7章仪表与电子显示装置6.发动机转速表发动机转速表用于指示发动机的运转速度。常用的转速表有机械式和电子式两种。电子转速表获取转速信号的方式有三种：1、由点火系获取2、由发动机转速传感器获取3、由发电机获取（应用少）第7章仪表与电子显示装置图7-13桑塔纳轿车电子式转速表电路原理图桑塔纳轿车电子式转速表电路（由点火系获取）第7章仪表与电子显示装置桑塔纳轿车电子式转速表工作原理：当初级电路导通时，三极管VT截止，电容C2被充电，充电电流由蓄电池正极→点火开关→电阻R3→电容C2→二极管VD2→蓄电池负极。当初级电路截止时，三极管VT导通，电容器C2放电，放电电流通过三极管VT→电流表→二极管VD1。当发动机工作时，点火系初级电路不停地导通与截止，电容C2不停地充、放电。因为初级电路通断的次数与发动机转速成正比，所以电流表中电流平均值与发动机转速成正比，从而可用电流平均值标定发动机的转速。第7章仪表与电子显示装置7.2汽车报警装置保证行车安全、提高车辆的可靠性，在汽车仪表板上安装了许多报警装置，如机油压力报警灯、冷却液温度报警灯、燃油不足报警灯、制动液不足报警灯等。报警灯由报警开关控制，当被监测的系统或总成工作不正常时，对应的报警开关闭合，使该系统的报警灯亮，以提醒驾驶员注意，采取相应的措施，确保行车安全。报警灯通常安装在仪表板上，灯泡的功率一般为1～4W，在灯泡前装有滤光片，使报警灯发出红光或黄光，滤光片上通常有标准图形符号。第7章仪表与电子显示装置•1.机油压力报警装置用来指示机油压力低于安全值的情况，即当机油压力降到规定值以下时，仪表板上的报警灯点亮，以引起驾驶员注意。由装在发动机主油道的传感器和装在仪表板上的红色报警灯组成。传感器有膜片式和弹簧式两种第7章仪表与电子显示装置图7-14机油压力报警灯1—弹簧片;2—触点开关;3—膜片图7-15弹簧管式机油压力报警装置1—管接头;2—动触点;3—静触点;4—管形弹簧;5—接线柱;6—报警灯第7章仪表与电子显示装置2.水温报警灯水温报警灯的作用主要是当冷却水温度不正常时，发出灯光信号，以示警告。其传感器与水温传感器相似，由双金属片作为温度敏感元件。图7-16水温报警灯1—双金属片;2—壳体;3—动触点;4—静触点;5—“冷”触点;6—“热”触点第7章仪表与电子显示装置3.燃油油量报警灯当燃油箱内燃油减少到某一规定值以下时，燃油油量警告装置会点亮燃油油量报警灯，以引起驾驶员注意。热敏电阻式燃油油量报警灯，由热敏电阻式燃油油量报警传感器和报警灯组成。当燃油箱内燃油量多时，负温度系数的热敏电阻元件3浸没在燃油中，其散热快，温度较低，电阻值较大，所以电路中的电流很小，报警灯处于熄灭状态。当燃油减少到规定值以下时，热敏电阻元件3露出油面，其散热慢，温度升高，电阻值减小，电路中的电流增大，则报警灯发亮，以示警告。第7章仪表与电子显示装置图7-17燃油油量报警灯电路l—外壳;2—防爆用的金属网;3—热敏电阻;4—油箱外壳;5—接线柱;6—报警灯第7章仪表与电子显示装置4.液面不足报警灯液面不足报警灯可用于检测制动液面、冷却液面以及风窗洗涤器等液量是否符合要求，当液面下降到规定值以下时将点亮报警灯报警。图7-18制动液面报警灯传感器1—外壳;2—接线柱;3—舌簧开关;4—永久磁铁;5—浮子;6—液面第7章仪表与电子显示装置5.制动信号灯断线报警装置当汽车制动时，踩下制动踏板，制动灯开关接通，电流分别经线圈4和6使左右制动信号灯亮。此时两线圈所产生的磁场相互抵消，舌簧开关5保持断开，报警灯不亮。当某一制动信号灯不亮时，线圈4或6无电流通过，则通电线圈产生电磁吸力使舌簧开关闭合，报警灯3亮。图7-19制动信号灯断线报警装置电路图1—点火开关;2—制动灯开关;3—报警灯;4，6—电磁线圈;5—舌簧开关;7，8—制动信号灯第7章仪表与电子显示装置6.制动摩擦片监测装置制动摩擦片监测装置的作用是当制动摩擦片磨损到使用极限厚度时，自动发出报警信号。第7章仪表与电子显示装置图7-20制动摩擦片监测装置原理1—摩擦片衬块;2—制动盘;3，9—报警灯;4—报警图像标志;5，10—接蓄电池;6，7—摩擦片;8—电子控制装置;11—点火开关;12—接点火系第7章仪表与电子显示装置图7-20（a）所示的装置，是将一个金属触点埋设在摩擦片内部，当摩擦片磨损到使用极限厚度时，金属触点就会和制动鼓（或制动盘）接触而搭铁，使安装在仪表板上的报警灯3和报警图像标志4亮。这种结构形式简单，价格低，但可靠性差。第7章仪表与电子显示装置图7-20（b）所示的装置是将一段导线埋设在摩擦片内部，该导线与电子控制装置8相连，当接通点火开关后，电子控制装置8便向摩擦片内埋设的导线通电数秒钟进行检查，若摩擦片已磨损到使用极限厚度，并且埋设的导