汽车仪表与报警系统.

汽车仪表与报警系统桑塔纳2000型轿车用组合仪表1-冷却温度表；2-燃油表；3-电子钟分钟调整旋钮；4-电子钟时钟调整旋钮；5-电子液晶钟；6-阻风门接起指示灯；7-手制动拉起和制动液面警告灯；8-机油压力警告灯；9-充电指示灯；10-电子车速里程表；11-远光指示灯；12-后窗除霜加热指示灯；13-冷却液液面警告灯；14-电子发动机转速表汽车仪表与报警系统仪表作用：仪表用来指示汽车运行以及发动机运转状况，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地行驶。仪表种类：常见仪表有冷却液温度表、燃油表、车速里程表等。报警灯作用：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。仪表板的作用：使驾驶员随时掌握汽车主要运行参数和重要部位的状态参数，以便能正确地使用汽车及时发现故障和不安全因素。仪表板上装有各种指示仪表和报警装置。汽车仪表与报警系统第一节汽车仪表一、机油压力表及传感器作用：用来指示发动机润滑系统机油压力的大小。组成：机油压力表的电路由机油压力表和机油压力传感器两部分组成。安装：机油压力表安装在组合仪表内，机油压力传感器安装在润滑主油道上。说明：目前进口汽车基本上都已取消了机油压力表而用机油压力报警灯代替，国产大多数汽车还同时装有机油压力表和机油压力报警灯。分类：机油压力表最常用的为电热式机油压力表，电热式机油压力表又称为双金属片式机油压力表。1．电热式机油压力指示表结构：机油压力表内装有中双金属片，其上绕有加热线圈，线圈两端分别与机油压力表接线柱相接，机油压力表接线柱与机油压力传感器相接，机油压力表接线柱经点火开关与电源相接。双金属片的一端弯成勾形，扣在指针上。机油压力传感器内部装有膜片，其下腔与发动机润滑主油道相通，机油压力直接作用到膜片上，其上方压着弹簧片，簧片一端与外壳固定并搭铁，另一端焊有触点，双金属片上绕着加热线圈，线圈的一端焊在双金属片的触点上，另一端焊在接触片上。工作过程：（1）当点火开关闭合时，电流表的电路为：蓄电池正极→点火开关→机油压力表接线柱→机油压力表内双金属片的加热线圈→机油压力表接线柱→机油压力传感器接线柱→接触片→机油压力传感器内双金属片上的加热线圈→触点→弹簧片→搭铁，回到电源负极。2）当机油压力升高，则传感器膜片变形增大，作用在触点上的压力也增大，传感器内双金属片被压向上弯曲，需要通电时间长双金属片变形量大才能使触点分开，切断电路；稍一冷却触点又接通电路，循环工作。因此，机油压力升高时，触点分开时短，接触时长，平均电流大，压力表内双金属片变形大，指针偏转量大，指示高油压。3）为使油压压力表指示值不受外界温度变化影响，双金属片做成“Π”形，一臂有加热线圈，另臂作补偿。因外界温度变化而引起工作臂变形时，由补偿臂的相应变形进行补偿，减小了误差。4）安装传感器时箭头朝上，保证工作臂位于补偿臂上方，避免工作臂产生热影响补偿臂。5）发动机正常工作时，机油压力正常值为：低速≮0.15MPa，高速≯0.5MPa。2．电磁式机油压力表电磁式机油压力表与可变电阻式机油压力传感器1-L1线圈；2-铁磁转子；3-指针；4-L2线圈；5-可变电阻式机油压力传感器工作过程：当油压降低时，传感器５的电阻值增大，线圈L1中的电流减小，线圈L2中的电流增大，转子２带动指针３随合成磁场的方向逆时针转动，指向低油压；当油压升高时，传感器５的电阻值减小，线圈L1中的电流增大，线圈L2中的电流减小，转子２带动指针３随合成磁场的方向顺时针转动，指向高油压。二、冷却液温度表及传感器1.作用：指示冷却液温度。2.系统组成：温度传感器(装于发动机水套上)和冷却液温度指示表。3.分类：电热式、电磁式和动磁式三种，冷却液温度传感器可分为双金属片式和热敏电阻式两种。(1)双金属片式冷却液温度表1)双金属片式冷却液温度表配电热式冷却液温度传感器结构原理与机油压力表相似，但表头刻度相反。双金属片变形最大时指示低温，变形最小时指示高温。发动机正常工作水温应在75-90℃之间。（2）温度表配热敏电阻式冷却液温度传感器热敏电阻式冷却液温度传感器主要由热敏电阻、弹簧、壳体等组成。热敏电阻下端通过壳体接地，上端通过弹簧与导电柱、接线柱相通。工作过程：当点火开关置ON时，电流流过加热线圈，双金属片2受热变形使触点分离，切断电路；随后双金属片冷却伸直，触点重又闭合，电路又被接通，如此反复，电路中形成一脉冲电流。当冷却液温度较低时，双金属片2受加热线圈加热变形向上弯曲使触点分开，由于冷却液温度较低，双金属片被很快冷却，触点重新闭合。因此，触点闭合时间长，流经加热线圈的平均电流大，指示表中双金属片7变形也较大，指针指向低温。当冷却液温度升高时，传感器周围的温度也升高，双金属片受热变形后，冷却速度降慢，则触点分离时间增长，闭合时间缩短，流经加热线圈的平均电流减小，双金属片7变形减小，指针偏转小，指示较高温度。（3）电磁式水温表电磁式冷却液温度表1-热敏电阻；2-弹簧；3-传感器壳体；4-衔铁温度传感器内装有负温度系数的热敏电阻1，其阻值随温度的升高而减小。指示表内有两个线圈，L2与传感器串联，L1与传感器并联。两个线圈中间装有指针可转动的衔铁4。串联电阻R用来限制流经线圈L2的电流。当水温低时，热敏电阻阻值大，流经L1线圈与L2线圈电流相差不多，但L1匝数多，产生磁场强，吸引衔铁使指针偏向0°C。当水温增高时，热敏电阻阻值减小，分流作用增强，流经L1的电流减小，磁力减弱，衔铁被L2吸引，指针向右偏转指向较高温度。三、燃油表及传感器作用：用是于指示燃油箱内燃油的储存量。组成：由装在燃油箱内的传感器和装在仪表板上燃油指示表组成。类型：传感器均为可变电阻式，指示表有电磁式、双金属片式以及动磁式三种。1．电磁式燃油表电磁式燃油表1-左线圈（L1）；2-右左线圈（L2）；3-转子；4-指针；5-可变电阻；6-滑片；7-浮子；8、9、10-接线柱传感器由可变电阻滑片和浮子组成。当燃油箱内油位变化时，浮子带动滑片移动，L2与可变电阻并联，L1与可变电阻串联。当点火开关置ON时，电流由蓄电池正极→点火开关S→燃油表接线柱10→左线圈L1→接线柱9→右线圈L2→搭铁→蓄电池负极。同时电流由接线柱9传感器接线柱8→可变电阻5→滑片6→搭铁→蓄电池负极。左线圈L1和右线圈L2形成合成磁场，转子3就在合成磁场的作用下转动，使指针指在某一刻度上。工作过程：当油箱无油时，浮子下沉，可变电阻5上的滑片6移至最右端，可变电阻5被短路，右线圈L2也被短路，左线圈L1的电流达最大值，产生的电磁吸力最强，吸引转子3，使指针停在最左面的“0”位上。随着油箱中油量的增加，浮子上浮，带动滑片6沿可变电阻滑动。可变电阻5部分接入电路，左线圈L1电流相应减小，而右线圈L2中电流增大，转子3在合成磁场的作用下向右偏转，带动指针指示油箱中的燃油量。如果油箱半满，指针指在“1／2”位；当油箱全满时，指针指在“1”位。四、车速里程表组成：由指示汽车速度的车速表和记录所驶全程数的里程表组成，共用一根软轴与汽车传动系统相连。分类：磁感应式、电子式。作用：用于指示汽车行驶速度和累计行驶里程数。1．磁感应式车速里程表磁感应式车速里程表1-永久磁铁；2-铝碗；3-磁屏；4-盘形弹簧；5-刻度盘；6-指针车速表是由与主动轴紧固在一起的永久磁铁1，带有轴与指针6的铝罩2，罩壳3和紧固在车速里程表外壳上的刻度盘5等组成。工作原理：汽车直线行驶时，变速器输出轴上的蜗轮、蜗杆及软轴等带动永久磁铁转动，在铝碗上感应出蜗流，产生转矩，铝碗反抗盘形弹簧向永久磁铁转动方向转动，带动指针同转一个角度，因蜗流强弱与车速成正比，所以指针指示的速度也必与汽车的行驶速度成正比。里程表由蜗轮、蜗杆和计数轮组成的，其与汽车传动轴间有定传动比。汽车行驶时，软轴驱动车速里程表的小轴，经三对蜗轮、蜗杆带动里程表的第一计数轮转动。第一计数轮上的数字为1/10km，每两个相临的计数轮之间，又通过本身的内齿和进位计数轮的传动齿轮，形成1：10的传动比。这样汽车行驶时，就可累计行驶里程。2．电子式车速里程表它主要由车速传感器、电子电路、车速表和里程表四部分绍成。（1）车速传感器车速传感器由变速器驱动，其作用是产生正比于汽车行驶速度的电信号。如图4-13所示，它由一个舌簧开关和一个含有4对磁极的转子组成。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，汽车每行驶lkm，车速传感器将输出4127个脉冲。奥迪100型轿车电子式车速里程表a)车速传感器1.塑料环2.舌簧开关管（2）电子电路电子电路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。如图4-14所示，该电子电路主要包括稳压电路、单稳态触发电路、恒流源驱动电路、64分频电路和功率放大电路。（3）车速表车速表实际上是一个磁电式电流表，当汽车以不同车速行驶时，从电子电路接线端6输出的与车速成正比的电流信号便驱动车速表指针偏转，即可指示相应的车速。车速表刻度盘上50km／h～130km／h的区域用红色标志，表示经济车速区域。（4）里程表里程表由一个步进电动机及六位数字的十进位齿轮计数器组成。步进电动机是一种利用电磁铁的作用原理将脉冲信号转换为线位移或角位移的电动机。车速传感器输出的频率引号，经64分频后，再经功率放大器放大到具有足够的功率，驱动步进电动机，带动六位引字的十进位齿轮计数器工作从而积累行驶的里程。六、转速表(1)作用：测量发动机曲轴转速。(2)分类：机械式、电子式。电子式转速表按转速信号的获取方式不同，可分为：A.从点火系获取信号的转速表；B.测取飞轮(或正时齿轮)转速的转速表；C.从发电机上获取转速信号的转速表。1．电容充放电式转速表电容充放电脉冲式转速表电路图当发动机工作时，点火系初级电路不停的导通与截止，电容C2不停的充放电。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。2．电磁感应式转速表电磁感应式转速表由装在飞轮壳上的转速传感器和装在仪表板上的转速表表头(包括电子线路)组成。磁感应式转速传感器1-接线片；2-外壳；3-永久磁铁；4-连接线；5-心轴；6-感应线圈；δ-空气隙当飞轮转动时，齿顶与齿底不断地通过心轴，空气隙的大小发生周期性变化，使穿过心轴的磁通也随之发生周期性地变化，于是在感应线圈中感应出交变电动势。该交变电动势的频率与心轴中磁通变化的频率成正比，也即与通过心轴端面的飞轮齿数成正比。第二节汽车电子仪表汽车电子仪表的优点如下：（1）能迅速、准确地处理各种复杂的信息，并以数字、文字或图形显示出来，供汽车驾驶员了解并及时处理。（2）能满足小型、轻量化的要求。（3）具有高精度和高可靠性。（4）具有一“表”多用的功能。一、电子仪表的组成电子式仪表显示的数据来自各系统的传感器，其电路与多路传输系统各ECU和仪表测量微机系统连接。仪表测量微机系统将各测量系统组合在一起，形成总的仪表测量系统。仪表测量微机系统包括A/D转换、多路传输、CPU、存储器及I/O接口等，测量时，各传感器的输出信号经A/D转换和多路传输输入微机信号处理，通过I/O接口与仪表板显示器相连，分时循环显示或同时在不同区域显示各种测量参数。二、电子仪表的显示器件1．真空荧光管（VFD）汽车用的数字式车速表的真空荧光显示器：真空荧光显示器由灯丝、栅格、阳极和玻璃罩构成。其中灯丝为阴极，与电源负极相接；阳极为涂有磷光物质的屏幕，与电源正极相接，采用的是20字符段图形(也有采用7或14字符段图形)，每个字符段由电子开关单独控制通电状态；在灯丝与阳极之间有栅格，整个装置密封在被抽真空的玻璃罩内。真空荧光显示器的工作原理：当阴极有电流通过时，灯丝便产生热量，释放电子。由于栅格的电位比阴极的电位高，电子被栅格吸引；而阳极的电压更高，这样一些电子穿过栅格，均匀地打在阳极的字符段上。凡是由电子开关通电的字符段，受电子轰击后发亮；否则，发暗。这样通过控制字符段