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第6章汽车仪表与显示系统为了正确使用发动机并了解其主要部分的工作情况，及时发现、排除和避免可能发生的故障，汽车上通常装有电流表、机油压力表、燃油表、水温表和车速里程表，在一些新型车辆上还装有发动机转速表和电压表等。6.1汽车仪表系统电流表串接在发动机的充电电路中，用来指示蓄电池的充电和放电电流值。电流表为双向工作方式，刻度盘上中间的示值为“0”，两侧分别标有“+”、“-”标记，其最大读数为20A或30A。指针指向“+”侧时，表示蓄电池充电；否则，则表示蓄电池放电。6.1.1电流表当蓄电池处于充电状态时，由于电流方向相反，所以磁场的偏转方向与前者相反，则指针反向偏转。当蓄电池放电时，电流由电流表接线柱经过黄铜板条流向接线柱，此时流经黄铜板条上的电流将产生环形磁场，且垂直与永久磁铁的磁场，形成合成磁场，使磁场发生偏转，并带动软钢转子（指针）偏转同样角度，放电电流越大，合成磁场所偏转的角度越大，所示的读数越大。当无电流通过电流表时，软钢转子在永久磁铁的作用下被磁化，并与永久磁场的方向相反，使指针保持在中间位置，示值为零。黄铜板条固定在绝缘底板上，接线柱分别连接在黄铜板条的两端。黄铜板条的下面装有永久磁铁，在磁铁内侧的转轴上装有带指针的软钢转子。机油压力表用于指示发动机机油压力的大小，以便了解发动机润滑系工作是否正常。它由机油压力表和机油压力传感器组成。油压表安装在仪表板上，传感器通常安装在主油道或粗滤器上，两者由导线相连。电流的流向为：6.1.2机油压力表当油压较低时，传感器膜片几乎没有变形，这时作用在触点上压力甚小，电流通过不久，温度略有升高，使触点分开，电路即被截断。经过一段时间后，双金属片冷却伸直，触点又闭合，重新流通。但不久触点又分开，如循环不息，每分钟开闭约5~20次，由于触点打开时间长，闭合时间短，变化频率低，使通过双金属片加热线圈的电流平均值较小，双金属片温度较低，弯曲不大，指针只略微向右移且指向低油压。当油压高时，膜片向上拱曲，加于触点上的压力增大，使双金属片向上弯曲。触点需要在双金属片温度较高，也就是加热线圈通过较大的电流，或较长的时间后才能分开，而且分开后又很快闭合。因此在油压高时，触点打开状态的时间缩短，频率增高（如油压在0.49MPa时，频率为100~103次/min，油压在0.19MPa时，频率为40~70次/min），平均电流值增大，指针偏移量大，指向高压。为使油压表示值不受外界温度变化的影响，双金属片做成“Ⅱ”字形，其中绕有加热线圈的臂为工作臂，另一为补偿臂。当外界温度变化时，工作臂的附加变形被补偿臂的相应变形所补偿。安装传感器时，外壳上的箭头“向上”，不应偏出垂直位置30°。因为这样可以保证“Ⅱ”形双金属片的工作臂位于补偿臂之上，使工作臂的热气上升时不会影响补偿臂的正常工作，提高指示的准确性。油压表工作原理：6.1.3水温表燃油表用来指示油箱中储油量的多少。由安装在油箱中的传感器及安装在仪表板上的指示仪表两部分组成。6.1.4燃油表燃油表中有两个绕在铁芯上的线圈，中间置有铁转子，转子连有指针，传感器由电阻、滑杆和浮子组成，浮子漂浮于油面上，随油面高低而改变位置。当油箱无油时，浮子下降，电阻被短路，此时右线圈也被短路，通过其中的电流近于零，不显示磁性，而左线圈在全部电源电压的作用下，通过其中的电流产生磁场，吸引转子，使指针指在“0”位上。随着油箱中油量的增加，浮子上升，电阻部分接入，这时一部分电阻与右线圈并联，同时又与左线圈串联，其电路为：蓄电池正极→点火开关→左线圈→右线圈→电阻→搭铁→蓄电池负极。此时，左线圈由于串联了电阻，电流减小，磁场减弱，而右线圈中有电流通过产生磁场。转子处于两个磁场的共同作用下，向右偏移，指针指示出油箱中的油量。当低油量时浮子3处于较低位置，滑动接触片触头1位于可变电阻2的右端，此时电阻最大而电流量最小，表头里的电阻丝8散热量少，使表头里的双金属片4产生变形较小，指针则处于接近“零”位。当加油后，油面高度增加时，浮子上升，触头1逐步向左移动，回路电阻减小，电流增大，双金属片4热变形增大，指针5随之右移，当油箱加满时，指针移到最大刻度“1”上。当燃油表显示满载时，变阻器阻值为50Ω，当燃油表显示空载时，变阻器阻值为560Ω。当燃油量低于10L时红色警告灯点亮。稳压器的作用是为电热式（双金属片式）指示表提供断续的脉冲电流，并当电源电压变化时起稳压作用。电路中串有一个电源稳压器，当电压波动时，起稳压作用，以确保读数准确。其稳压原理是：当稳压器触点处于闭合状态时，输入与输出电压相等，即Uо=Ui，此时稳压器中的双金属片因加热线圈通电被加热变形而向上拱曲，当稳压器触点处于断开状态，输出电压Uо=0，双金属片因不再受热而逐渐冷却复原，于是触点闭合。如此反复变化，使稳压器输出脉冲电压。当输入电压增大时，由于流过稳压器加热线圈的电流增大，产生热量大，使触点在较短的时间打开。而触点打开后，却需较长时间才能闭合。这样尽管输入Ui增大，但因触点闭合时间较短，打开时间增长，则输出电压Uo仍可保持稳定。该电源稳压器输出的电源在9.5～10.5V范围内。车速里程表一般由变速器轴通过齿轮及挠性软轴驱动。车速表由U形永久磁铁（坚固在挠性轴相连的传动轴上）、带有轴及指针的铝碗、罩壳和坚固在车速里程表外壳上的刻度盘组成。铝碗是杯形的，它与永久磁铁及罩壳间有一定的间隙，并能与轴及指针一起转动。在不工作时，由于盘形弹簧（游丝）的作用，使铝碗的指针位于刻度的零点。当永久磁铁旋转时，其磁力线在铝碗上引起涡流，也产生一个磁场，永久磁铁的磁场与铝碗的磁场互相作用而产生力矩，这使铝碗游丝向前转动，指针被铝碗带着而转动一个与传动轴转速大小成比例的角度，便可在刻度盘上读出车速的数值。里程表是由蜗轮蜗杆机构和计数轮组成。蜗轮蜗杆和传动轴具有一定的传动比。在汽车行驶时，挠性轴驱动车速里程表的小轴，经三对蜗轮蜗杆传到里程表的第一计数轮，第一计数轮把传动逐级传到其余的计数轮，表示出汽车的行驶里程。挠性轴一般由变速器轴上的蜗轮驱动。6.1.5车速里程表1.磁感应式车速里程表2.电子车速里程表电子车速里程表是由车速传感器和电子控制电路组成。车速传感器的种类有很多（如电磁感应式、舌簧开关式、磁阻式、光电式、霍尔式等）。舌簧开关式车速传感器由一个舌簧开关和一个8极磁环转子组成。转子每转一周，舌簧开关触点开闭8次，输出8个脉冲信号。电子车速里程表采用安装在变速箱主传动输出端的车速传感器所输出的脉冲信号，通过导线输入车速里程表。电子车速里程表由永久磁铁、矩型塑料框内线圈针轴、游丝、电子模块、步进电动机和机械计算器组成。安装在主传动器输出端盖上的车速传感器，检测到输出轴上的脉冲齿轮的转速信号脉冲变化，并输送到车速表表头，信号频率愈大，车速表指针偏转愈大，指示车速愈高。同时里程表中的电子模块把脉冲量转换成里程数，通过机械计算器累计起来。车速里程表上，还有一个短程（单程）里程表，当需要消除短程里程时，只需按一次复位杆，短程里程表就会归零。桑塔纳2000型轿车采用电子车速里程表，是用来指示车辆瞬时行驶速度，并记录车辆行驶累计里程和短程里程的综合仪表。6.1.6发动机转速表磁感应式发动机转速表由转速传感器和电子转速表组成。转速传感器是利用磁感应原理，将发动机转速变为电脉冲信号。发动机转速↑→脉冲信号幅值与频率↑工作原理：转速表是用带有脉冲电路的电磁式毫安表作为表头，当磁感应式传感器输出的近似正弦基波频率信号作用在电子电路输入端时，经R9、VD1和VT1的整形放大后变为近似矩形波。为了加快VT2的开关速度，电路中增加了微分电路，信号经微分电路送至VT2放大输出的矩形波具有一定幅值和宽度，用来驱动表头指针转动，以指针偏转角度指示发动机转速。发动机转速↑→脉冲信号幅值与频率↑→脉宽↑→通过表头的平均电流↑→指针偏转角度↑→发动机转速表指示值↑桑塔纳2000型轿车采用电子发动机转速表。其中2000GLi型轿车是从点火线圈中获得一次电流中断时产生的脉冲信号，在点火线圈中转换成电压脉冲，经数字集成电路计算后，在表头上偏转指针以显示出发动机转速的。2000GSi型轿车则是由安装在飞轮侧的发动机转速传感器，直接把转速脉冲信号输入表头转换成发动机转速信号的。当发动机转速超过6000r/min时，指针进入表头的红色警戒区，这时应放松油门，以免损伤发动机机件。对于电控喷射式发动机GLi、GSi型轿车的发动机电子控制系统，ECU则立即切断喷油器供油而阻止发动机转速的上升，直到恢复正常转速又会继续供油。当点火开关接通时，充电指示灯点亮，发动机启动后，该灯应熄灭，表示充电系统工作。如车辆在启动后，此灯常亮，则表示充电系统有故障，应及时送修检查，以免蓄电池电源耗尽而造成车辆不能启动和抛锚。6.2.1充电指示灯6.2汽车显示报警系统当点火开关接通后，该指示灯即点亮，发动机启动后，该灯应熄灭。如车辆在行驶时该灯仍然发亮或闪烁，应检查发动机润滑系统是否有故障，及时停车检查排除后再使用。6.2.2机油压力过低报警装置当机油压力低于0.05~0.09M时，触点闭合，报警灯亮。6.2.3制动液面报警装置当燃油量低于10L时红色警告灯点亮。6.2.4燃油液位报警装置6.2.5冷却液温度报警装置水温低于60℃，绿灯亮。水温高于98℃，红灯亮。6.3电子显示系统简介6.3.1电子显示器件1.发光二极管显示2.液晶显示液晶是一种介乎于液体和晶体之间的物质，由伸长的有机分子构成。在液晶上加一电场时，其分子的长轴方向会发生变化，在液晶中光沿分子长轴方向传播。当液晶不加电压时，光线穿过液晶达到反射镜后反射回来，故人们看到反射回来的光线；当液晶加上电压后，光穿过液晶后被偏振镜阻隔，因此光线进入已通电的笔划晶粒不能反射回来，该笔划不亮而呈黑色。6.3.2电子仪表板和驾驶员信息中心11.1电动刮水器与洗涤器11.1.1刮水器的组成与原理11.1.2变速刮水器工作原理11.1.3风窗洗涤器11.1.4风窗刮水与洗涤系统控制电路11.3风窗除霜装置和电动门窗玻璃升降器11.3.1风窗除霜装置11.3风窗除霜装置和电动门窗玻璃升降器