汽车仪表、报警灯及电子显示装置

第9章仪表、报警灯及电子显示装置9.1汽车仪表1、仪表作用：汽车仪表是为驾驶员提供汽车运行重要信息的装置，用来指示汽车运行与发动机的运转状况，以便及时发现问题、采取措施、避免事故，保证车辆正常运行，同时也是维修人员发现和排除故障的重要工具。•2、仪表种类：现代汽车电气仪表一般包括电流表、机油压力表、水温表、燃油表和车速里程表等，有的汽车还装有发动机转速表。汽车电气仪表均集中安装在驾驶室转向盘仪表板上。常用的形式有组合式仪表板与组合仪表。不同汽车装用的仪表个数及结构类型不同。汽车仪表应结构简单、工作可靠、耐震、抗冲击性好，在电源电压允许变化的范围内，仪表示值应准确，且不随周围温度的变化而变化。•3、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。1．电流表的作用:（1）指示蓄电池充放电情况。（2）指示发电机工作情况。•当电流表的指针指向“＋”侧时，表示蓄电池充电；当电流表的指针指向“－”侧时，表示蓄电池放电。2．电流表的结构与原理（1）电磁式电流表原理：当充电电流通过黄铜片时，在黄铜片周围产生磁场，与永久磁场合成一个磁场，使软铁转子向“+”方向偏转一个角度，充电电流愈大，偏转角度愈大，电流表的读数愈大；当放电时，指针则反向偏转，指示蓄电池放电电流的大小。9.1.1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－软轴图9-1电磁式电流表（2）动磁式电流表原理：无电流流过电流表时，永磁转子经磁轭构成回路，使指针保持在“0”位。放电时，电流由接柱1经导电板2流向接柱3，导电板周围产生磁场，使永磁转子带动指针向“－”方向偏转一定角度，放电电流愈大，偏转角度愈大，电流表的读数愈大；充电时，则指针反向偏转。1、3－接线柱；2－导电板；4－永久磁铁转子；5－指针；6－磁轭图9-2动磁式电流表9.1.2电压表1．电压表的作用（1）指示发电机及调节器的工作情况。（2）指示蓄电池的技术状况。2．电压表的结构与原理（1）电热式电压表。1－支架；2－挂钩；3－指针；4－电热丝；5－II形双金属片；6－接线柱图9-3电热式电压表（2）电磁式电压表。图9-4电磁式电压表9.1.3机油压力表•一、机油压力表•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：机油压力指示表可分为电热式、电磁式和弹簧式三种。机油压力传感器可分为双金属片式和可变电阻式两种。常用的是电热式机油压力指示表配双金属片式机油压力传感器和电磁式机油压力指示表配可变电阻式机油压力传感器。二、机油压力表结构与工作原理机油压力表及机油压力传感器的结构与工作原理：1．机油压力表：机油压力表内装有双金属片，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。2．机油压力传感器•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。3．机油压力表的工作原理（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）电流通过电流表内双金属片的加热线圈时生热就会使双金属片变形，带动指针偏转。1）若机油压力很低，则传感器膜片变形很小，作用在触点上的压力也很小，通电时，温度略有上升，传感器双金属片稍有变形，就会使触点分开，切断电路；冷却后触点又接通电路，循环工作。因触点压力小，分开时长，接触时短，平均电流小，压力表内双金属片变形小，指针偏转量小，指示低油压。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。9.1.4水温表、燃油表和电源稳压器一、冷却液温度表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：(1)电热式冷却液温度表1)电热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。(1)电热式冷却液温度表2)电热式冷却液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。(1)电热式冷却液温度表2)电热式冷却液温度表配热敏电阻式冷却液温度传感器A.负温度系数的热敏电阻—一般用二氧化钛与氧化镁的混合物、氧化镍与氧化锰的混合物或氧化锰、氧化镍、氧化钴的混合物等半导体材料制成。特点是温度升高时其阻值变小；温度降低时，其阻值变大。•(1)电热式冷却液温度表2)电热式冷却液温度表配热敏电阻式冷却液温度传感器B.正温度系数的热敏电阻—一般由半导体钛酸钡为基本材料制成。其特点是温度升高时其阻值增加，温度降低时其阻值也减小。2、燃油表电热作用：燃油表用来指示燃油箱内燃油的储存量。分类：燃油表有电热式和电磁式两种，传感器均为可变电阻式。图电热式燃油表与可变电阻式燃油量传感器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.浮子结构与原理：电热式燃油表的基本结构和工作原理与电热式机油压力表相同，仅表盘刻度不同。电热式燃油表配用可变电阻式传感器，需串联一个稳压器。其基本结构如图所示。工作原理：油量多时，浮子上升，传感器阻值减小，流过表中电热线圈的电流增加，双金属片变形大，指针指向燃油多的一侧；反之指向燃油少的一侧。燃油液面传感器电磁式燃油表3、电源稳压器由于电源电压变化影响仪表读数的准确性，因此在这种电路中需配有电源稳压器。稳压器输出一脉冲电压，其电压波形如图8.7所示。当电源电压变化时，输出电压平均值保持稳定。该电源稳压器的输出电压为8.64V土0.15V。避免仪表指示误差。图电源稳压器的电压波形1.输入电压U入2.输出电压U出•①作用：当电源电压变化时稳定仪表电压，避免仪表的指示误差。•②适用范围：电热式水温表或电热式燃油表配用可变电阻式传感器的电路。•③电热式仪表稳压器•A.组成：双金属片、一对常闭触点、电热线圈、座板和外壳等。4、仪表稳压器9.1.5车速里程表和发动机转速表1．车速里程表（1）车速里程表的作用。车速里程表是用来指示汽车行驶速度和累计行驶里程数的仪表，由车速表和里程表两部分组成。（2）车速里程表的结构与原理。图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.指针工作原理：不工作时，铝碗2在盘形弹簧4的作用下，使指针指在刻度盘的零位。当汽车行驶时，主动轴带着永久磁铁l旋转，永久磁铁的磁力线穿过铝碗2，在铝碗2上感应出蜗流，铝碗在电磁转矩作用下克服盘形弹簧的弹力，向永久磁铁1转动的方向旋转，直至与盘形弹簧弹力相平衡。由于蜗流的强弱与车速成正比，指针转过角度与车速成正比，指针便在刻度盘上指示出相应的车速。2、发动机转速表作用：发动机转速表用于指示发动机的运转速度。分类：常用的转速表有机械式和电子式两种。组成：电子式转速表获取转速信号的方式有三种，即取自点火系、发动机的转速传感器和发电机。如所示为桑塔纳轿车取自点火系的转速表电路原理图。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。图桑塔纳轿车电子式转速表电路原理图9.2汽车报警灯为了确保行车安全，现代机动车辆都安装有各种报警装置。报警装置一般由传感器和红色报警灯组成。报警信号系统通常由报警灯和报警自动开关组成，当被监测的系统不正常时，开关自动接通，指示灯自动发亮，提醒驾驶员注意，如机油压力过高或过低报警、制动液压力不足报警、真空度过低报警、水温过高报警、燃油不足报警等。（报警灯通常安装在仪表上，灯泡功率一般为1～4W，在灯泡前设有滤光片，使报警灯发出红光或黄光，滤光片上通常有标准图形符号。）常见的报警灯图形符号常见的报警灯图形符号常见的汽车报警灯符号1．制动系统低气压报警灯汽车上安装了低气压报警灯，如制动系统气压过低时，报警灯即发亮，警告驾驶员迅速采取措施。1－调整螺钉；2－锁紧螺钉；3－复位弹簧；4－膜片；5－动触点；6－静触点；7－滤清器图9-12低气压报警传感器在现代多数汽车上，除机油压力表之外，还配有一个红色报警灯，用来表示机油压力安全值的情况。当润滑系统机油压力降低或升高到允许限度时，报警灯即亮，以便引起汽车驾驶员注意。薄膜式机油压力过低报警灯组成与原理如图9-13所示。当机油压力正常时，机油压力推动薄膜向上拱曲，推杆将触点打开，报警灯不亮；当机油压力过低时，薄膜在弹簧压力作用下移，从而触点闭合，红色报警灯亮，以示警告。2．机油压力报警灯图9-13薄膜式机油压力过低报警灯•3．水温报警灯•水温报警灯用来冷却，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，水温报警灯的电路如图9-14所示。在传感器的密封套管1内装有条形双金属片2，双金属片2自由端焊有动触点，而静触点4直接搭铁。当温度升高到95～98℃时，双金属片2向静触点方向弯曲，使两触点接触，红色报警灯便接通发亮。1－传感器套管；2－双金属片；3－螺纹接头；4－静触点；5－指示灯图9-14水温报警灯•4．燃油油面报警灯•燃油油面报警灯用来当燃油箱内燃油减少到某一规定值时，报警灯亮，以警告驾驶员注意。如图9-15所示，它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，散热快，其温度较低，电阻值大所以电路中电流很小，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露出油面上，散热慢，温度升高，电阻值减少，电流增大，则报警灯发亮。1－外壳；2－金属网丝；3－热敏电阻；4－油箱外壳；5－接线柱；6－指示灯图9-15燃油油面报警灯热敏电阻•制动液液面报警灯用来在制动液液面降到规定值时，液面灯亮，警告驾驶员进行维护。结构如图9-16所示，它的传感器，装在制动液储液罐中。外壳1内装有舌簧管继电器，接线柱与液面报警灯相连，浮子4上固定着永久磁铁。制动液面下降到规定值时，通过浮子带动永久磁铁3使舌簧管触点闭合，接通报警灯，发出警告，当制动液面上升时，浮子上升，吸力减弱，舌簧管触点靠自身弹力张开，报警灯熄灭。5．制动液液面报警灯