课题五仪表与报警系统检修

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1、课题五 仪表和电器系统,任务一 仪表系统结构与工作原理 任务二 辅助电器,返回,任务一 仪表系统结构与工作原理,仪表系统可以帮助驾驶员及时掌握汽车主要系统的运行情况，及时发现问题，排除故障，让车况保持良好，防止事故的发生。仪表系统中的各种仪表和指示灯，反映汽车一些重要的运行状态的参数，必要时提出警示。仪表和指示灯安装在驾驶室前方仪表板上。 仪表系统主要由仪表控制单元、传感器(主要有机油油位和机油温度传感器、车外温度传感器、燃油存量显示传感器、发动机转速传感器、车速传感器等)、仪表(主要包括发动机转速表、车速表、温度表、燃油表等)和指示灯(发动机指示灯、驻车制动装置指示灯和远光灯指未灯等)等组成

2、。,下一页,返回,任务一 仪表系统结构与工作原理,一、认识仪表板 图5-1所示是汽车驾驶室内的仪表板，这里我们来了解一下仪表板 1.仪表 (1)发动机转速表 发动机转速表指针根据来自点火器的信号移动，表示发动机的转速。 (2)车速表 车速表指针按照来自车速传感器的信号变化，表示车辆行驶速度。 (3)温度表 温度表指针按照来自传感器的信号变化，表示发动机冷却液温度.,上一页,下一页,返回,任务一 仪表系统结构与工作原理,(4)燃油表 燃油表指针按照来自传感器的信号变化，表示燃油箱燃油的剩余量。 2.指示灯 在打开点火开关的时候，仪表板上会亮起不同图案的指示灯。指示灯一般采用14W小功率灯泡，目前

3、流行采用发光二极管。 常见指示灯及其说明见图5-2和表5-1。 二、仪表的结构与工作原理 1.车速里程表 (1)磁感应式车速里程表,上一页,下一页,返回,任务一 仪表系统结构与工作原理,车速里程表分为车速表和里程表两部分。 在车辆行驶时，主动轴带动U形永久磁铁旋转，在感应罩上产生涡流。涡流受永久磁铁作用产生转矩，驱使感应罩克服盘形弹簧弹力作同向偏转，从而带动指针在刻度盘上指示相应的车速值。车速越快，永久磁铁旋转越快，感应罩上的涡流转矩越大，感应罩带着指针偏转的角度越大，指示的车速值也越大。 里程表由涡轮蜗杆机构和数字轮组成。在汽车行驶时，由变速器输出轴齿轮啮合的软轴，驱动三对涡轮蜗杆转动，由第

4、三个涡轮带动总行驶里程计数器最右边一个计数轮转动，并从右至左逐级驱动其余5个计数轮。,上一页,下一页,返回,任务一 仪表系统结构与工作原理,单程计数器的右边一个计数轮由总行驶里程计数器上的右边一个计数轮通过中间齿轮驱动，并从右至左逐级驱动其余3个计数轮。两种里程计数器的任何一个计数轮转动一圈，就使其左边相邻的计数轮转动1/10圈，从而累计出行驶里程。 仪表盘上的两个计数器中，上面一个计数器共有6个计数轮，记录总行驶里程;下面一个计数器共有4个计数轮，记录短程行驶里程。按下车速表下方的复零按钮，可将短程计数器复零，如图5-3所示。 汽车停驶时，永久磁铁以及涡轮蜗杆均停止转动，感应罩上的涡流转矩消

5、失。在盘形弹簧作用下使转速表指针回到。位置，同时里程表也停止计数。,上一页,下一页,返回,任务一 仪表系统结构与工作原理,(2)电子式车速里程表 图5-4所示为桑塔纳2000型轿车采用的电子式车速里程表。它由电子模块、步进电动机、机械计算器组成。电子式车速里程表是从变速器后部的传感器中取得脉冲信号，通过导线输送给指示器，避免了机械式车速里程表用软轴传输转矩所带来的许多弊病，具有精度高、指针平稳和寿命长等特点。车速表由永久磁铁、矩形塑料框内线圈、针轴、游丝等组成。 2.发动机转速表 发动机转速表是用来测量发动机的曲轴转速。转速表按其结构不同，可以分为机械式和电子式。,上一页,下一页,返回,任务一

6、 仪表系统结构与工作原理,现代汽车应用最广泛的是电子式转速表。比较常见的电子式转速表都是从点火系统获取转速信号，图5-5所示为其工作原理图。 利用电容充放电的脉冲式电子转速表的电路见图5-6，它由断电器触点产生信号。当发动机工作时，分电器触点不断开闭，其开闭的次数与发动机的转数成正比。当触点闭合时，三极管U1无偏压而处于截止状态电容C2被充电，电流走向为:蓄电池正极电阻R3 电容C2 二极管U3 蓄电池负极。 当触点闭合闭时，对电容C2不断充放电，放电电流平均值与发动机转速成正比，通过转速表测量机构(毫安表)指示发动机的转速。,上一页,下一页,返回,任务一 仪表系统结构与工作原理,当触点断开时

7、，三极管U1的基极电位接近蓄电池正极而导通，此时电容C2便通过三极管U1 、转速表测量机构M和二极管U4构成放电电路，从而驱动转速表测量机构。 3.冷却液温度表 冷却液温度表用来指采发动机冷却液的工作温度，由冷却液温度表显采装置和冷却液温度传感器(俗称感温塞)两部分组成。 根据冷却液温度表类型及其配套传感器类型可分为以下几种: 双金属式冷却液温度表和双金属式传感器。 双金属式冷却液温度表与热敏电阻式传感器。 电磁式冷却液温度表与热敏电阻式传感器,上一页,下一页,返回,任务一 仪表系统结构与工作原理,动磁式冷却液温度表与热敏电阻式传感器。 冷却液温度表的作用是正确指未发动机冷却液的温度。由装在仪

8、表板上的温度指示表与装在发动机水套上的冷却液温度传感器配合工作。 (1)双金属式冷却液温度表与热敏电阻式传感器 双金属式冷却液温度表、热敏电阻式传感器与电源稳压器配套的原理图见图5-7。 当点火开关置ON时，电流从蓄电池正极升点火开关升电源稳压器温度表双金属片的加热线圈传感器接线柱热敏电阻传感器外壳搭铁蓄电池负极。,上一页,下一页,返回,任务一 仪表系统结构与工作原理,当发动机冷却液温度较低时，传感器的热敏电阻阻值大，电路中电流的平均值小，温度表的双金属片弯曲变形小，指针指向低温反之，当冷却液温度升高时，热敏电阻阻值小，电路中电流的平均值大，温度表的双金属片弯曲变形大，指针指向高温。 (2)电

9、磁式冷却液温度表与热敏电阻式传感器 电磁式冷却液温度表与热敏电阻式传感器配套工作的冷却液温度表工作原理如图5-8所示。 当点火开关置ON时，左、右两线圈通电，各形成一个磁场，同时作用于软铁转子。转子便在合成磁场的作用下转动，使指针指在某一刻度上。,上一页,下一页,返回,任务一 仪表系统结构与工作原理,当冷却液温度降低时，传感器热敏电阻阻值增大，线圈2中电流变小，合成磁场逆时针转动，使指针指在低温处;反之，当冷却液温度升高时，传感器热敏电阻阻值减小，线圈2中电流增大，合成磁场顺时针转动，使指针指在高温处。 (3)动磁式冷却液温度表与热敏电阻式传感器 动磁式冷却液温度表结构及工作原理如图5-9所示

10、。它主要由永久磁铁、指针永久磁铁、三个电磁线圈和安装在指针永久磁铁上的指针所组成。 点火开关CFF时，指针在永久磁铁作用下使指针归零。,上一页,下一页,返回,任务一 仪表系统结构与工作原理,当点火开关ON时，电流从蓄电池正极出发，一路经线圈和通过电阻搭铁构成回路;另一路经线圈、传感器热敏电阻搭铁构成回路。这时三个线圈各形成一个磁场同时作用于指针永久磁铁，指针永久磁铁便在合成磁场的作用下转动，使指针指在某一刻度上液温较低时，热敏电阻阻值大，线圈中电流小，磁场弱，合成磁场主要取决于电流，使指针指在低温处。液温升高时，传感器的电阻减小，线圈中的电流增大，磁场增强，合成磁场偏移，转子带动指针转动指向高

11、温处。 三、指示灯的工作原理 在这里指示灯主要包括冷却液温度过高指示灯、充电指示灯、燃油指示灯、机油压力指示灯、制动液不足指示灯和制动器指示灯。,上一页,下一页,返回,任务一 仪表系统结构与工作原理,1.冷却液温度过高指示灯 冷却液温度过高指示灯的电路如图5-10所示。冷却液温度正常时，传感器因感温低，双金属片几乎不变形，触点分开，指示灯不亮如果冷却液温度升高到95以上时，双金属片则由于温度高而弯曲，使触点闭合，红色指示灯便通电发亮，以警告驾驶员采取适当降温措施。 2.充电指示灯 此灯点亮，说明充电系统出现故障，应及时检查电气线路，查明并消除故障。如果在发动机运行时突然闪亮，应立即停车并关闭发

12、动机，检查发电动机的传动带是否松脱或断裂。如果传动带已有破损就要小心驾驶，并立即开到修理厂更换传动带。,上一页,下一页,返回,任务一 仪表系统结构与工作原理,充电指示灯控制电路如图5-11所示。 3.燃油指示灯 如图5-12所示，当燃油箱内燃油量多时，热敏电阻元件浸没在燃油中，散热快，其温度较低，电阻值大，报警灯处于熄灭状态。当燃油减少到规定值以下时，热敏电阻元件露出油面，散热慢，温度升高，电阻值减小，电路中电流增大，则报警灯发亮，提醒驾驶员及时加油。 4.机油压力指示灯 东风EQ1090型载货汽车装用的弹黄管式机油压力指示灯的电路如图5-13所示。它由装在发动机主油道的弹簧管式传感器和装在仪

13、表板上的红色报警灯组成。,上一页,下一页,返回,任务一 仪表系统结构与工作原理,传感器为盒形，内有管形弹簧，它的一端经管接头与润滑系主油道相通，另一端固定着动触点，静触点经接触片与接线柱相连。 当机油压力低于610 kPa时，弹簧管变形很小，触点闭合，接通电路，使报警灯发亮，警告驾驶员机油压力不正常。当机油压力超过610 kPa时，弹簧管变形很大，使触点分开，切断电路，报警灯熄灭，说明润滑系工作正常。 5.制动液不足指示灯 制动液不足指示灯开关装在制动主缸的储液罐内，如图5-14所示。外壳的外面套装着浮子，浮子上固定有永久磁铁，外壳内部装有舌形开关。,上一页,下一页,返回,任务一 仪表系统结构

14、与工作原理,舌形开关的两个接线柱与报警灯和电源相连。当制动液面在规定值以上时，浮子浮在靠上的位置，永久磁铁的吸力不足，舌形开关在自身的弹力作用下保持断开的状态;当制动液面下降到一定值时，浮子位置下降，舌形开关在永久磁铁吸力作用下闭合，报警灯点亮。 6.制动器指示灯 制动器指示灯的作用是当制动器摩擦片磨损到使用极限厚度时，发出 报警信号，表示制动器摩擦片需要更换。 图5-15所示为制动器指示灯控制电路。将一段导线理在制动器摩擦片内部，该导线与组合仪表中的电子控制器相连。,上一页,下一页,返回,任务一 仪表系统结构与工作原理,当制动器摩擦片没有到使用极限时，电子控制器中的晶体管基极电位为低电位，晶

15、体管截止，制动器摩擦片使用极限报警灯不亮;当制动器摩擦片到使用极限时，制动器摩擦片中埋设的导线被磨断，电子控制器中的晶体管基极电位为高电位，晶体管导通，制动器指示灯亮。一般情况下，制动器指示灯与制动液不足指示灯共用一个灯。 四、电子显示装置 1.发光二极管(LED) 由镓(Ga)、砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，其实物和结构如图5-16所示。,上一页,下一页,返回,任务一 仪表系统结构与工作原理,LED在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化银二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。在实际应用

16、中，常把它焊接到印制电路板上，以形成数字显示或带色光杆显示，如图5-17所示。图5-18所示即为用七只发光二极管组成的数码显示装置。有些仪表则用发光二极管所组成的光点矩阵型显示器，如图5-19所示。 2.真空荧光管(VFD ) VFD是最常用的发光型显示器，其结构如图5-20所示。 钨灯丝为阴极，接电源负极;涂有荧光物质的屏幕为阳极，接电源正极。,上一页,下一页,返回,任务一 仪表系统结构与工作原理,其上制有若干字符段图形，每个字符段由电子开关单独控制通电状态;栅格置于灯丝和屏幕之间;整个装置密封在被抽真空的玻璃罩内。图5-21所示为汽车用的数字式车速表的真空荧光显示屏，显示三位数字。该显示屏阳极为20个字形笔划小段，上面涂有荧光体或磷光体。它们各与一个接线柱相接，且笔划内部相互连接。该显示屏阴极为灯丝，在灯丝与笔划小段(阳极)之间插入栅格，其构造与一般电子管相似。整个装置密封在一个被抽空了的玻璃罩内。 真空荧光管的工作原理见图5-21，当阴极钨灯丝通电时，灯丝发热，释放电子，电子被电位较高的栅格吸引，并穿过栅格，均匀地打在电位最高的屏幕字符段上。