六、汽車電器儀表與顯示系統(tǒng)

第六章汽車電器儀表與

顯示系統(tǒng)作用：汽車儀表是用來指示汽車運行以及發(fā)動機運轉的狀況，以便駕駛員隨時了解各系統(tǒng)的工作情況，保證汽車可靠而安全行駛。（不是越多越好，要有必要才用，如燃油壓力表）常見儀表：電流表、水溫表、燃油表、機油壓力表、轉速表、車速表、里程表、發(fā)動機故障指示燈、檔位開關（P、R、N）等儀表的分類：

電氣式儀表:就是基于電測原理,通過各類傳感器將被測的非電量變換成電信號（模擬量）加以測量的儀表。

模擬電路電子式儀表:其工作原理與電氣式儀表基本相同，只不過是用電子器件（分立元件和集成電路）取代原來的電氣器件，現(xiàn)在均采用各種專用集成電路。

數(shù)字式儀表:就是由ECU采集傳感器的信號，將模擬量轉換為數(shù)字量，經(jīng)分析處理后控制顯示裝置的儀表。傳統(tǒng)儀表（機電模擬式）電子式儀表（1）指示精度高、分度均勻（2）能提供大量、復雜的信息（3）響應速度快、無抖動

（4）穩(wěn)定性和可靠性大大提高（5）能滿足小型、輕薄化要求優(yōu)點常見警告燈和監(jiān)視燈符號一、電流表1.電流表的作用指示蓄電池充放電情況指示發(fā)電機工作情況2.電流表的結構與原理如右圖，電磁式電流表當電流表的指針指向“＋”側時，表示蓄電池充電；當電流表的指針指向“－”側時，表示蓄電池放電。注意：現(xiàn)在汽車上關于充電放指示的實際做法二、機油壓力表汽車的燃油表、水溫表和機油壓力表，雖然測量的參數(shù)不同，但均由指示表和傳感器兩部分組成。指示表在結構上分為電熱式和電磁式兩種，傳感器分為電熱式和可變電阻式兩種。指示表和傳感器的配合類型如下：(1)電熱式指示表+電熱式傳感器；(2)電磁式指示表+可變電阻式傳感器電熱式油壓表：又稱為雙金屬片式機油壓力表，機油壓力表及傳感器的結構和工作原理如下圖注意：現(xiàn)代汽車大多是采用機油壓力警告燈來指示。三、水溫表水溫表用來指示發(fā)動機冷卻液工作溫度。水溫表的工作電路由水溫表和水溫表傳感器兩部分組成水溫表安裝在組合儀表內(nèi)，水溫傳感器安裝在發(fā)動機氣缸蓋的冷卻水套上。按結構類型可分為電熱式水溫表和電磁式水溫表1.電熱式水溫表電熱式水溫表又稱雙金屬片式水溫表，電熱式水溫表通常與電熱式水溫傳感器配套使用。電熱式水溫表與電熱式水溫傳感器的工作電路如圖所示低溫時：散熱快，冷卻效果好，斷電時間短，平均電流大，指示表的雙金屬片變形大，指示針指示低溫；高溫時：散熱慢，斷電時間變長，平均電流變小，指示表的雙金屬片變形小，指示針指示高溫。2.電磁式水溫表電磁式水溫表一般配用熱敏電阻水溫傳感器，結構如下圖所示水溫低時：熱敏電阻阻值變大，流經(jīng)L1、L2電流相差不大。L1匝數(shù)多，磁場大，吸引指針向低溫方向擺動。水溫高時：熱敏電阻阻值變小，流經(jīng)L1電流減小，磁力變小，指針被L2吸引，向高溫方向擺動。四、燃油表

電磁式燃油表結構如圖當油箱無油時，傳感器浮子7在最低位置，將可變電阻5以最小阻值接入電路，L1產(chǎn)生的磁場吸引力較大，指針左擺，指示0位。燃油表用途是指示油箱的存油量。它由油量傳感器和儀表盤上的燃油指示表兩部分組成。燃油指示表有電磁式和電熱式兩種。當油箱滿油時，傳感器浮子7在最高位置，電阻5以最大阻值接入，L1產(chǎn)生的磁場吸引力變小，指針右擺滿位。四、燃油表

電熱式燃油表又稱為雙金屬片燃油表，它的傳感器與電磁式燃油表相同，結構如圖當油箱元油時，傳感器浮子7在最低位置，將可變電阻5全部接入電路，加熱線圈中的電流最小五、車速里程表

速里程表是用來指示汽車行駛速度和累計行駛里程數(shù)的儀表，由車速表和里程表兩部分組成。磁感應式車速里程表也稱永磁式車速里程表，其結構如圖6-9所示。磁感應式儀表沒有電路連接，它是由變速器輸出軸上的一套蝸輪蝸桿以及撓性軟軸來驅動的。1.車速表工作原理不工作時，鋁碗2在盤形彈簧4的作用下，使指針指在刻度盤的零位。當汽車行駛時，主動軸帶著永久磁鐵l旋轉，永久磁鐵的磁力線穿過鋁碗2，在鋁碗2上感應出蝸流，鋁碗在電磁轉矩作用下克服盤形彈簧的彈力，向永久磁鐵1轉動的方向旋轉，直至與盤形彈簧彈力相平衡。由于蝸流的強弱與車速成正比，指針轉過角度與車速成正比，指針便在刻度盤上指示出相應的車速。2.里程表工作原理汽車行駛時，軟軸帶動主動軸，主動軸經(jīng)三對蝸輪蝸桿(或一套蝸輪蝸桿和一套減速齒輪系)驅動里程表最右邊的第一數(shù)字輪。第一數(shù)字輪上的數(shù)字為1／10km，每兩個相鄰的數(shù)字輪之間的傳動比為l:10。即當?shù)谝粩?shù)字輪轉動一周，數(shù)字由9翻轉到0時，便使相鄰的左面第二數(shù)字輪轉動1／10周，成十進位遞增。這樣汽車行駛時，就可累計出其行駛里程數(shù)，最大讀數(shù)為99999.9km。

六、發(fā)動機電子轉速表當發(fā)動機工作時，點火系初級電路不停的導通與截止，電容C2不停的充放電。因為初級電路通斷的次數(shù)與發(fā)動機轉速成正比，所以電流表中電流平均值與發(fā)動機轉速成正比，從而可用電流平均值標定發(fā)動機的轉速。

桑塔納轎車電子式轉速表電路原理圖作用：發(fā)動機轉速表用于指示發(fā)動機的運轉速度。分類：常用的轉速表有機械式和電子式兩種。組成：電子式轉速表獲取轉速信號的方式有三種，即取自點火系、發(fā)動機的轉速傳感器和發(fā)電機。如下圖所示為桑塔納轎車取自點火系的轉速表電路原理圖。原理：當初級電路導通時，三極管VT截止，電容C2被充電，充電電流由蓄電池正極點火開關電阻R3電容C2二極管VD2蓄電池負極。當初級電路截止時，三極管VT導通，電容器C2放電，放電電流通過三極管VT電流表二極管VD1。七、車速里程表電子式車速里程表電子式車速里程表主要由車速傳感器、電子電路、車速表和里程表四部分組成。如右圖所示為奧迪100型轎車的電子式車速里程表。（1）車速傳感器其作用是產(chǎn)生正比于車速的電信號。它由一個舌簧開關和一個含有4對磁極的轉子組成。變速器驅動轉子旋轉，轉子每轉一周，舌簧開關中的觸點閉合、打開8次，產(chǎn)生8個脈沖信號，該脈沖信號頻率與車速成正比。

奧迪100型轎車電子式車速里程表a)車速傳感器1.塑料環(huán)2.舌簧開關管電子式車速里程表

（2）電子電路其作用是將車速傳感器送來的電信號整形、觸發(fā)，輸出一個電流大小與車速成正比的電流信號。其基本組成主要包括穩(wěn)壓電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、恒流源驅動電路、64分頻電路和功率放大電路。

（3）車速表它是一個電磁式電流表，當汽車以不同車速行駛時，從電子電路接線端6輸出的與車速成正比的電流信號便驅動車速表指針偏轉，即可指示相應的車速。奧迪100型轎車電子式車速里程表b)電子電路

（4）里程表它由一個步進電動機和六位數(shù)字的十進位數(shù)字輪組成。車速傳感器輸出的信號，經(jīng)64分頻后，再經(jīng)功率放大器放大到足夠的功率，驅動步進電動機，帶動數(shù)字輪轉動，從而記錄行駛的里程。奧迪100型轎車電子式車速里程表c)里程表第二節(jié)報警裝置汽車報警裝置分為對內(nèi)報警和對外報警,對外報警已在前面敘述過這里介紹對內(nèi)報警裝置。對內(nèi)報警通常由報警燈和報警自動開關組成，當被監(jiān)測的系統(tǒng)不正常時，開關自動接通，而指示燈自動發(fā)亮，提醒駕駛員注意，如機油壓力過高或過低報警、制動液壓力不足報警、真空度過低報警、水溫過高報警、燃油不足報警等等車內(nèi)報警顯示車內(nèi)報警顯示車內(nèi)報警顯示車內(nèi)報警顯示報警傳感器報警傳感器報警電路數(shù)字儀表

1電子顯示器件1.真空熒光管（VFD）2.液晶顯示器（LCD）3.發(fā)光二極管（LED）2顯示器顯示方法1.字符段顯示法2.點陣顯示法3.特殊符號顯示法4.圖形顯示法3數(shù)字儀表控制電路1.分裝式數(shù)字儀表2.組合式數(shù)字儀表3.綜合信息系統(tǒng)1電子顯示器件

1.真空熒光管（VFD）（1）結構

VFD是最常用的發(fā)光型顯示器，其結構如圖8.16所示，鎢燈絲為陰極，接電源負極；涂有熒光物質(zhì)的屏幕為陽極，接電源正極，其上制有若干字符段圖形，每個字符段由電子開關單獨控制通電狀態(tài)；柵格置于燈絲和屏幕之間；整個裝置密封在被抽真空的玻璃罩內(nèi)。

圖8.16真空熒光管（VFD）的結構1.電子開關2.涂有熒光物質(zhì)的屏幕（陽極）3.柵格4.鎢燈絲(陰極)5.玻璃罩6.電位器（亮度調(diào)節(jié)）1電子顯示器件

1.真空熒光管（VFD）（2）原理當陰極燈絲1通電時，燈絲發(fā)熱，釋放電子，電子被電位較高的柵格2吸引，并穿過柵格，均勻地打在電位最高的屏幕字符段3上。凡是由電子開關控制通電的字符段受電子轟擊后發(fā)亮，而未通電的字符段發(fā)暗。這樣通過控制字符段通電狀態(tài)，就可形成不同的顯示數(shù)字。

圖8.17真空熒光管（VFD）的工作原理1.鎢燈絲(陰極)2.柵格3.字符段（陽極）4.屏幕1電子顯示器件

2.液晶顯示器（LCD）（1）結構

LCD是最常用的非發(fā)光型顯示器，其結構如圖8.18所示。前玻璃板2和后玻璃板3之間加有一層液晶，外表面貼有垂直偏光鏡1和水平偏光鏡4，最后面是反射鏡5。

圖8.18液晶顯示器（LCD）的結構1.垂直偏光鏡2.前玻璃板3.后玻璃板4.水平偏光鏡5.反射鏡1電子顯示器件

2.液晶顯示器（LCD）（2）原理當液晶不加電場時，液晶的分子排列方式可將來自垂直偏光鏡的垂直方向的光波旋轉90，再經(jīng)水平偏光鏡后射到反射鏡上，經(jīng)反射后按原路回去，這時透過垂直偏光鏡看液晶時，液晶呈亮的狀態(tài)。圖8.19液晶顯示器（LCD）的工作原理a)當液晶不加電場時，液晶將垂直光波旋轉901電子顯示器件

2.液晶顯示器（LCD）（2）原理當液晶加一電場時，液晶的分子排列方式改變，不能將來自垂直偏光鏡的垂直方向的光波旋轉，不能通過水平偏光鏡達到反射鏡，這時透過垂直偏光鏡看液晶時，液晶呈暗的狀態(tài)。這樣將液晶制成字符段，通過控制每個字符段的通電狀態(tài)，就可使液晶顯示不同的字符。圖8.19液晶顯示器（LCD）的工作原理b)當液晶加電場時，液晶不能將光波旋轉2顯示器顯示方法

1.字符段顯示法由七段、十四段或十七段小線段組成數(shù)字或字符顯示，每段都由電子電路選擇并控制明暗。圖8.20字符段顯示法a)七字符段b)十四字符段c)七字符段顯示的數(shù)字d)十四字符段顯示的數(shù)字和字母2顯示器顯示方法

2.點陣顯示法由成行列排列的點陣元素組成數(shù)字或字符，各點陣元素都是由電子電路選擇并控制明暗。圖8.22所示為發(fā)光二極管組成的5×7點陣顯示板和5×7點陣顯示的一些數(shù)字和字母。

圖8.22點陣顯示法a)5×7點陣顯示板b)5×7點陣顯示的數(shù)字和字母2顯示器顯示方法

3.特殊符號顯示法利用一些形象直觀的國際標準ISO符號顯示的方法。

圖8.23國際標準ISO符號2顯示器顯示方法

4.圖形顯示法圖形顯示法就是利用圖形顯示的方法。如圖8.24所示為用圖形顯示大燈、小燈與制動燈故障以及清洗液與燃油量存量的方法。在汽車頂視外觀圖的某些部位裝有發(fā)光二極管顯示裝置，當某個部位出現(xiàn)故障時，傳感器即向電子控制組件提供信息，控制發(fā)光二極管上的電壓，使其閃光。圖8.24用發(fā)光二極管作圖形顯示1-座架2-圖形顯示警告器3-大燈4-尾燈5-制動燈2顯示器顯示方法

4.圖形顯示法如圖8.25所示為利用桿圖顯示燃油量等的方法。用32條亮桿代表燃油量，當滿油時，32條亮桿都亮；當燃油量減少時，發(fā)亮亮桿數(shù)量減少；當燃油量減至三條發(fā)亮亮桿時，燃油量不足符號閃爍，提醒應該加油了。圖8.25用桿圖顯示燃油量2顯示器顯示方法

4.圖形顯示法如圖8.26所示為利用光條圖顯示燃油量的方法。圖8.26用光條圖作圖形顯示1-漫射器2-發(fā)光二極管3-印刷電路板4-分隔器3數(shù)字儀表控制電路

1.分裝式數(shù)字儀表分裝式數(shù)字儀表具有各自獨立的控制電路，如圖8.27所示為一數(shù)字燃油表的控制電路。圖8.27數(shù)字燃油表的控制電路3數(shù)字儀表控制電路

1.分裝式數(shù)字儀表圖8.28所示為微機控制的燃油表系統(tǒng)。

圖8.28微機控制的燃油表系統(tǒng)3數(shù)字儀表控制電路2.組合式數(shù)字儀表圖8.29單片機控制的汽車智能組合儀表3數(shù)字儀表控制電路

3.綜合信息系統(tǒng)綜合信息系統(tǒng)就是將各種儀表、報警裝置和舒適性控制器組合到一起而形成的系統(tǒng)。圖8.30燃油數(shù)據(jù)中心

3數(shù)字儀表控制電路

3.綜合信息系統(tǒng)圖8.31綜合信息系統(tǒng)所監(jiān)控的車上信息第七章、汽車車身電器裝置一、風窗刮水和清洗裝置

電動刮水器的作用是刮除風擋玻璃上的雨水、雪或灰塵，確保駕駛員有良好的視線。目前在汽車上廣泛采用的電動刮水器，普遍具有高速、低速及間歇三個工作檔位，而且除了變速之外，還有自動回位的功能電動刮水器的電動機一般有永磁式和勵磁式兩種，而永磁式電動機結構簡單、體積小、可靠性好，被廣泛采用一、風窗刮水和清洗裝置電動刮水器是由電動機、傳動機構組成和刮水片三部分組成。電動機軸端的蝸桿驅動渦輪4，渦輪4帶動搖臂6旋轉，搖臂6使拉桿往7復運動，從而帶動刮水片左右擺動。永磁式刮水器工作原理直流電動機工作時，在電樞內(nèi)的所有線圈中同時產(chǎn)生反電動勢，每個小線圈都產(chǎn)生相等的反電動勢，電動勢的方向如圖中所示。永磁式刮水器的回位與制動刮水器開關拉到“I”檔時，電流從蓄電池的正極→電源開關→熔絲→電刷B3→電樞繞組→電刷B1→刮水器“I”檔→搭鐵，刮水器電動機低速運轉。

永磁式刮水器的回位與制動刮水器開關拉到“Ⅱ”檔時，電流從蓄電池的正極→電源開關→熔絲→電刷B3→電樞繞組→電刷B2→刮水器“Ⅱ”檔→搭鐵，刮水器電動機高速運轉。永磁式刮水器的回位與制動刮水開關推到“0”檔時，如果刮水器的刮水片沒有停在規(guī)定的位置電流經(jīng)蓄電池正極→電源開關→熔絲→電刷B3→電樞繞組→電刷B1→刮水器“0”檔→觸點臂5→銅環(huán)9→搭鐵，這時電動機將繼續(xù)轉，。永磁式刮水器的回位與制動當刮水器的刮水片到規(guī)定位置時，觸點臂3、5都和銅環(huán)7接觸，使電動機短路（如圖7-4b）。與此同時，電動機電樞由于慣性而不能立刻停下來，電樞繞組通過觸點臂3、5與銅環(huán)7接觸而構成回路，電樞繞組產(chǎn)生感應電流，因而產(chǎn)生制動扭矩，電動機迅速停止轉動，使刮水器的刮水片停止在規(guī)定的位置。

三、間歇式電動刮水器1.同步式間歇刮水器2.非同步式間歇刮水器3.集成電路間歇刮水器常見車型電動刮水器與洗滌器電路

第二節(jié)風窗玻璃防冰霜設備及洗滌設備一、風窗玻璃防冰霜設備1.暖風裝置2.電加熱裝置在較冷的季節(jié)，車窗玻璃上會凝結上一層霜、霧、雪或冰，從而影響駕駛員的視線。為了避免水蒸氣凝結，設置了除霜（霧）裝置，需要時可以對風窗玻璃加熱。風窗玻璃防冰霜裝置工作過程如下：當接通除霜器開關后，除霜器開關使除霜繼電器的磁化線圈搭鐵，繼電器觸點閉合，風窗玻璃及后視鏡上的電熱絲通電發(fā)熱，使冰霜受熱蒸發(fā)。除霜器開關中的時間繼電器維持除霜繼電器導通10－20min，然后自動切斷除霜繼電器的電路，使電熱絲斷電。若想繼續(xù)除霜，可再次接通除霜開關。二、洗滌器1．作用汽車在風沙或塵土較多的環(huán)境中行駛時，會由于灰塵落在擋風玻璃上而影響駕駛員的視線。因此很多汽車的刮水系統(tǒng)中安裝了清洗裝置，必要時向擋風玻璃噴水或專用清洗液（北方地區(qū)冬季不宜用水，以免凍裂儲液罐或輸液管），在雨刷器的配合下，保持擋風玻璃潔凈。2．結構及組成第三節(jié)電動車窗1.作用電動門窗可以使駕駛員更加集中精力駕車，方便駕駛員及乘客的操作。駕駛員操作時，可以使四個車窗中的任意一個上升或下降，乘員只能使所在的車窗上升或下降。2.組成電動車窗主要由車窗升降器、電動機、繼電器、開關等組成。車窗升降器主要有鋼絲滾筒式升降器、齒扇式升降器及齒條式升降器等。3.控制電路不同車型所采用的電動車窗的電機及其控制電路各不相同。電機可分成直接搭鐵式和控制搭鐵式兩種。1.直接搭鐵式電機的一端直接搭鐵，電機內(nèi)部有兩組磁場線圈。通過接通不同的線圈，使電機的轉向不同，實現(xiàn)車窗的上升和下降動作，其控制電路見下圖。2.控制搭鐵式電動車窗的電機結構簡單，開關和控制線路復雜一些，在實際當中應用較廣泛。其基本控制電路見下圖所示。第四節(jié)電動后視鏡第四節(jié)中央門鎖一、中央門鎖功能1、中央控制；2、速度控制；3、單獨控制；4、兩級開鎖控制；5、鑰匙占用預防功能；6、安全功能；7、自動打開電動車窗功能二、結構與工作原理門鎖開關電流通路三、典型汽車中央控制門鎖電路1、電子控制的汽車門鎖電路2、遙控無鑰匙（RKE）進車控制電路3、RKE與BCM合成一體電路第五節(jié)防盜系統(tǒng)一、防盜系統(tǒng)分類（一）機械式防盜系統(tǒng)1、轉向柱鎖2、轉向盤鎖3、變速器排擋鎖4、制動踏板鎖5、車輪鎖（二）電子式防盜系統(tǒng)1、按密碼形式分類（1）定碼防盜器（2）跳碼防盜器2、按控制方式分類遙控式和無遙控式兩種3、按防盜的結構分類（1）電子聲光類（2）機電結合類（3）網(wǎng)絡報警類K1觸發(fā)繼電器、k2啟動中斷繼電器、k3報警繼電器、H指示燈、S1門鎖電機開關、S2后行李箱開關、S3門鎖開關4、按防盜系統(tǒng)的技術原理分類（1）斷點火斷油路裝置點火鑰匙控制型防盜器：電阻式點火鑰匙；電子應答式點火鑰匙A、發(fā)動機點火切斷裝置B、油路防盜系統(tǒng)C、蓄電池斷電防盜裝置4、按防盜系統(tǒng)的技術原理分類（1）斷點火斷油路裝置點火鑰匙控制型防盜器：電阻式點火鑰匙；電子應答式點火鑰匙A、發(fā)動機點火切斷裝置B、油路防盜系統(tǒng)C、蓄電池斷電防盜裝置（2）無線電跟蹤裝置（3）遙控中控門鎖當遙控發(fā)射正確信號時，中控門鎖自動開啟或關閉。防盜系統(tǒng)按結構可分為發(fā)動機防盜系統(tǒng)、車身防盜與中控門鎖系統(tǒng)。前者主要由收發(fā)器、發(fā)動機控制模塊ECM、防盜器控制單元、點火鎖心上的識別線圈、點火鑰匙（帶脈沖收發(fā)器）以及安全指示燈等組成。后者主要由遙控器、中控門鎖控制模塊、遙控接收器、車門開關、門鎖芯開關、車門鎖電機、防盜天線、超聲波傳感器等組成。（三）網(wǎng)絡式防盜系統(tǒng)網(wǎng)絡式防盜系統(tǒng)利用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)對汽車進行監(jiān)控，已達到防盜目的。該系統(tǒng)不到可以鎖定汽車點火或啟動，還可以通過GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)將報警信息和報警汽車所在位置傳送到報警中心。二、遙控防盜