汽車(chē)儀表及信息顯示系統(tǒng)

第6章

汽車(chē)儀表及信息顯示系統(tǒng)汽車(chē)上安裝儀表系統(tǒng)，主要用來(lái)反映汽車(chē)和發(fā)動(dòng)機(jī)的一些重要運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)的大小。以便駕駛員隨時(shí)了解汽車(chē)各個(gè)主要系統(tǒng)的工作情況，正確使用汽車(chē)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題采取措施，防止發(fā)生人身和機(jī)械事故，保證汽車(chē)可靠而平安的行駛。有人主張多使用儀表，以便駕駛員能得到更多確實(shí)切信息，有人主張少使用儀表，以便降低本錢(qián)，少分散駕駛員的注意力。儀表系統(tǒng)〔用來(lái)指示汽車(chē)的某些參數(shù)，使駕駛員能得到更多確實(shí)切信息〕指示系統(tǒng)〔指示某些參數(shù)的極限情況，以便少分散駕駛員的注意力〕2023.32023.32023.32023.32023.32023.32023.32023.32023.32023.32023.32023.32023.32023.32023.3

汽車(chē)上常用的儀表有電流表或電壓表、機(jī)油壓力表、冷卻水溫度表〔簡(jiǎn)稱水溫表〕、燃油表、轉(zhuǎn)速表及車(chē)速里程表等。電流表、電壓表由儀表直接測(cè)量顯示；機(jī)油壓力表、水溫表、燃油表由指示表和傳感器組成，通過(guò)傳感器將壓力、溫度、油量等非電量信號(hào)轉(zhuǎn)化為電量信號(hào)后再通過(guò)指示表顯示；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表有的帶轉(zhuǎn)速傳感器，有的直接測(cè)量顯示。所有指示表都裝在儀表板上。除了機(jī)械式里程表和磁感應(yīng)式車(chē)速表外，其它傳統(tǒng)儀表都是利用電流的熱效應(yīng)或磁場(chǎng)和電流〔或磁場(chǎng)〕之間的作用，通過(guò)指示表的機(jī)械指針和刻度盤(pán)將電流、電壓、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及傳感器輸出的模擬信號(hào)直接顯示出來(lái)。按作用原理不同，指示表分為電熱式(雙金屬片式)和電磁式兩種。電子儀表與傳統(tǒng)儀表采用的傳感器結(jié)構(gòu)和原理根本相同，二者的本質(zhì)區(qū)別在于指示表〔顯示裝置〕的結(jié)構(gòu)和工作原理不同。電子儀表借助于各種電子顯示器件和有關(guān)電路，實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示、模擬指針顯示、圖象和曲線顯示等不同顯示形式。利用數(shù)字式顯示可以實(shí)現(xiàn)一組數(shù)字進(jìn)行分時(shí)顯示不同內(nèi)容，提高了顯示精度、增加了顯示內(nèi)容，具有一表多用之功能，有利于使儀表盤(pán)簡(jiǎn)化；利用模擬指針顯示，增加了顯示色彩，改善了顯示效果；圖象和曲線顯示醒目、直觀，便于分析。電子顯示器件可分為發(fā)光型〔主動(dòng)發(fā)光型〕和非發(fā)光型〔被動(dòng)發(fā)光型〕兩大類。

發(fā)光型的顯示器件有：發(fā)光二極管(LED)、真空熒光管(VFD)、陰極射線管(CRT)、等離子顯示器件(PDP)、電致發(fā)光顯示器件〔ELD〕等。

非發(fā)光型的顯示器件有液晶顯示器(LCD)和電致變色顯示器件〔ECD〕等。一電流表第一節(jié)儀表用來(lái)指示蓄電池充電或放電的電流值，串接在充電電路中。通常把它做成雙向，表盤(pán)的中間刻度為“0〞、兩旁各有讀數(shù)20(或30)，并標(biāo)有“+〞、“-〞兩個(gè)標(biāo)記。發(fā)電機(jī)向蓄電池充電時(shí)，指示值為“+〞，蓄電池向用電設(shè)備放電時(shí)，指示值為“-〞。電流表不但能指出蓄電池是處于充電還是放電狀態(tài)，而且能測(cè)量出充放電電流的大小。二電熱式油壓表作用：機(jī)油壓力表用來(lái)檢測(cè)和顯示發(fā)動(dòng)機(jī)主油道的機(jī)油壓力的大小，以防因缺機(jī)油而造成拉缸、燒瓦的重大故障發(fā)生。組成：它由機(jī)油壓力傳感器和機(jī)油壓力指示表兩局部組成。當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，機(jī)油壓力表的電路為：蓄電池正極→點(diǎn)火開(kāi)關(guān)→機(jī)油壓力表接柱15→機(jī)油壓力表內(nèi)雙金屬片11的加熱線圈→接線柱9→傳感器接柱7→接觸片6→傳感器內(nèi)雙金屬片4上的加熱線圈→觸點(diǎn)→彈簧片3→接鐵，回到電源負(fù)極。電流通過(guò)雙金屬片11和4的加熱線圈時(shí)，就會(huì)使雙金屬片11和4受熱變形。當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置ON時(shí)，電流流過(guò)雙金屬片4的加熱線圈，雙金屬片4受熱變形，使觸點(diǎn)分開(kāi)；隨后雙金屬片4又冷卻伸直，觸點(diǎn)重又閉合。如此反復(fù)。油壓低，作用在觸點(diǎn)上的壓力小。觸點(diǎn)翻開(kāi)時(shí)間長(zhǎng)，閉合時(shí)間短，使電路中的平均電流值很小，所以雙金屬片11受熱變形小，指針的偏轉(zhuǎn)角度不小，指示低油壓。當(dāng)油壓升高時(shí)，觸點(diǎn)壓力增大，使雙金屬片向上拱曲。觸點(diǎn)翻開(kāi)時(shí)間短，閉合時(shí)間長(zhǎng)，平均電流值大，使得雙金屬片11受熱變形量增大，指針12偏轉(zhuǎn)角度增大，指示高油壓。作用：用來(lái)檢測(cè)和顯示發(fā)動(dòng)機(jī)水套中冷卻液的工作溫度，以防因冷卻液溫度過(guò)高而使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱。分類：冷卻液溫度指示表可分為電熱式、電磁式和動(dòng)磁式三種，冷卻液溫度傳感器可分為雙金屬片式和熱敏電阻式兩種。冷卻液溫度表當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置ON時(shí)，電流流過(guò)加熱線圈，雙金屬片2受熱變形使觸點(diǎn)別離，切斷電路；隨后雙金屬片冷卻伸直，觸點(diǎn)重又閉合，電路又被接通，如此反復(fù)，電路中形成一脈沖電流。

冷卻液溫度表當(dāng)冷卻液溫度較低時(shí)，雙金屬片２變形小，觸點(diǎn)壓力大，閉合時(shí)間長(zhǎng)，翻開(kāi)時(shí)間短，電路中電流的平均值大，該電流流過(guò)指示表加熱線圈，指示表的雙金屬片7變形大，指針偏擺角度大，指向低溫。反之，當(dāng)水溫較高時(shí)，傳感器中雙金屬片2向上翹曲變形大，觸點(diǎn)壓力小，閉合時(shí)間短，翻開(kāi)時(shí)間長(zhǎng)，電路中電流的平均值小，指示表的雙金屬片7變形小，指針偏擺角度小，指向高溫。冷卻液溫度表電磁式冷卻水溫度表

溫度傳感器內(nèi)裝有熱敏電阻1，其阻值隨溫度的升高而減小。指示表內(nèi)有兩個(gè)線圈，L2與傳感器串聯(lián)，L1與傳感器并聯(lián)。兩個(gè)線圈中間裝有指針可轉(zhuǎn)動(dòng)的銜鐵4。串聯(lián)電阻R用來(lái)限制流經(jīng)線圈L2的電流。當(dāng)水溫低時(shí)，熱敏電阻阻值大，流經(jīng)L1線圈與L2線圈電流相差不多，但L1匝數(shù)多，產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)，吸引銜鐵使指針偏向0°C。當(dāng)水溫增高時(shí)，熱敏電阻阻值減小，分流作用增強(qiáng)，流經(jīng)L1的電流減小，磁力減弱，銜鐵被L2吸引，指針向左偏轉(zhuǎn)指向較高溫度。電磁式燃油表

燃油表的作用是用來(lái)指示燃油箱內(nèi)儲(chǔ)存燃油量的多少，它由傳感器和指示表組成。傳感器均為可變電阻式，但指示表有電磁式和雙金屬片式兩種。1．電磁式燃油表當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置ON時(shí)，電流由蓄電池正極

點(diǎn)火開(kāi)關(guān)11

燃油表接線柱

10

左線圈1

接線柱9

右線圈2

搭鐵

蓄電池負(fù)極。同時(shí)電流由接線柱9

傳感器接線柱8

可變電阻5

滑片6

搭鐵

蓄電池負(fù)極。左線圈1和右線圈2形成合成磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子3就在合成磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，使指針指在某一刻度上。電磁式燃油表

當(dāng)油箱無(wú)油時(shí)，浮子下沉，可變電阻5上的滑片6移至最右端，可變電阻5被短路，右線圈2也被短路，左線圈1的電流達(dá)最大值，產(chǎn)生的電磁吸力最強(qiáng)，吸引轉(zhuǎn)子3，使指針停在最左面的“0〞位上。隨著油箱中油量的增加，浮子上浮，帶動(dòng)滑片6沿可變電阻滑動(dòng)?？勺冸娮?局部接入電路，左線圈1電流相應(yīng)減小，而右線圈2中電流增大。轉(zhuǎn)子3在合成磁場(chǎng)的作用下向右偏轉(zhuǎn)，帶動(dòng)指針指示油箱中的燃油量。如果油箱半滿，指針指在“1／2〞位；當(dāng)油箱全滿時(shí)，指針指在“1〞位。雙金屬片式燃油表雙金屬片式燃油表，通過(guò)油面上下的變化可改變可變電阻值的大小，從而改變與之串聯(lián)的加熱線圈電流，使雙金屬片變形推動(dòng)指針，指示相應(yīng)的燃油液面高度。由于流經(jīng)加熱線圈2的電流，除與可變電阻值有關(guān)外，還與供電電壓有關(guān)。汽車(chē)的電源是蓄電池與發(fā)電機(jī)并聯(lián)，兩者的電位差一般為2V左右，且發(fā)電機(jī)的端電壓，雖然經(jīng)調(diào)節(jié)器調(diào)整，但受負(fù)載電流的影響也較大。因此，電源電壓變化必然影響雙金屬片式儀表的測(cè)量精度。故用雙金屬片做指示儀表的，需加裝穩(wěn)壓器。雙金屬片式燃油表當(dāng)電源電壓提高時(shí)，穩(wěn)壓器中加熱線圈的電流增大，雙金屬片溫度升高，使觸點(diǎn)間接觸壓力減小，閉合時(shí)間縮短，翻開(kāi)時(shí)間增長(zhǎng)，從而使加熱線圈中的電流減小，端電壓下降。當(dāng)電源電壓下降時(shí)，穩(wěn)壓器中加熱線圈的電流減小，雙金屬片溫度降低，觸點(diǎn)閉合時(shí)間增長(zhǎng)，翻開(kāi)時(shí)間縮短，線圈中平均電流增大，端電壓提高。這樣，就使指示儀表始終在一個(gè)比較穩(wěn)定的電壓下工作，減少了電源電壓對(duì)儀表的影響。雙金屬片式燃油表當(dāng)油箱無(wú)油時(shí)，浮子下沉，滑片6處于可變電阻5的最右端，傳感器的電阻全部串入電路中，此時(shí)電路中電流最小，燃油表加熱線圈2發(fā)熱量小，雙金屬片3變形小，帶動(dòng)指針4指在“0〞位。當(dāng)油箱內(nèi)油量增加時(shí)，浮子上升，滑片向左移動(dòng)，串入電路中的電阻減小，電路中的電流增大．燃油表加熱線圈2發(fā)熱量大，雙金屬片3變形增大，帶動(dòng)指針4向右偏轉(zhuǎn)。當(dāng)油箱充滿時(shí)，滑片移至最左端，將可變電阻短路，此時(shí)電路中電流最大，指針偏到最右邊，指在“1〞處。車(chē)速里程表車(chē)速里程表是用來(lái)指示汽車(chē)行駛速度和累計(jì)行駛里程數(shù)的儀表。

磁感應(yīng)式車(chē)速里程表由變速器(或分動(dòng)器)內(nèi)的蝸輪蝸桿經(jīng)軟軸驅(qū)動(dòng)。其根本結(jié)構(gòu)如下圖。車(chē)速表是由與主動(dòng)軸緊固在一起的永久磁鐵1，帶有軸及指針6的鋁罩2，磁屏3和緊固在車(chē)速里程表外殼上的刻度盤(pán)5等組成。里程表由蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)和六位數(shù)字的十進(jìn)位數(shù)字輪組成。車(chē)速里程表1〕車(chē)速表工作原理不工作時(shí)，鋁罩2在盤(pán)形彈簧4的作用下，使指針指在刻度盤(pán)的零位。當(dāng)汽車(chē)行駛時(shí)，主動(dòng)軸帶著永久磁鐵l旋轉(zhuǎn)，永久磁鐵的磁力線穿過(guò)鋁罩2，在鋁罩2上感應(yīng)出渦流，鋁碗在電磁轉(zhuǎn)矩作用下克服盤(pán)形彈簧的彈力，向永久磁鐵1轉(zhuǎn)動(dòng)的方向旋轉(zhuǎn)，直至與盤(pán)形彈簧彈力相平衡。由于渦流的強(qiáng)弱與車(chē)速成正比，指針轉(zhuǎn)過(guò)角度與車(chē)速成正比，指針便在刻度盤(pán)上指示出相應(yīng)的車(chē)速。車(chē)速里程表2〕里程表工作原理汽車(chē)行駛時(shí)，軟軸帶動(dòng)主動(dòng)軸，主動(dòng)軸經(jīng)三對(duì)蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)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?jī)蓚€(gè)相鄰的數(shù)字輪之間的傳動(dòng)比為l:10。即當(dāng)?shù)谝粩?shù)字輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，數(shù)字由9翻轉(zhuǎn)到0時(shí)，便使相鄰的左面第二數(shù)字輪轉(zhuǎn)動(dòng)1／10周，成十進(jìn)位遞增。這樣汽車(chē)行駛時(shí)，就可累計(jì)出其行駛里程數(shù)，最大讀數(shù)為99999.9km。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表

為了檢查和調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)，并監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況，更好地掌握換檔時(shí)機(jī)，大多數(shù)汽車(chē)都安裝發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表。轉(zhuǎn)速表信號(hào)源主要有三種。取自點(diǎn)火系統(tǒng)初級(jí)電路的脈沖電壓；取自安裝在飛輪殼上的轉(zhuǎn)速傳感器、從發(fā)電機(jī)獲取轉(zhuǎn)速信號(hào)。

2005.9原理：當(dāng)初級(jí)電路導(dǎo)通時(shí)，三極管VT截止，電容C2被充電，充電電流由蓄電池正極

點(diǎn)火開(kāi)關(guān)

電阻R3

電容C2

二極管VD2

蓄電池負(fù)極。當(dāng)初級(jí)電路截止時(shí)，三極管VT導(dǎo)通，電容器C2放電，放電電流通過(guò)三極管VT

電流表

二極管VD1。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，點(diǎn)火系初級(jí)電路不停的導(dǎo)通與截止，電容C2不停的充放電。因?yàn)槌跫?jí)電路通斷的次數(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，所以電流表中電流平均值與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，從而可用電流平均值標(biāo)定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。第二節(jié)指示燈系統(tǒng)為了便于駕駛員隨時(shí)了解汽車(chē)各個(gè)主要系統(tǒng)的工作情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、采取措施，防止發(fā)生人身和機(jī)械事故，保證汽車(chē)可靠而平安地行駛，汽車(chē)上安裝了一些報(bào)警信號(hào)裝置，用來(lái)監(jiān)測(cè)和反映汽車(chē)和發(fā)動(dòng)機(jī)的一些重要系統(tǒng)的工作情況。報(bào)警裝置是在被監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)或總成工作或狀態(tài)不正常時(shí)工作，提醒駕駛員注意，如水溫報(bào)警燈、燃油液面報(bào)警燈等。報(bào)警裝置電路1-電源開(kāi)關(guān)；2-熔斷器；3-報(bào)警裝置；4-報(bào)警開(kāi)關(guān)

一般報(bào)警燈和報(bào)警燈開(kāi)關(guān)串聯(lián)后接入電路，報(bào)警燈開(kāi)關(guān)監(jiān)視相應(yīng)值，并按照設(shè)定條件動(dòng)作，使得報(bào)警電路接通，報(bào)警燈點(diǎn)亮。報(bào)警燈常見(jiàn)圖形符號(hào)和含義

1-套管；2-雙金屬片；3-接頭；4-觸點(diǎn)；5-報(bào)警燈

水溫報(bào)警開(kāi)關(guān)冷卻液溫度報(bào)警燈的作用是當(dāng)冷卻液溫度升高至一定限度時(shí)，報(bào)警燈自動(dòng)點(diǎn)亮，以示報(bào)警。其電路圖如下圖。在傳感器的密封套管內(nèi)裝有條形雙金屬片，其自由端焊有動(dòng)觸點(diǎn)，而靜觸點(diǎn)直接搭鐵。當(dāng)溫度升高至限定值時(shí)，由于雙金屬片膨脹系數(shù)的不同，向靜觸點(diǎn)方向彎曲，一旦兩觸點(diǎn)接觸，便接通報(bào)警燈電路，紅色報(bào)警燈點(diǎn)亮。水溫報(bào)警開(kāi)關(guān)1－冷卻液溫度報(bào)警傳感器套筒2－雙金屬片

3－螺紋接頭4－靜觸點(diǎn)5－報(bào)警燈

機(jī)油壓力指示燈燃油量報(bào)警燈當(dāng)燃油箱內(nèi)的燃油減少到某一限定值時(shí)，為了告知駕駛員，引起注意，在許多車(chē)輛上都裝有燃油量報(bào)警燈，其工作原理如下圖。它由負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻式燃油量報(bào)警傳感器和報(bào)警燈組成。當(dāng)油箱內(nèi)燃油量充足時(shí)，熱敏電阻元件浸沒(méi)在燃油中散熱較快，其溫度較低，電阻值相應(yīng)大，故此電路中的電流較小，報(bào)警燈處于熄滅狀態(tài)；當(dāng)燃油缺乏時(shí)，熱敏電阻元件露出油面，散熱慢，溫度升高，電阻值相應(yīng)減小，電路中的電流增大，報(bào)警燈因此點(diǎn)亮，以示報(bào)警。1－外殼2－防爆用金屬網(wǎng)3－熱敏電阻元件4－油箱外殼5－接線柱6－報(bào)警燈

制動(dòng)液液面報(bào)警燈制動(dòng)液液面報(bào)警