汽車儀表及信息顯示系統(tǒng)

第6章

汽車儀表及信息顯示系統(tǒng)汽車上安裝儀表系統(tǒng)，主要用來反映汽車和發(fā)動機的一些重要運行狀態(tài)、參數(shù)的大小。以便駕駛員隨時了解汽車各個主要系統(tǒng)的工作情況，正確使用汽車，及時發(fā)現(xiàn)問題采取措施，防止發(fā)生人身和機械事故，保證汽車可靠而平安的行駛。有人主張多使用儀表，以便駕駛員能得到更多確實切信息，有人主張少使用儀表，以便降低本錢，少分散駕駛員的注意力。儀表系統(tǒng)〔用來指示汽車的某些參數(shù)，使駕駛員能得到更多確實切信息〕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

汽車上常用的儀表有電流表或電壓表、機油壓力表、冷卻水溫度表〔簡稱水溫表〕、燃油表、轉(zhuǎn)速表及車速里程表等。電流表、電壓表由儀表直接測量顯示；機油壓力表、水溫表、燃油表由指示表和傳感器組成，通過傳感器將壓力、溫度、油量等非電量信號轉(zhuǎn)化為電量信號后再通過指示表顯示；發(fā)動機轉(zhuǎn)速表有的帶轉(zhuǎn)速傳感器，有的直接測量顯示。所有指示表都裝在儀表板上。除了機械式里程表和磁感應式車速表外，其它傳統(tǒng)儀表都是利用電流的熱效應或磁場和電流〔或磁場〕之間的作用，通過指示表的機械指針和刻度盤將電流、電壓、發(fā)動機轉(zhuǎn)速及傳感器輸出的模擬信號直接顯示出來。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)字式顯示可以實現(xiàn)一組數(shù)字進行分時顯示不同內(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，有利于使儀表盤簡化；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〔主動發(fā)光型〕和非發(fā)光型〔被動發(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，表盤的中間刻度為“0〞、兩旁各有讀數(shù)20(或30)，并標有“+〞、“-〞兩個標記。發(fā)電機向蓄電池充電時，指示值為“+〞，蓄電池向用電設(shè)備放電時，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)，而且能測量出充放電電流的大小。二電熱式油壓表作用：機油壓力表用來檢測和顯示發(fā)動機主油道的機油壓力的大小，以防因缺機油而造成拉缸、燒瓦的重大故障發(fā)生。組成：它由機油壓力傳感器和機油壓力指示表兩局部組成。當點火開關(guān)閉合時，機油壓力表的電路為：蓄電池正極→點火開關(guān)→機油壓力表接柱15→機油壓力表內(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→彈簧片3→接鐵，回到電源負極。電流通過雙金屬片11和4的加熱線圈時，就會使雙金屬片11和4受熱變形。當點火開關(guān)置ON時，電流流過雙金屬片4的加熱線圈，雙金屬片4受熱變形，使觸點分開；隨后雙金屬片4又冷卻伸直，觸點重又閉合。如此反復。油壓低，作用在觸點上的壓力小。觸點翻開時間長，閉合時間短，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。當油壓升高時，觸點壓力增大，使雙金屬片向上拱曲。觸點翻開時間短，閉合時間長，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：用來檢測和顯示發(fā)動機水套中冷卻液的工作溫度，以防因冷卻液溫度過高而使發(fā)動機過熱。分類：冷卻液溫度指示表可分為電熱式、電磁式和動磁式三種，冷卻液溫度傳感器可分為雙金屬片式和熱敏電阻式兩種。冷卻液溫度表當點火開關(guān)置ON時，電流流過加熱線圈，雙金屬片2受熱變形使觸點別離，切斷電路；隨后雙金屬片冷卻伸直，觸點重又閉合，電路又被接通，如此反復，電路中形成一脈沖電流。

冷卻液溫度表當冷卻液溫度較低時，雙金屬片２變形小，觸點壓力大，閉合時間長，翻開時間短，電路中電流的平均值大，該電流流過指示表加熱線圈，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，當水溫較高時，傳感器中雙金屬片2向上翹曲變形大，觸點壓力小，閉合時間短，翻開時間長，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)有兩個線圈，L2與傳感器串聯(lián)，L1與傳感器并聯(lián)。兩個線圈中間裝有指針可轉(zhuǎn)動的銜鐵4。串聯(lián)電阻R用來限制流經(jīng)線圈L2的電流。當水溫低時，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)生磁場強，吸引銜鐵使指針偏向0°C。當水溫增高時，熱敏電阻阻值減小，分流作用增強，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指示燃油箱內(nèi)儲存燃油量的多少，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．電磁式燃油表當點火開關(guān)置ON時，電流由蓄電池正極

點火開關(guān)11

燃油表接線柱

10

左線圈1

接線柱9

右線圈2

搭鐵

蓄電池負極。同時電流由接線柱9

傳感器接線柱8

可變電阻5

滑片6

搭鐵

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

當油箱無油時，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的電流達最大值，產(chǎn)生的電磁吸力最強，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，帶動滑片6沿可變電阻滑動?？勺冸娮?局部接入電路，左線圈1電流相應減小，而右線圈2中電流增大。轉(zhuǎn)子3在合成磁場的作用下向右偏轉(zhuǎn)，帶動指針指示油箱中的燃油量。如果油箱半滿，指針指在“1／2〞位；當油箱全滿時，指針指在“1〞位。雙金屬片式燃油表雙金屬片式燃油表，通過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指針，指示相應的燃油液面高度。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)。汽車的電源是蓄電池與發(fā)電機并聯(lián)，兩者的電位差一般為2V左右，且發(fā)電機的端電壓，雖然經(jīng)調(diào)節(jié)器調(diào)整，但受負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電源電壓提高時，穩(wěn)壓器中加熱線圈的電流增大，雙金屬片溫度升高，使觸點間接觸壓力減小，閉合時間縮短，翻開時間增長，從而使加熱線圈中的電流減小，端電壓下降。當電源電壓下降時，穩(wěn)壓器中加熱線圈的電流減小，雙金屬片溫度降低，觸點閉合時間增長，翻開時間縮短，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比較穩(wěn)定的電壓下工作，減少了電源電壓對儀表的影響。雙金屬片式燃油表當油箱無油時，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，帶動指針4指在“0〞位。當油箱內(nèi)油量增加時，浮子上升，滑片向左移動，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，帶動指針4向右偏轉(zhuǎn)。當油箱充滿時，滑片移至最左端，將可變電阻短路，此時電路中電流最大，指針偏到最右邊，指在“1〞處。車速里程表車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。

磁感應式車速里程表由變速器(或分動器)內(nèi)的蝸輪蝸桿經(jīng)軟軸驅(qū)動。其根本結(jié)構(gòu)如下圖。車速表是由與主動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和緊固在車速里程表外殼上的刻度盤5等組成。里程表由蝸輪蝸桿機構(gòu)和六位數(shù)字的十進位數(shù)字輪組成。車速里程表1〕車速表工作原理不工作時，鋁罩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(zhuǎn)，永久磁鐵的磁力線穿過鋁罩2，在鋁罩2上感應出渦流，鋁碗在電磁轉(zhuǎn)矩作用下克服盤形彈簧的彈力，向永久磁鐵1轉(zhuǎn)動的方向旋轉(zhuǎn)，直至與盤形彈簧彈力相平衡。由于渦流的強弱與車速成正比，指針轉(zhuǎn)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。車速里程表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)三對蝸輪蝸桿驅(qū)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(zhuǎn)動一周，數(shù)字由9翻轉(zhuǎn)到0時，便使相鄰的左面第二數(shù)字輪轉(zhuǎn)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。發(fā)動機轉(zhuǎn)速表

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

2005.9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(guān)

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。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(zhuǎn)速成正比，所以電流表中電流平均值與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比，從而可用電流平均值標定發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。第二節(jié)指示燈系統(tǒng)為了便于駕駛員隨時了解汽車各個主要系統(tǒng)的工作情況，及時發(fā)現(xiàn)問題、采取措施，防止發(fā)生人身和機械事故，保證汽車可靠而平安地行駛，汽車上安裝了一些報警信號裝置，用來監(jiān)測和反映汽車和發(fā)動機的一些重要系統(tǒng)的工作情況。報警裝置是在被監(jiān)測的系統(tǒng)或總成工作或狀態(tài)不正常時工作，提醒駕駛員注意，如水溫報警燈、燃油液面報警燈等。報警裝置電路1-電源開關(guān)；2-熔斷器；3-報警裝置；4-報警開關(guān)

一般報警燈和報警燈開關(guān)串聯(lián)后接入電路，報警燈開關(guān)監(jiān)視相應值，并按照設(shè)定條件動作，使得報警電路接通，報警燈點亮。報警燈常見圖形符號和含義

1-套管；2-雙金屬片；3-接頭；4-觸點；5-報警燈

水溫報警開關(guān)冷卻液溫度報警燈的作用是當冷卻液溫度升高至一定限度時，報警燈自動點亮，以示報警。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，其自由端焊有動觸點，而靜觸點直接搭鐵。當溫度升高至限定值時，由于雙金屬片膨脹系數(shù)的不同，向靜觸點方向彎曲，一旦兩觸點接觸，便接通報警燈電路，紅色報警燈點亮。水溫報警開關(guān)1－冷卻液溫度報警傳感器套筒2－雙金屬片

3－螺紋接頭4－靜觸點5－報警燈

機油壓力指示燈燃油量報警燈當燃油箱內(nèi)的燃油減少到某一限定值時，為了告知駕駛員，引起注意，在許多車輛上都裝有燃油量報警燈，其工作原理如下圖。它由負溫度系數(shù)熱敏電阻式燃油量報警傳感器和報警燈組成。當油箱內(nèi)燃油量充足時，熱敏電阻元件浸沒在燃油中散熱較快，其溫度較低，電阻值相應大，故此電路中的電流較小，報警燈處于熄滅狀態(tài)；當燃油缺乏時，熱敏電阻元件露出油面，散熱慢，溫度升高，電阻值相應減小，電路中的電流增大，報警燈因此點亮，以示報警。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－報警燈

制動液液面報警燈制動液液面報警