5.1仪表照明和信号系统

1、第五章 仪表、照明及信号系统第一节 仪表系统第二节 照明系统第三节 指示灯系统第四节 电喇叭1第一节 仪表系统仪表系统的组成及要求：五种仪表和三种传感器五种仪表:电流表、机油压力表、水温表、燃油表及车速里程表三种传感器:机油压力传感器、冷却液温度传感器和油量传感器要求：结构简单，工作可靠，显示数据精确清晰；当电源电压和 环境温度发生变化时，数据显示变化应尽可能的小，仪表 的抗震和耐冲击性能好。汽车仪表按其结构形式：组合式和独立式2 组合式仪表是将上述车速里程表、发动机转速表、机油压力表、水温表、燃油量表等不同的仪表表芯，还有指示灯和信号灯安装在同一个外壳内组合而成。3二、电流表 国产汽车均装有

2、电流表，国外汽车大多采用充电指示灯。部分汽车两者都有。根据结构形式来分：电流表可分为电磁式（国产汽车大多采用）和动磁式。4电磁式电流表5 电流表接线柱是有极性的，“-”接蓄电池组，“+”与发电机输出接线柱（B+）相接。动磁式电流表 磁轭：就是铁芯，来构成磁链通路的， 通常由高导磁性材料作成，以聚集磁力线，增强磁场，为永磁转子提供回路。6水温表水温表：安装在仪表板上的温度表和安装在发动机冷却水套冷却液温度传感器组成，用于指示发动机冷却水的温度。分为电热式（双金属片式水温表）和电磁式。双金属片式水温表表和双金属片电热脉冲式传感器配套使用，电磁式水温表与热敏电阻式冷却液温度传感器配套使用。7电热式水

3、温表 冷却液温度较低时，双金属片2主要依靠线圈来加热变形，所以双金属片需要加热较长时间，触点1才会分开，由于温度较低，双金属片2易冷却，触点容易闭合。所以触点闭合的时间较长，电流有效值大，指针偏8转角度大。反之，偏转角度小。8电磁式水温表电磁式水温表壳内固装有互成一定角度的两个铁心，铁心上分别饶有电磁线圈，其中一个与传感器串联，另一个与传感器并联，两个铁心的下端设置一个带指针的偏转衔铁。W1W2正常工作水温表：75-859电磁式水温表工作原理等效电路如图所示，串联电阻R，用以限制流经线圈W2的电流，当冷却液温度低时，热敏电阻传感器阻值增大，流经W1和W2两个线圈的电流相差不多，但W1的匝数多，

4、产生磁场强，吸引衔铁使指针向低温指示方向偏转，指示低温；当冷却水温度增高时，热敏电阻阻值减小，分流作用增强，流经W1的电流减小，磁力减弱，衔铁被W2吸引，指针向右偏转，指向较高温度。10热敏电阻热敏电阻是一种半导体材料，对热和温度有较高的灵敏度，体积可以做的很小，不需要冷却，构造简单，使用寿命长，通常用来制造热敏电阻的材料有，二氧化钛和氧化镁的混合物，氧化镍和氧化锰的混合物，氧化锰、氧化镍和氧化钴的混合物。热敏电阻通常具有负温度系数。11电源稳压器电源电压的波动会使线圈中的电流发生变化，从而使水温表的测量受到影响。为了消除电源电压的影响，水温表中串联了一个电源稳压器。作用：当电源电压出现波动时

5、，起稳定电路电压的作用。从而保证水温表读数准确。稳压器一般采用双金属片式12双金属片式稳压器当触点闭合时，其输出电压与输入电压相等，即等于电源电压，此时加热线圈3中有电流流过，双金属片受热变形，使触点张开，当触点张开后，电路被切断，稳压器的输出电压为零，双金属片因不再受热而逐渐冷却复原，于是触点又闭合，如此反复。利用脉宽调制的方式使稳压器输出电压有效值保持不变。输出电压稳定为8.64V0.154V13作用：用于指示油箱中的燃油量，组成：由装在仪表盘上的燃油指示表和装在油箱中的油 量传感器组成.分类：为电磁式和电热式，传感器均使用可变电阻式油 量传感器。燃油表14点火开关指针传感器滑片电阻左导磁

6、片右导磁片 浮子漂浮在燃油箱油面上，当油面变化时，浮子通过浮子杆和转轴等使滑片移动，从而使串联在燃油表电路中的传感器电阻值改变。浮子 传感器的滑片电阻为线绕式电阻，滑片用螺钉固定在浮子杆轴上，工作时，滑片随浮子上下浮动改变与绕线电阻的相对位置，使串联在燃油表电路中的传感器电阻值改变。 浮子漂浮在燃油箱油面上，当油面变化时，浮子通过浮子杆和转轴等使滑片移动，从而使串联在燃油表电路中的传感器电阻值改变。15电磁式燃油表带有指针的铁心转子3偏转的角度取决于左线圈1和右线圈2的电流大小，哪个电流大、吸力大。而线圈2的电流则取决于油箱内燃油多寡而导致传感器可变电阻的大小。线圈2与可变电阻5并联。传感器可

7、变电阻6尾端要可靠搭铁，以避免滑片9的接触不良引起火花。16电热式燃油表 电热式燃油表又称作双金属片式燃油表，传感器和电磁式相同。 流经加热线圈中的电流除了与可调电阻阻值有关外，还与供电电压有关。电源电压的波动会使线圈中的电流发生变化，从而使燃油表的测量受到影响。为了消除电源电压的影响，燃油表中串联了一个电源稳压器。以稳定电源电压，也采用双金属片式稳压器。17电热式燃油表结构和工作原理当邮箱中无油时，传感器浮子在最低位置，而将传感器可调电阻8全部接入电路，加热线圈中的电流最小，双金属片几乎不变形，指针指在“0”处，表示无油。当油量增加时，接入电路的电阻减小，流经加热线圈的电流增大，双金属片受热

8、弯曲变形量增大，带动指针向“1”方向移动。18车速里程表车速和发动机转速是即时信息,需要仪表作出快速响应.目前多采用步进电动机.但仍有不少车还在用软轴驱动结构. 磁感应式车速里程表磁感应式车速里程表有车速表和里程表两部分19磁感应式车速里程表的结构和原理主要由和主动轴固定在一起的U永久磁铁、带有转轴和指针6的铝罩3、磁屏3和固定在车速里程表外壳上的刻度盘5组成，主动轴由变速器经软轴驱动。汽车不行驶时，游丝4使指针6位于刻度盘的零位置，当汽车行驶时，主动轴带动永久磁体1旋转，永久磁铁的磁力线在铝罩上产生涡轮，涡流产生的磁场与旋转的永久磁铁相互作用产生转矩，使铝罩克服游丝的弹力朝永久磁铁1旋转的方

9、向旋转，直到与弹力相平衡，铝罩2转动的角度和主动轴转速成一定的比例，车速越高，永久磁铁旋转越快，铝罩上产生的涡轮越大，转矩越大，使铝罩带动指针偏转的角度就越大。20里程表里程表由三对蜗轮蜗杆和数字轮组成汽车行驶时，主动轴通过三对涡轮蜗杆驱动里程表数字轮最右边的第一位。第一个数字轮所刻的数字表示1/10Km，每相邻的数字轮之间又通过本身的内齿和进位数字轮传动齿轮，形成1：10的传动比。这样就累计汽车自行驶以来的总行驶里程数。当汽车记满999999.9km时，又从0开始。21汽车发动机的输出转矩与其转速曲线有密切的关系，为了检查发动机，并监视发动机的工作状态，更好的掌握换档时机，利用经济车速等，在

10、汽车仪表板上还装有可直观反映发动机转速的仪表，即发动机转速表。分为机械式和电子式，电子式指示平稳、结构简单、安装方便等优点，目前应用最广。电子式分为电容放电式电子转速表、单稳态多谐振荡式转速表、感应式电子转速表等。发动机转速表22电容放电式电子转速表利用电容充放电的脉冲式电子转速表，转速信号取自断电器触点，断电器触点的开闭次数和发动机转速成正比，四冲程发动机曲轴转一圈，触点开闭两次。触点开闭产生断续电流，经积分电路整形送至晶体管VT，从而取得有固定幅值和固定宽度的矩形波电流。电容器C2每次充、放电电量Q和其电容C以及电容器两端电压U城正比，即Q=CU,所以每个周期内平均放电电流为I=Q/T=C

11、U/T=CUf。在电源电压稳定，充电时间参数t=R3C2不变的情况下，C,U是固定值，则毫安表的电流平均值I只和触点的开闭频率f成正比，因此毫安表的读数即可直接反映发动机的转速。23利用电容放电的脉冲式电子转速表工作过程触点闭合触点断开晶体管无偏压处于截止状态，电容C2被充电，充电电路为：蓄电池电阻R3 电容C2 二极管VD2 蓄电池负极，构成回路。晶体管基极电位接近电源电压，晶体管导通，电容C2充满的电荷经电流表放电，防电电路为：电容器C2晶体管VT 电流表PA 二极管VD1 电容器负极，构成回路。24第二节 照明系统 为了保证车辆夜间行驶的安全和提高汽车夜间的行驶速度。汽车上常安装有各种照

12、明设备和灯光信号系统（俗称灯系） 汽车的灯系按其安装位置和用途不同：外部照明设备和内部照明设备 内部照明设备：室内灯（顶灯）、仪表照明灯（仪表灯）、工作灯等 外部照明设备：前照灯、雾灯、示宽灯、转向信号灯（闪烁频率由闪光继电器控制）、牌照灯（尾灯）25外部照明设备前照灯雾灯示宽灯转向信号灯制动动信号灯倒车灯停车灯牌照灯等其他 亮度大，用来照亮车前方的路面，两灯制和四灯制之分。俗称大灯或头灯。 雾灯的作用就是在雾天或雨天能见度差的情况下让其他车辆看见本车，因此雾灯的光源需有较强的穿透性，光色为橙色或者黄色，射出的光线倾斜度大。前雾灯左右两侧对称，离地距离 500mm；后雾灯可左右两侧对称，也可装

13、一只，装于车右侧或中央，离地距离高于制动灯100mm。 示宽灯俗称前小灯，用于夜间行驶或停车时，标示车辆的存在和轮廓，装在车头或车尾左右两侧边缘，前示宽灯为白色或橙色，后示宽灯位红色或橙色。 转向信号灯：前转向灯、后转向灯、侧转向灯，一般位于车辆的四个角上，汽车转弯时发出明暗交替的闪光信号，以标示汽车向左或者向右转向行驶，前转向信号灯灯光为橙色，后转向信号灯的灯光为红色。转向信号等的闪烁由闪光继电器来控制，前转向信号灯和示宽灯制成双丝灯泡，其中功率较大的作转向用，较小的作示宽用。后转向信号灯与尾灯制成双丝灯泡。 制动信号灯：装在汽车的后部，在汽车制动或者减速时向车后的行人或车辆发车制动信号，以

14、提醒注意，灯光为眩目的红色。倒车灯 用来照亮车后路面，并向车后的人、车宣示正在倒车。每灯功率24W。牌照灯停车灯 夜间停车时，表示该车的存在。仪表灯 装在仪表板上，照亮仪表。其他辅助用灯 顶灯、行李仓灯、踏步灯等。26雾灯又称作防雾灯车辆在雾中行驶时，如果使用前照灯，尽管灯泡功率大，但由于雾滴的反射和散射作用，光束很难穿过雾区照亮车前的道路。雾灯的灯光为黄色或橙色，这两种颜色光的波长较长，有较强的穿透能力。所以能照亮车前方的道路。27前照灯（一 ）对前照灯的要求1 照明要求 保证车前有明亮而均匀的照明，使司机能看清前100米内路面情况。 应能防眩目。确保夜间亮车相会时，不使对方驾驶员因眩目而造

15、成交通事故 2 造型要求前照灯不仅处于显著的位置,且是现代汽车整体造型的一部分. 它不仅要改变外部镜片和光学部件的外形，而且要是一件象玻璃一样光滑的完美成品。更有甚者，前照灯的造型要为车身的独特设计起到画龙点睛之妙用。 “眩目”指人的眼睛突然被强光照射，由于视神经受刺激而本能地闭上眼睛，或只能看到亮处而看不到暗处物体的生理现象。28前照灯分类前照灯按结构形式不同可分为，可拆式、半封闭式和全封闭式。可拆式前照灯的密封性差，反射镜容易受湿气和灰尘等的污染而影响其反射能力，故已被淘汰。全封闭式前照灯配光镜和反射镜为一个整体，灯丝直接焊在发射镜底座上，可避免反射镜被污染，其反光效率高，使用寿命长，其缺

16、点是当灯丝烧毁时，需要更换前照灯整个光学总成。29前照灯的构造配光镜、灯泡、反射镜、插座和灯壳等组成。通常将配光镜、灯泡、反射镜这三个光学组件合称为光学系统。30反光镜作用 ：根据反射原理，尽可能将灯泡的发出的光线聚合成很强的光束射向远方。以达到车前一定范围内的光照强度。工艺：一般用0.6-0.8mm的薄钢板冲压而成，表面呈旋转的抛物面，内表面镀银并经抛光。由于银层质软，容易被刮伤，且易受硫化而变黑，此外银的成本也较高，镀铝层反射系数高，成本低，国产大多采用真空镀铝。31反射镜的聚光作用：位于反射镜焦点上的灯丝的绝大多数光线向后射在立体角 范围内，经反射镜反射后将平行于主光轴的光束射向远方，使

17、光强增加了几百倍，甚至上千倍。从而使车前150m内的路面照得很清楚，从灯丝射出的位于立体角 范围内的光线则向各方散射，可照亮车前5m-10m的路面和路缘。32配光镜1）作用 将从反射镜射出的平行光线进行折射、扩散和会聚，形成一定的灯光光束，并均匀的照亮车前的道路，即不仅仅使车前路面和路缘都有良好的照明，而且将对来车司机可能的眩目光予以遮蔽，保护反射镜和灯炮。2）用透明玻璃压制而成，是很多块特殊的棱镜和透镜的组合体。33灯泡前照灯的灯炮有单丝灯和双丝灯两种，对于双丝灯泡，功率较大位于焦点上的为远光灯丝 ，功率较小的灯丝为近光灯丝，位于焦点的上部。为了拆装方便和保证灯丝在发射镜中的正确位置，灯丝的

18、插头通常制成插片式。安装时，三个插片插入灯座上距离不等的三个插孔中。34灯泡的制作前照灯的灯炮为充气灯泡，灯丝用钨丝制成，制作时先将玻璃灯泡中的空气抽出，然后充入96%的氩和4%的氮的混合惰性气体，气体在灯丝受热时膨胀，使压力增大，从而可减少灯丝钨的蒸发，提高灯丝的温度和发光效率，节省电能，延长灯泡的使用寿命。尽管灯泡内已被抽成真空并充满惰性气体，但灯丝的钨仍然会蒸发并沉积在灯泡上，使灯泡发黑。为此使用了一种新型的卤钨灯炮。卤钨灯泡利用卤钨再生循环反应的原理制成。 在惰性气体中渗入卤素气体碘、溴、氟等。充入卤素后灯丝温度可提高到接近钨的熔点（3410），大大提高发光功率。目前使用的为碘或溴。分

19、别称为碘钨灯跑和溴钨灯泡，我国目前生产的是溴钨灯炮35卤钨再生循环原理抑制钨的蒸发是利用卤钨再生循环反应原理，即从灯丝上蒸发出来的气态钨与卤素反应生成一种半透明挥发性气体卤化钨，它扩散到灯丝附近的高温区又受热分解，使钨重新回到灯丝上，而释放出来的卤素又参与下一次循环反应。 由于灯泡外部温度需达到300才能维持这一循环，所以石英泡壁与灯丝间的距离必须非常小。36前照灯的防炫目措施采用双丝灯泡，远光灯丝功率大，位于反射镜的焦点；近光灯丝功率小，位于反射器焦点的前上方。当夜间两车相遇时，通过变光开关，改接近光灯丝，使光束倾向路面，从而避免来车驾驶员眩目，但使车前50米内路面照得十分清晰。37在近光灯

20、丝下设置配光屏，它挡住了近光灯丝射向反射镜下半部分的光线，从而消除了近光灯光束向斜上方照射的部分。使防眩目效果得到进一步的改善。38前照灯的调整 由于车前、后载荷的影响或汽车坡道行驶可能造成前照灯光不能照射到所要求的路面距离，因此就要根据车前后载荷情况来调整前照灯的角度和位置。分为仪器检验法和屏幕检验法，仪器检验法就是利用前照灯检验仪进行检验，对光束的照射方向或位置以及发光强度都进行校验。仪器检验法的种类比较多，结构和原理也有较大的区别，具体的参考说明书屏幕检验法只检验光束的照射方向和位置。39将轮胎气压符合规定的被检车辆（空载）停放在平整的路面上，环境光线应较暗，在距离前照灯10m远处挂置一

21、个屏幕，使屏幕与被检车辆中心轴线垂直，接通前照灯，远光光束应分别对准a和b ,近光明暗截止线的转折点应分别对准交点c和d,不符合要求，松开前照灯紧固螺母，扳动前照灯进行调整，或通过前照灯的上下左右调整螺钉进行调整。40闪光继电器闪光继电器又称闪光器作用：使转向信号灯以一定的频率闪烁，以指示转弯方向分类: 电热式、电容式和晶体管式41电热式闪光继电器42电热式闪光继电器特点结构简单，构造成本低，闪光频率不够稳定，使用寿命短，信号灯的亮暗不够明显。目前已很少采用。43电容式闪光继电器根据衔铁线圈接法不同分为电流型和电压型，电流型即衔铁线圈和转向信号灯串联，电压型即衔铁线圈和转向信号灯并联。根据触点

22、数目的不同，又可分为单触点式和双触点式两种。44单触点电流型电容式闪光继电器继电器和电容器组成，铁心6上有串联线圈3和并联线圈4。它利用电容器充、放电延时特性，使继电器上的两个线圈产生的电磁吸力时而相加，时而相减，继电器便产生周期的开关动作，从而使转向灯闪烁。45电容式闪光继电器的工作过程开关刚接通时，触点闭合，并联线圈4、电解电容器7及灭弧电阻5被触点1短路。电流流过线圈3，铁心中产生电磁吸力大于弹簧片2的作用力，触点被迅速打开，转向信号灯处于暗的状态。触点打开后，蓄电池便向电容器充电。充电电路如图红色标记，线圈4的电阻较大，充电电流较小，信号灯暗。 同时，线圈3和4产生的电磁吸力方向相同，

23、使触点继续打开46随着电容器充电，电容器两端电压逐渐上升，充电电流逐渐减小，两个线圈产生的电磁吸力逐渐减小，触点闭合，转向灯亮。于此同时，电容器通过线圈4放电，线圈4产生的磁场和线圈3相反，电磁吸力减小，触点仍保持闭合，灯继续发亮。电容器端电压逐渐减小，放电电流逐渐下降，线圈4的退磁作用减弱，线圈3电磁吸力作用下，触点又重新打开，灯光变暗。A47晶体管式闪光器 又称为电子闪光器，闪光频率稳定，灯光亮暗分明、清晰，无发热元件，节约电能，工作可靠，使用寿命长等特点。 电子闪光器分为有触点和无触点两种形式，有触点闪光器工作时，继电器触点可以发出有节奏的响声，借以判断工作是否正常，所以使用较多。48有

24、触点电子闪光继电器工作原理由一个晶体管开关电路和一继电器组成。晶体管导通，基极电流向电容器充电。电容器端电压的上升，充电电流逐渐减小，晶体管的集电极电流也随之减小，当电流不足以维持衔铁的吸合而CDE释放时，触点又重新闭合。灯亮。电容器通过电阻R2，触点S1和电阻R3放电，放电电流在R2上产生的电压降，为晶体管提供反向偏压，加速了晶体管的截止。49指示灯系统现代汽车上，指示灯和蜂鸣器辅助仪表一起工作，它主要用来指示汽车的一些参数的极限情况，和非正常工况，如冷却液温度、机油压力、充放电情况、燃油液位、制动液位及制动管路失效等。现代汽车为了保证行车的安全和提高车辆的可靠性，安装了许多报警装置，报警装

25、置有传感器和红色报警灯组成50机油压力指示灯当润滑系统机油压力低于容许值时，指示灯亮，以便引起驾驶员的注意.机油压力正常时，膜片向上拱曲，推杆将触点打开，指示灯不亮，压力低时，膜片在弹簧压力作用下下移，触点闭合，指示灯亮。51气压过低报警灯在采用气制动的汽车上，当制动系统气压过低时，气压过低报警信号灯便发亮报警。组成：安装在制动系统储气筒或制动阀压缩空气输入管路中的气压过低报警灯开关4和安装在仪表板上的报警灯3组成。52气压过低报警灯开关总开关接通后，当制动系统储气筒内的气压降低到0.340.37MPa，作用在膜片上的压力减小，膜片在回位弹簧的作用下移动，触点闭合接通了报警灯电路，报警灯发光报

26、警。当气压升高到0.4MPa时，触点分开。报警灯熄灭。53制动液面报警灯制动液面报警装置的作用：当制动液面过低时，发出报警信号。制动液面传感器装在制动液储液罐中。外壳1内装有舌簧开关，接线柱与液面指示灯相连，浮子5上固定着永久磁铁4，当浮子随液面下降到规定值时，永久磁铁4使舌簧开关闭合，接通指示灯电路，报警。当液面上升时，吸力减弱，舌簧开关靠自身弹力张开。指示灯熄灭。54制动信号灯监视电路用以监视制动灯的工作情况当踩下制动踏板时，电源经熔丝，线圈W2通过制动信号灯搭铁构成回路。但流经线圈W2电流所产生的磁场还不足以闭合干簧管继电器的触点。但在点火开关接通的情况下，经可调电阻R、线圈W1搭铁构成

27、回路，使W1中也产生磁场，这两个磁场跌加，干簧管继电器触点才闭合，指示灯亮。当制动灯损坏了，流经W2的电流减小，磁场减弱，干簧管继电器触点不闭合，指示灯不亮。55驻车制动器未松报警灯该指示灯指示出点火开关已接通，而驻车制动器仍在制动位置。通过两个并联的开关和点火开关串联，当驻车制动器处于制动位置时，若接通点火开关，则指示灯亮（通常用自闪灯），提醒驾驶员在换档起步之前松开驻车制动器，驻车制动器松开，指示灯灭。56制动蹄片磨损报警灯当制动摩擦片磨损到使用极限厚度时，发出报警信号。将一段导线埋设在摩擦片内部，该导线和电子控制装置相连，当摩擦片磨损到使用极限厚度时，导线便被磨断，使电路中断当接通点火开关后，电子控制装置便向摩擦片内埋设的导线通电数妙进行检查，若摩擦片已经磨损到使用的极限厚度，并且埋设的导线被磨断，电子控制装置使报警灯10报警。需要更换摩擦片。57空气滤清器报警灯当空气滤清器滤芯发生堵塞时报警灯亮由负压开关传感器和报警灯组成负压传感器上、下气室中气压不相等时，产生