汽车仪表与报警装置oweroinresen

项目四汽车仪表与报警装置

知识目标（1）熟悉机械式机油压力表、水温表、燃油表、车速里程表、发动机转速表等仪表的作用、基本结构、工作原理、检查及维护方法；（2）熟悉电子化仪表的结构特点、工作原理及使用注意事项；（3）掌握仪表系统电路图的识图和电路分析方法；（4）掌握仪表系和报警系统常见故障的分析判断及排除方法。能力目标（1）能够对仪表系统和报警装置的常见故障进行检测、诊断和排除。（2）具备读识和分析仪表系电路的能力。一、机油压力表

作用：机油压力表用来检测和显示发动机主油道的机油压力的大小，以防因缺机油而造成拉缸、烧瓦的重大故障发生。组成：它由机油压力传感器和机油压力指示表两部分组成。分类：机油压力指示表可分为电热式、电磁式和弹簧式三种。机油压力传感器可分为双金属片式和可变电阻式两种。常用的是电热式机油压力指示表配双金属片式机油压力传感器和电磁式机油压力指示表配可变电阻式机油压力传感器。机油压力表1．电热式机油压力表与电热式机油压力传感器（1）结构电热式机油压力表也称双金属片式机油压力表，其与电热式传感器的基本结构如图8.2所示。

图8.2电热式机油压力表与电热式传感器1.油腔2.膜片3.弹簧片4.双金属片5.调节齿轮6.接触片7.传感器接线柱8.校正电阻9、机油压力表传感器接线柱10、13.调节齿扇11.双金属片12.指针14.弹簧片15.机油压力表电源接线柱机油压力表1．电热式机油压力表与电热式机油压力传感器（2）原理当点火开关置ON时，电流流过双金属片4的加热线圈，双金属片4受热变形，使触点分开；随后双金属片4又冷却伸直，触点重又闭合。如此反复，电路中形成一脉冲电流，其波形如图8.3所示。当油压降低时，传感器膜片2变形小，触点压力小，闭合时间短，打开时间长，变化频率低，电路中平均电流小，双金属片11弯曲变形小，指针偏摆角度小，指向低油压；反之，当油压升高时，指针偏摆角度大，指向高油压。图8.3电热式机油压力表加热线圈中电流的波形图a)油压为0,f=15次/min,I=0.06Ab)油压为0.2Mpa,f=70次/min,I=0.17Ac)油压为0.5Mpa,f=125次/min,I=0.24A机油压力表1．电热式机油压力表与电热式机油压力传感器（3）使用在安装传感器时，必须使传感器外壳上的箭头(安装记号)向上，不应偏出垂直位置30。发动机低速运转时，机油压力不应小于0.15MPa，发动机高速运转时，机油压力不应超过0.5MPa。正常压力应为0.2Mpa～0.4Mpa。机油压力表2．电磁式机油压力表与可变电阻式机油压力传感器（1）结构电磁式机油压力表与可变电阻式机油压力传感器的基本结构如图8.4所示。

图8.4电磁式机油压力表与可变电阻式机油压力传感器1.L1线圈2.铁磁转子3.指针4.L2线圈5.可变电阻式机油压力传感器机油压力表2．电磁式机油压力表与可变电阻式机油压力传感器

（2）原理当油压降低时，传感器５的电阻值增大，线圈L1中的电流减小，线圈L2中的电流增大，转子２带动指针３随合成磁场的方向逆时针转动，指向低油压；当油压升高时，传感器５的电阻值减小，线圈L1中的电流增大，线圈L2中的电流减小，转子２带动指针３随合成磁场的方向顺时针转动，指向高油压。

二、冷却液温度表

作用：冷却液温度表用来检测和显示发动机水套中冷却液的工作温度，以防因冷却液温度过高而使发动机过热。分类：冷却液温度指示表可分为电热式、电磁式和动磁式三种，冷却液温度传感器可分为双金属片式和热敏电阻式两种。常用的是电热式冷却液温度指示表配双金属片式传感器、电热式冷却液温度指示表配热敏电阻式传感器和电磁式冷却液温度指示表配热敏电阻式传感器三种。冷却液温度表1．电热式冷却液温度表与双金属片式传感器（1）结构电热式冷却液温度表与双金属片式传感器的基本结构如图8.5所示。

图8.5电热式冷却液温度表与双金属片式传感器1.铜壳2.底板3.固定触点4.双金属片5.接触片6.壳7.接线柱8、11.调整齿扇9.双金属片10.指针12.弹簧片

冷却液温度度表2．电热式冷冷却液温度度表与热敏敏电阻式传传感器（2）原理当点火开关关置ON时，电流从蓄蓄电池正极→→点火开关→→电源稳压器器→温度表双双金属片６的的加热线圈７７→传感器接接线柱12→热敏电阻14→传感器外壳15→搭铁→蓄电池池负极。当发动机冷却却液温度较低低时，传感器器的热敏电阻阻阻值大，电电路中电流的的平均值小，，温度表的双双金属片弯曲曲变形小，指指针指向低温温。反之，当当冷却液温度度升高时，热热敏电阻阻值值小，电路中中电流的平均均值大，温度度表的双金属属片弯曲变形形大，指针指指向高温。冷却液温度表表2．电热式冷却却液温度表与与热敏电阻式式传感器（3）电源稳压器器由于电源电压压变化影响仪仪表读数的准准确性，因此此在这种电路路中需配有电电源稳压器。。稳压器输出出一脉冲电压压，其电压波波形如图8.7所示。当电源源电压变化时时，输出电压压平均值保持持稳定。该电电源稳压器的的输出电压为为8.64V土0.15V。图8.7电源稳压器的的电压波形1.输入电压U入2.输出电压U出冷却液温度表表3．电磁式冷却却液温度表与与热敏电阻式式温度传感器器（1）结构图8.8电磁式冷却液液温度表与热热敏电阻式温温度传感器冷却液温度表表3．电磁式冷却却液温度表与与热敏电阻式式温度传感器器（2）原理当点火开关置置ON时，左、右两两线圈通电，，各形成一个个磁场，同时时作用于软铁铁转子，转子子3便在合成磁场场的作用下转转动，使指针针指在某一刻刻度上。当冷却却液温温度降降低时时，传传感器器热敏敏电阻阻阻值值增大大，线线圈2中电流流变小小,合成磁磁场逆逆时针针转动动，使使指针针指在在低温温处；；反之之，当当冷却却液温温度升升高时时，传传感器器热敏敏电阻阻阻值值减小小，线线圈圈2中电流流增大大，合合成磁磁场顺顺时针针转动动，使使指针针指在在高温温处。。三、、燃燃油油表表作用用：：燃燃油油表表用用来来指指示示燃燃油油箱箱内内燃燃油油的的储储存存量量。。分类类：：燃燃油油表表有有电电磁磁式式、、动动磁磁式式和和电电热热式式三三种种，，传传感感器器均均为为可可变变电电阻阻式式。。燃油油表表1．电电磁磁式式燃燃油油表表与与可可变变电电阻阻式式传传感感器器（1）结结构构图8.9电磁磁式式燃燃油油表表与与可可变变电电阻阻式式燃燃油油量量传传感感器器燃油油表表1．电电磁磁式式燃燃油油表表与与可可变变电电阻阻式式传传感感器器（2）原原理理当点点火火开开关关置置ON时，，电电流流由由蓄蓄电电池池正正极极点火火开开关关11燃油油表表接接线线柱柱10左线线圈圈1接线柱柱9右线圈圈2搭铁蓄电池池负极极。同同时电电流由由接线线柱9传感器器接线线柱8可变电电阻5滑片6搭铁蓄电池池负极极。左左线圈圈1和右线线圈2形成合合成磁磁场，，转子子3就在合合成磁磁场的的作用用下转转动，，使指指针指指在某某一刻刻度上上。当油箱箱无油油时，，浮子子下沉沉，可可变电电阻5上的滑滑片6移至最最右端端，可可变电电阻5被短路路，右右线圈圈2也被短短路，，左线线圈1的电流流达最最大值值，产产生的的电磁磁吸力力最强强，吸吸引转转子3，使指指针停停在最最左面面的“0”位上。。随着油油箱中中油量量的增增加，，浮子子上浮浮，带带动滑滑片6沿可变变电阻阻滑动动。可可变电电阻5部分接接入电电路，，左线线圈1电流相相应减减小，，而右右线圈圈2中电流流增大大。转转子3在合成成磁场场的作作用下下向右右偏转转，带带动指指针指指示油油箱中中的燃燃油量量。如如果油油箱半半满，，指针针指在在“1／2”位；当当油箱箱全满满时，，指针针指在在“1”位。燃油表表2．动磁磁式燃燃油表表与可可变电电阻式式燃油油量传传感器器（1）结构构如图8.10所示，，磁化化线圈圈1和2互相垂直直地绕在在一个矩矩形塑料料架上，，塑料套套筒轴承承和金属属轴穿过过交叉线线圈，金金属轴上上装有永永磁铁转转子3，转子上上连有指指针4。（2）原理工作原理理与电磁磁式燃油油表基本本相同。。图8.10动磁式燃燃油表与与可变电电阻式燃燃油量传传感器1.左线圈2.右线圈3.永久磁铁铁转子4.指针5.可变电阻阻6.滑片7.浮子8.接线柱燃油表3．电热式式燃油表表与可变变电阻式式燃油量量传感器器（1）结构电热式燃燃油表的的基本结结构和工工作原理理与电热热式机油油压力表表相同，，仅表盘盘刻度不不同。电电热式燃燃油表配配用可变变电阻式式传感器器，需串串联一个个稳压器器。其基基本结构构如图8.11所示。图8.11电热式燃燃油表与与可变电电阻式燃燃油量传传感器1.稳压器2.加热线圈圈3.双金属片片4.指针5.可变电阻阻6.滑片7.浮子燃油表3．电热式式燃油表表与可变变电阻式式燃油量量传感器器（2）原理当油箱无无油时，，浮子下下沉，滑滑片6处于可变变电阻5的最右端端，传感感器的电电阻全部部串入电电路中，，此时电电路中电电流最小小，燃油油表加热热线圈2发热量小小，双金金属片3变形小，，带动指指针4指在“0”位。当油箱内内油量增增加时，，浮子上上升，滑滑片向左左移动，，串入电电路中的的电阻减减小，电电路中的的电流增增大．燃燃油表加加热线圈圈2发热量大，，双金属片片3变形增大，，带动指针针4向右偏转。。当油箱充满满时，滑片片移至最左左端，将可可变电阻短短路，此时时电路中电电流最大，，指针偏到到最右边，，指在“1”处。四、车速里里程表作用：车速速里程表是是用来指示示汽车行驶驶速度和累累计行驶里里程数的仪仪表。分类：磁感感应式、电电子式车速里程表表1.磁感应式车车速里程表表（1）结构磁感应式车车速里程表表由变速器器(或分动器)内的蜗轮蜗蜗杆经软轴轴驱动。其其基本结构构如图8.13所示。车速速表是由与与主动轴紧紧固在一起起的永久磁磁铁1，带有轴及及指针6的铝碗2，磁屏3和紧固在车车速里程表表外壳上的的刻度盘5等组成。里里程表由蜗蜗轮蜗杆机机构和六位位数字的十十进位数字字轮组成。。图8.13磁感应式车车速里程表表1.永久磁铁2.铝碗3.磁屏4.盘形弹簧5.刻度盘6.指针车速里程表表1.磁感应式车车速里程表表（2）原理1）车速表工工作原理不工作时，，铝碗2在盘形弹簧簧4的作用下，，使指针指指在刻度盘盘的零位。。当汽车行驶驶时，主动动轴带着永永久磁铁l旋转，永久久磁铁的磁磁力线穿过过铝碗2，在铝碗2上感应出蜗蜗流，铝碗碗在电磁转转矩作用下下克服盘形形弹簧的弹弹力，向永永久磁铁1转动的方向向旋转，直直至与盘形形弹簧弹力力相平衡。。由于蜗流流的强弱与与车速成正正比，指针针转过角度度与车速成成正比，指指针便在刻刻度盘上指指示出相应应的车速。。车速里程表表2）里程表工工作原理汽车行驶时时，软轴带带动主动轴轴，主动轴轴经三对蜗蜗轮蜗杆(或一套蜗轮轮蜗杆和一一套减速齿齿轮系)驱动里程表表最右边的的第一数字字轮。第一一数字轮上上的数字为为1／10km，每两个相相邻的数字字轮之间的的传动比为为l:10。即当第一一数字轮转转动一周，，数字由9翻转到0时，便使相相邻的左面面第二数字字轮转动1／10周，成十进进位递增。。这样汽车车行驶时，，就可累计计出其行驶驶里程数，，最大读数数为99999.9km。车速里程表表2．电子式车车速里程表表电子式车速速里程表主主要由车速速传感器、、电子电路路、车速表表和里程表表四部分组组成。如图8.14所示为奥迪迪100型轿车的电电子式车速速里程表。。（1）车速传感感器其作用是产产生正比于于车速的电电信号。它由一个舌舌簧开关和和一个含有有4对磁极的转转子组成。。变速器驱驱动转子旋旋转，转子子每转一周周，舌簧开开关中的触触点闭合、、打开8次，产生8个脉冲信号号，该脉冲冲信号频率率与车速成成正比。图8.14奥迪100型轿车电子子式车速里里程表a)车速传感器器1.塑料环2.舌簧开关管管车速里程表表2．电子式车车速里程表表（2）电子电路路其作用是将将车速传感感器送来的的电信号整整形、触发发，输出一一个电流大大小与车速速成正比的的电流信号号。其基本组成成主要包括括稳压电路路、单稳态态触发电路路、恒流源源驱动电路路、64分频电路和和功率放大大电路。（3）车速表它是一个电电磁式电流流表，当汽汽车以不同同车速行驶驶时，从电电子电路接接线端6输出的与车车速成正比比的电流信信号便驱动动车速表指指针偏转，，即可指示示相应的车车速。图8.14奥迪100型轿车电子子式车速里里程表b)电子电路车速里程表表2．电子式车车速里程表表（4）里程表它由一个步步进电动机机和六位数数字的十进进位数字轮轮组成。车车速传感器器输出的信信号，经64分频后，再再经功率放放大器放大大到足够的的功率，驱驱动步进电电动机，带带动数字轮轮转动，从从而记录行行驶的里程程。图8.14奥迪100型轿车电子式式车速里程表表c)里程表五、发动机转转速表作用：发动机机转速表用于于指示发动机机的运转速度度。分类：常用的的转速表有机机械式和电子子式两种。组成：电子式式转速表获取取转速信号的的方式有三种种，即取自点点火系、发动动机的转速传传感器和发电电机。如图8.15所示为桑塔纳纳轿车取自点点火系的转速速表电路原理理图。发动机转速表表原理：当初级级电路导通时时，三极管VT截止，电容C2被充电，充电电电流由蓄电电池正极点火开关电阻R3电容C2二极管VD2蓄电池负极。。当初级电路路截止时，三三极管VT导通，电容器器C2放电，放电电电流通过三极极管VT电流表二极管VD1。当发动机工工作时，点火火系初级电路路不停的导通通与截止，电电容C2不停的充放电电。因为初级级电路通断的的次数与发动动机转速成正正比，所以电电流表中电流流平均值与发发动机转速成成正比，从而而可用电流平平均值标定发发动机的转速速。图8.15桑塔纳轿车电电子式转速表表电路原理图图六、数字仪表表1、电子显示器器件(1)真空荧光管（（VFD）(2)液晶显示器（（LCD）(3)发光二极管（（LED）2、显示器显示示方法(1)字符段显示法法(2)点阵显示法(3)特殊符号显示示法(4)图形显示法3、数字仪表控控制电路(1)分装式数字仪仪表(2)组合式数字仪仪表(3)综合信息系统统1、电子显示器器件(1)真空荧光管（（VFD）结构VFD是最常用的发发光型显示器器，其结构如如图8.16所示，钨灯丝丝为阴极，接接电源负极；；涂有荧光物物质的屏幕为为阳极，接电电源正极，其其上制有若干干字符段图形形，每个字符符段由电子开开关单独控制制通电状态；；栅格置于灯灯丝和屏幕之之间；整个装装置密封在被被抽真空的玻玻璃罩内。图8.16真空荧光管管（VFD）的结构1.电子开关2.涂有荧光物物质的屏幕幕（阳极））3.栅格4.钨灯丝(阴极)5.玻璃罩6.电位器（亮亮度调节））1、电子显示示器件(1)真空荧光管管（VFD）原理当阴极灯丝丝1通电时，灯灯丝发热，，释放电子子，电子被被电位较高高的栅格2吸引，并穿穿过栅格，，均匀地打打在电位最最高的屏幕幕字符段3上。凡是由由电子开关关控制通电电的字符段段受电子轰轰击后发亮亮，而未通通电的字符符段发暗。。这样通过过控制字符符段通电状状态，就可可形成不同同的显示数数字。图8.17真空荧光管管（VFD）的工作原原理1.钨灯丝(阴极)2.栅格3.字符段（阳阳极）4.屏幕1、电子显示示器件(2)液晶显示器器（LCD）结构LCD是最常用的的非发光型型显示器，，其结构如如图8.18所示。前玻玻璃板2和后玻璃板板3之间加有一一层液晶，，外表面贴贴有垂直偏偏光镜1和水平偏光光镜4，最后面是是反射镜5。图8.18液晶显示器器（LCD）的结构1.垂直偏光镜镜2.前玻璃板3.后玻璃板4.水平偏光镜镜5.反射镜1、电子显示示器件(2)液晶显示器器（LCD）原理当液晶不加加电场时，，液晶的分分子排列方方式可将来来自垂直偏偏光镜的垂垂直方向的的光波旋转转90，再经水平平偏光镜后后射到反射射镜上，经经反射后按按原路回去去，这时透透过垂直偏偏光镜看液液晶时，液液晶呈亮的的状态。图8.19液晶显示器器（LCD）的工作原原理a)当液晶不加加电场时，，液晶将垂垂直光波旋旋转901、电子显示示器件(2)液晶显示器器（LCD）原理当液晶加一一电场时，，液晶的分分子排列方方式改变，，不能将来来自垂直偏偏光镜的垂垂直方向的的光波旋转转，不能通通过水平偏偏光镜达到到反射镜，，这时透过过垂直偏光光镜看液晶晶时，液晶晶呈暗的状状态。这样将液液晶制成成字符段段，通过过控制每每个字符符段的通通电状态态，就可可使液晶晶显示不不同的字字符。图8.19液晶显示示器（LCD）的工作作原理b)当液晶加加电场时时，液晶晶不能将将光波旋旋转二、传统统仪表的的故障诊诊断（一）目目标掌握传统统仪表的的故障检检测方法法。（二）仪仪器试灯、万万用表等等工具。。（三）内内容1.电热式机机油压力力表的故故障诊断断2.电磁式冷冷却液温温度表的的故障诊诊断3.燃油表的的故障诊诊断4.电子式车车速里程程表的故故障诊断断5.发动机转转速表的的故障诊诊断1.电热式机机油压力力表的故故障诊断断1)指针不动动。(1)现象发动机在在各种转转速时，，机油压压力表均均无指示示值。(2)原因①机油压压力表故故障;②机油压力力传感器器故障；；③连接导导线断路路；④发动机机润滑系系有故障障。1.电热式机机油压力力表的故故障诊断断2)发动机未未起动指指针就动动。（1）现象接通点火火开关，，发动机机未起动动，机油油压力表表指针即即开始移移动。（2）原因①机油压压力表故故障；②机油压压力传感感器故障障；③压力表表至传感感器间的的导线搭搭铁。1.电热式机机油压力力表的故故障诊断断3)指针示值值不准。。(1)原因①压力表表故障；；②传感器器故障。。(2)诊断按图8.36所示将将毫安安表、、可变变电阻阻器、、机油油压力力表和和蓄电电池串串连连连接，，进行行检查查调试试。图8.36机油压压力表表检查查电路路1-毫安表表2-可变电电阻3-油压表表2.电磁式式冷却却液温温度表表的故故障诊诊断1)指针不不动。。(1)现象点火开开关置置ON，指针针不动动。(2)原因①冷却却液温温度表表电源源线断断路；；②冷却却液温温度表表故障障；③传感感器故故障；；④温度度表至至传感感器的的导线线断路路。2.电磁式式冷却却液温温度表表的故故障诊诊断2)指针指指向最最大值值不变变。(1)现象接通点点火开开关后后，温温度表表指针针即指指向最最高温温度。。(2)原因①温度度表至至传感感器导导线搭搭铁；；②传感感器内内部搭搭铁。。3.燃油表表的故故障诊诊断1)燃油表表指针针总指指示“1”(油满)。(1)现象点火开开关置置ON时，不不论燃燃油量量多少少，