汽车电气设备课件：车辆信息显示系统 -

车辆信息显示系统

为了检测发动机的运转状况，使驾驶员随时观察与掌握汽车各系统的工作状态，在驾驶室仪表板上装有各种指示仪表。对仪表系统的要求：结构简单，工作可靠，显示数据准确、清晰；当电源的电压出现波动和环境温度发生变化时，数据显示的变化应尽可能小。耐震、耐冲击。一、仪表系统的组成及要求组合仪表的组成：面罩、边框、表芯、印制电路板、插接器、报警灯、指示灯及仪表灯等。有些还带有电源稳压器和报警蜂鸣器。二、电流表作用：电流表用来指示蓄电池充电电流或放电电流的大小，它串接在电路中，电流表的正极接发电机的正极，负极接蓄电池的正极。当电流表的指针指向“+”侧时，表示蓄电池充电；当电流表的指针指向“－”侧时，表示蓄电池放电。进口汽车基本上都已取消了电流表而用充电指示灯代替，国产部分汽车还装用电流表，如解放CAl092汽车两者都具备。1.电磁式电流表（1）结构：电流表内的黄铜片(相当于单匝线圈)固定在绝缘底板上，两端与接线柱相连，黄铜片的下面装有永久磁铁，磁铁内侧的轴上装有带指针的软铁转子。（2）原理：

1）当没有电流通过电流表时，软铁转子被永久磁铁磁化而相互吸引，使指针停在中间“0”的位置。（2）原理：

2）当充电电流通过黄铜片时，在黄铜片周围产生磁场，与永久磁场合成一个磁场，使软铁转子向“+”方向偏转一个角度，充电电流愈大，偏转角度愈大，电流表的读数愈大；当放电时，指针则反向偏转，指示蓄电池放电电流的大小。2．动磁式电流表（1）结构：导电板2固定在绝缘底板上，两端与接线柱1、3相连，中间装有磁轭6，与导电板2装在一起的转轴上装有指针5与永磁转子4，该表与电磁式电流表的区别在于转子是永久磁铁。（2）原理：无电流流过电流表时，永磁转子经磁轭构成回路，使指针保持在“0”位。放电时，电流由接柱1经导电板2流向接柱3，导电板周围产生磁场，使永磁转子带动指针向“－”方向偏转一定角度，放电电流愈大，偏转角度愈大，电流表的读数愈大；充电时，则指针反向偏转。3.电流表的接线原则：4.电流表的常见故障5.电流表的检修

三、机油压力表作用：用来指示发动机润滑系统机油压力的大小。组成：机油压力表的电路由机油压力表和机油压力传感器两部分组成。安装：机油压力表安装在组合仪表内，机油压力传感器安装在润滑主油道上。说明：目前进口汽车基本上都已取消了机油压力表而用机油压力报警灯代替，国产大多数汽车还同时装有机油压力表和机油压力报警灯。分类：机油压力表最常用的为电热式机油压力表，电热式机油压力表又称为双金属片式机油压力表。双金属片式机油压力表与双金属片电热脉冲式传感器机油压力表及机油压力传感器的结构与工作原理：

1．机油压力表：机油压力表内装有双金属片，其上绕有加热线圈，线圈两端分别与机油压力表接线柱相接，机油压力表接线柱与机油压力传感器相接，机油压力表接线柱经点火开关与电源相接。双金属片的一端弯成勾形，扣在指针上。2．机油压力传感器机油压力传感器内部装有膜片，其下腔与发动机润滑主油道相通，机油压力直接作用到膜片上，其上方压着弹簧片，簧片一端与外壳固定并搭铁，另一端焊有触点，双金属片上绕着加热线圈，线圈的一端焊在双金属片的触点上，另一端焊在接触片上。3．机油压力表的工作原理（1）当点火开关闭合时，电流表的电路为：蓄电池正极→点火开关→机油压力表接线柱→机油压力表内双金属片的加热线圈→机油压力表接线柱→机油压力传感器接线柱→接触片→机油压力传感器内双金属片上的加热线圈→触点→弹簧片→搭铁，回到电源负极。（2）电流通过电流表内双金属片的加热线圈时生热就会使双金属片变形，带动指针偏转。

1）若机油压力很低，则传感器膜片变形很小，作用在触点上的压力也很小，通电时，温度略有上升，传感器双金属片稍有变形，就会使触点分开，切断电路；冷却后触点又接通电路，循环工作。因触点压力小，分开时长，接触时短，平均电流小，压力表内双金属片变形小，指针偏转量小，指示低油压。

2）当机油压力升高，则传感器膜片变形增大，作用在触点上的压力也增大，传感器内双金属片被压向上弯曲，需要通电时间长双金属片变形量大才能使触点分开，切断电路；稍一冷却触点又接通电路，循环工作。因此，机油压力升高时，触点分开时短，接触时长，平均电流大，压力表内双金属片变形大，指针偏转量大，指示高油压。3.机油压力表的工作原理3）为使油压压力表指示值不受外界温度变化影响，双金属片做成“Π”形，一臂有加热线圈，另臂作补偿。因外界温度变化而引起工作臂变形时，由补偿臂的相应变形进行补偿，减小了误差。4）安装传感器时箭头朝上，保证工作臂位于补偿臂上方，避免工作臂产生热影响补偿臂。5）发动机正常工作时，机油压力正常值为：低速≮0.15MPa，高速≯0.5MPa。2.机油压力表的常见故障四、水温表作用：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双金属片式和电磁式两种，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。图5.5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

1．电热式水温表和双金属片式传感器（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所示（2）原理当点火开关置ON时，电流流过加热线圈，双金属片4受热变形使触点分离，切断电路；随后双金属片冷却伸直，触点重又闭合，电路又被接通，如此反复，电路中形成一脉冲电流。当冷却液温度较低时，双金属片２变形小，触点压力大，闭合时间长，打开时间短，电路中电流的平均值大，该电流流过指示表加热线圈，指示表的双金属片9变形大，指针偏摆角度大，指向低温。反之，当水温较高时，传感器中双金属片2向上翘曲变形大，触点压力小，闭合时间短，打开时间长，电路中电流的平均值小，指示表的双金属片9变形小，指针偏摆角度小，指向高温。

电热式冷却液温度表、热敏电阻式传感器与稳压器1.触点2.双金属片3.加热线圈4、11、12.接线柱5、9.调解齿扇10、13.弹簧14.热敏电阻15.外壳

2．热敏电阻式温度表

(1)结构双金属片式指示表与热敏电阻式水温传感器（2）原理当点火开关置ON时，电流从蓄电池正极→点火开关→电源稳压器→温度表双金属片６的加热线圈７→传感器接线柱12→热敏电阻14→传感器外壳15→搭铁→蓄电池负极。当发动机冷却液温度较低时，传感器的热敏电阻阻值大，电路中电流的平均值小，温度表的双金属片弯曲变形小，指针指向低温。反之，当冷却液温度升高时，热敏电阻阻值小，电路中电流的平均值大，温度表的双金属片弯曲变形大，指针指向高温。

图5.7电源稳压器的电压波形1.输入电压U入

2.输出电压U出（3）电源稳压器由于电源电压变化影响仪表读数的准确性，因此在这种电路中需配有电源稳压器。稳压器输出一脉冲电压，其电压波形如图5.7所示。当电源电压变化时，输出电压平均值保持稳定。该电源稳压器的输出电压为5.64V土0.15V。

3．电磁式冷却液温度表与热敏电阻式温度传感器（1）结构图5.8电磁式冷却液温度表与热敏电阻式温度传感器（2）原理当点火开关置ON时，左、右两线圈通电，各形成一个磁场，同时作用于软铁转子，转子3便在合成磁场的作用下转动，使指针指在某一刻度上。当冷却液温度降低时，传感器热敏电阻阻值增大，线圈2中电流变小,合成磁场逆时针转动，使指针指在低温处；反之，当冷却液温度升高时，传感器热敏电阻阻值减小，线圈2中电流增大，合成磁场顺时针转动，使指针指在高温处。五、燃油表作用：燃油表用来指示燃油箱内燃油的储存量。分类：燃油表有电磁式、动磁式和双金属电热式三种，传感器均为可变电阻式。1．电磁式燃油表与可变电阻式传感器（1）结构图5.9电磁式燃油表与可变电阻式燃油量传感器

（2）原理当点火开关置ON时，电流由蓄电池正极

点火开关11

燃油表接线柱

10

左线圈1

接线柱9

右线圈2

搭铁

蓄电池负极。同时电流由接线柱9

传感器接线柱8

可变电阻5

滑片6

搭铁

蓄电池负极。左线圈1和右线圈2形成合成磁场，转子3就在合成磁场的作用下转动，使指针指在某一刻度上。当油箱无油时，浮子下沉，可变电阻5上的滑片6移至最右端，可变电阻5被短路，右线圈2也被短路，左线圈1的电流达最大值，产生的电磁吸力最强，吸引转子3，使指针停在最左面的“0”位上。随着油箱中油量的增加，浮子上浮，带动滑片6沿可变电阻滑动。可变电阻5部分接入电路，左线圈1电流相应减小，而右线圈2中电流增大。转子3在合成磁场的作用下向右偏转，带动指针指示油箱中的燃油量。如果油箱半满，指针指在“1／2”位；当油箱全满时，指针指在“1”位。

图5.10动磁式燃油表与可变电阻式燃油量传感器1.左线圈2.右线圈3.永久磁铁转子4.指针5.可变电阻6.滑片7.浮子8.接线柱2．动磁式燃油表与可变电阻式燃油量传感器（1）结构如图5.10所示，磁化线圈1和2互相垂直地绕在一个矩形塑料架上，塑料套筒轴承和金属轴穿过交叉线圈，金属轴上装有永磁铁转子3，转子上连有指针4。（2）原理工作原理与电磁式燃油表基本相同。3．电热式燃油表与可变电阻式燃油量传感器（1）结构电热式燃油表的基本结构和工作原理与电热式机油压力表相同，仅表盘刻度不同。电热式燃油表配用可变电阻式传感器，需串联一个稳压器。其基本结构如图5.11所示。电热式燃油表与可变电阻式燃油量传感器1.稳压器2.加热线圈3.双金属片4.指针5.可变电阻6.滑片7.浮子（2）原理当油箱无油时，浮子下沉，滑片6处于可变电阻5的最右端，传感器的电阻全部串入电路中，此时电路中电流最小，燃油表加热线圈2发热量小，双金属片3变形小，带动指针4指在“0”位。当油箱内油量增加时，浮子上升，滑片向左移动，串入电路中的电阻减小，电路中的电流增大．燃油表加热线圈2发热量大，双金属片3变形增大，带动指针4向右偏转。当油箱充满时，滑片移至最左端，将可变电阻短路，此时电路中电流最大，指针偏到最右边，指在“1”处。3.燃油表使用注意事项①燃油表必须与稳压器、传感器配套使用。②燃油传感器与油箱必须接地良好。③电磁式燃油表接线柱极性须接对。电子燃油显示器六、车速里程表作用：车速里程表是用来指示汽车行驶速度和累计行驶里程数的仪表。分类：磁感应式、电子式图5.13磁感应式车速里程表1.永久磁铁2.铝碗3.磁屏4.盘形弹簧5.刻度盘6.指针1.磁感应式车速里程表（1）结构磁感应式车速里程表由变速器(或分动器)内的蜗轮蜗杆经软轴驱动。其基本结构如图5.13所示。车速表是由与主动轴紧固在一起的永久磁铁1，带有轴及指针6的铝碗2，磁屏3和紧固在车速里程表外壳上的刻度盘5等组成。里程表由蜗轮蜗杆机构和六位数字的十进位数字轮组成。（2）原理

1）车速表工作原理不工作时，铝碗2在盘形弹簧4的作用下，使指针指在刻度盘的零位。当汽车行驶时，主动轴带着永久磁铁l旋转，永久磁铁的磁力线穿过铝碗2，在铝碗2上感应出蜗流，铝碗在电磁转矩作用下克服盘形弹簧的弹力，向永久磁铁1转动的方向旋转，直至与盘形弹簧弹力相平衡。由于蜗流的强弱与车速成正比，指针转过角度与车速成正比，指针便在刻度盘上指示出相应的车速。2）里程表工作原理汽车行驶时，软轴带动主动轴，主动轴经三对蜗轮蜗杆(或一套蜗轮蜗杆和一套减速齿轮系)驱动里程表最右边的第一数字轮。第一数字轮上的数字为1／10km，每两个相邻的数字轮之间的传动比为l:10。即当第一数字轮转动一周，数字由9翻转到0时，便使相邻的左面第二数字轮转动1／10周，成十进位递增。这样汽车行驶时，就可累计出其行驶里程数，最大读数为99999.9km。

2．电子式车速里程表电子式车速里程表主要由车速传感器、电子电路、车速表和里程表四部分组成。如图5.14所示为奥迪100型轿车的电子式车速里程表。

奥迪100型轿车电子式车速里程表a)车速传感器1.塑料环2.舌簧开关管

（1）车速传感器其作用是产生正比于车速的电信号。它由一个舌簧开关和一个含有4对磁极的转子组成。变速器驱动转子旋转，转子每转一周，舌簧开关中的触点闭合、打开8次，产生8个脉冲信号，该脉冲信号频率与车速成正比。2．电子式车速里程表（2）电子电路其作用是将车速传感器送来的电信号整形、触发，输出一个电流大小与车速成正比的电流信号。其基本组成主要包括稳压电路、单稳态触发电路、恒流源驱动电路、64分频电路和功率放大电路。

（3）车速表它是一个电磁式电流表，当汽车以不同车速行驶时，从电子电路接线端6输出的与车速成正比的电流信号便驱动车速表指针偏转，即可指示相应的车速。图5.14奥迪100型轿车电子式车速里程表b)电子电路2．电子式车速里程表（4）里程表它由一个步进电动机和六位数字的十进位数字轮组成。车速传感器输出的信号，经64分频后，再经功率放大器放大到足够的功率，驱动步进电动机，带动数字轮转动，从而记录行驶的里程。图5.14奥迪100型轿车电子式车速里程表c)里程表七、发动机转速表

作用：发动机转速表用于指示发动机的运转速度。分类：常用的转速表有机械式和电子式两种。组成：电子式转速表获取转速信号的方式有三种，即取自点火系、发动机的转速传感器和发电机。如图5.15所示为桑塔纳轿车取自点火系的转速表电路原理图。图5.15桑塔纳轿车电子式转速表电路原理图电容充放电式电子转速表原理：当初级电路导通时，三极管VT截止，电容C2被充电，充电电流由蓄电池正极

点火开关

电阻R3

电容C2

二极管VD2

蓄电池负极。当初级电路截止时，三极管VT导通，电容器C2放电，放电电流通过三极管VT

电流表

二极管VD1。当发动机工作时，点火系初级电路不停的导通与截止，电容C2不停的充放电。因为初级电路通断的次数与发动机转速成正比，所以电流表中电流平均值与发动机转速成正比，从而可用电流平均值标定发动机的转速。2.单稳态多谐振荡式转速表2.感应式电子转速表八.汽车电子化仪表1.汽车仪表电子化的优点：电子显示装置能提供大量、复杂的信息，显示直观、清晰；能迅速准确地处理各种复杂的信息，并以数字、文字或图形显示出来，供汽车驾驶员了解并及时处理。能满足小型、轻量化的要求具有高精度和高可靠性具有一表多用的功能1.汽车常用电子显示器件：一、显示器件发光型非发光型1.汽车常用电子显示器件：真空荧光管VFD发光二极管LED阴极射线管CRT等离子显示器件PDP电致发光显示器件ELD发光型显示器件非发光型显示器件电致变色显示器件ECD液晶显示器件LCD

如上所述都可以作为汽车电子显示器件使用。应用广泛的是发光二极管和液晶两种。既可做成数字式的，也可做成图形或指针式的。1、发光二极管（LED）

发光二极管是一种把电能转换成光能的固态发光器件，实际上也是一种晶体管,它是应用最广泛的低压显示器件。其结构如图所示。

如上所述都可以作为汽车电子显示器件使用。应用广泛的是发光二极管和液晶两种。既可做成数字式的，也可做成图形或指针式的。发光二极管组成的光条显示器发光二极管组成的数码显示板发光二极管组成的点阵显示板发光二极管的优点：

发光二极管响应速度较快、工作稳定、可靠性高、体积小、重量轻、耐振动、寿命长。2、液晶显示器件（LCD）

在两层做有镶嵌电极或交叉电极的玻璃板之间夹一层液晶材料，当板上各点加有不同电场时，各相应点上的液晶材料即随外加电场的大小而改变晶体特殊分子结构，从而改变这些特殊分子光学特性。利用这一原理制成的显示器件叫液晶显示器件。液晶显示

由于液晶显示器件为非发光型显示器件，所以只有在光亮的环境中才能观察液晶显示器的内容，由于在较暗的环境中难于观察液晶显示器的内容，因此在汽车上所用的液晶显示器通常采用白炽灯作为背景照明光源。液晶显示的优点很多，如：工作电压低（3V左右），功耗非常小；显示面积大、示值清晰，通过滤光镜可显示不同颜色；电极图形设计灵活，设计成任意显示图形的工艺都很简单。因此在汽车上得到广泛应用。缺点是液晶为非发光型物质，白天靠日光显示，夜间必须使用照明光源。低温条件下灵敏度较低，有时甚至不能正常工作。3、真空荧光管（VFD）

真空荧光管实际上是一种低压真空管，它是最常用的数字显示器，如图所示。

第三节汽车报警指示灯系统一、制动系统低气压警告灯二、机油压力警告灯三、冷却液温度报警装置四、燃油油量警告灯五、制动液面警告灯六、制动信号灯监视电路七、危险警告报警装置八、电喇叭

目前汽车上所装用的喇叭多为电喇叭，主要用于警告行人和其他车辆，以引起注意，保证行车安全。喇叭按发音动力有气喇叭和电喇叭之分；按外形有螺旋形、筒形、盆形之分；按声频有高音和低音之分；按接线方式有单线制和双线制之分。气喇叭是利用气流使金属膜片振动产生音响，外形一般为筒形，多用在具有空气制动装置的重型载重汽车上。电喇叭是利用电磁力使金属膜片振动产生音响，其声音悦耳，广泛使用于各种类型的汽车上。

⒈筒形、螺旋形电喇叭筒形、螺旋形电喇叭的构造如图5.28所示。其主要机件由山形铁心、线圈、衔铁、膜片、共鸣板、扬声筒、触点以及电容器等。膜片和共鸣板借中心杆与衔铁、调整螺母、锁紧螺母联成一体。通过线圈的通断使得膜片不断振动，从而发出一定音调的音波，由扬声筒加强后传出。

一、电喇叭的结构及工作原理图5.28筒形、螺旋形电喇叭1－扬声器2－共鸣板3－膜片4－底板5－山形铁心6－线螺柱7、13－调整螺钉8、14－锁紧螺母9－弹簧片10－衔铁11－线圈12－锁紧螺母15－中心杆16－触点17－电容器18－导线19－接线柱20－按钮

⒉