汽车电气设备构造与维修 教案 项目六 汽车仪表与报警系统

教案年月日NO：8教师姓名授课形式授课时数2授课日期授课班级章节名称项目六汽车仪表与报警系统任务一检修仪表系统教学目的1.了解仪表系统的作用2.掌握仪表系统的组成、主要部件的作用及工作原理教学重点1.了解仪表系统的作用2.掌握仪表系统的组成、主要部件的作用及工作原理3.掌握仪表系统故障检修方法教学难点1.了解仪表系统的作用2.掌握仪表系统的组成、主要部件的作用及工作原理3.掌握仪表系统故障检修方法更新、补充、删节内容无使用教具多媒体（视频、图片、动画）课外作业习题册课后分析教研室主任审阅日期课题模块六仪表与报警系统任务一组合仪表结构与原理教学环节教学内容教学方法时间分配[组织教学][引导新课][讲授新课][讲授新课][讲授新课][讲授新课][讲授新课][讲授新课][总结][布置作业][宣布下课]检查学生出勤情况、课堂纪律强调。李先生的丰田卡罗拉轿车在接通点火开关时，无论油箱存油多少，燃油表指针始终指向“0”处不动，对于这种故障，同学们请思考应该怎样进行诊断、检查和修理呢？项目六汽车仪表与报警系统检修任务一仪表系统检修第一课时一、仪表系统的组成和作用汽车仪表用来指示汽车运行及发动机运转的状况，以便驾驶员随时了解各系统的工作情况，保证汽车可靠而安全地行驶。不同汽车的组合仪表中仪表个数不同，一般仪表板上主要有转速表、燃油表、冷却液温度表、机油压力指示灯、车速里程表等，仪表板上还有许多指示灯、报警灯、仪表照明灯和时钟显示等。图6-1-1双圆盘式仪表（一）发动机转速表发动机的转速表用来指示发动机的转速，转速表按其结构的不同可分为机械式和电子式，其中应用较广泛的是电子式。电子式转速表按转速信号的获取方式不同可分为：①从点火系统获取信号的转速表；②测取飞轮（或正时齿轮）转速的转速表；③从发电机上获取转速信号的转速表，如图所示。图6-1-2转速表转速表的基本原理：当发动机运转时，转速传感器的信号转子随曲轴一起转动，使曲轴位置传感器产生随转速变化的电压信号，并将该信号传输到发动机ECU，ECU将该信号经过处理后，向转速指示表输出一个与转速成正比的频率信号，转速指示表内部的电子电路便驱动转速表指针偏转，从而指示相应的转速。使用转速表驾驶员可以正确地选择换档时机、防止发动机超速运转。转速表上都标有红色危险区，发动机转速一般不得超过危险标线，否则会造成发动机早期损坏。（二）燃油表燃油表是用来指示油箱内储蓄油量多少的。它由装在仪表板上的燃油指示表和装在燃油箱内的传感器构成。燃油指示表有电热式和电磁式两种，目前广泛使用电磁式。燃油量传感器采用可变电阻式。如图所示。图6-1-3燃油表（1）电热式燃油表电热式燃油表工作原理如图6-4所示，当燃油箱无油时，浮子下沉，滑片处于可变电阻的最右端。当点火开关接通后，由于传感器的电阻全部串入电路中，此时电路中电流最小，燃油表加热线圈产生较小的热量，使双金属片产生较小的变形，带动指针，指示在“0”处，表示燃油箱无油。当燃油箱内油量增加时，浮子上升，带动电阻滑片移动，只有少部分电阻接入电路，于是流入加热线圈的电流增大，双金属片受热变形增大，带动指针向右偏转，指示较大的读数。当燃油箱充满油时，指针指示在最右边“1”处。图6-1-4电热式燃油表工作原理图（2）电磁式燃油表电磁式燃油表工作原理如图6-1-5所示，指示表中有左右两只铁心，铁心上分别绕有左线圈和右线圈，中间置有转子，转子上连有指针。当燃油箱无油时，浮子下沉，可变电阻被短路。此时右线圈两端均搭铁，电路被短路，无电流通过，因此左线圈在全部电源电压的作用下，通过的电流达最大值，产生的电磁吸力最强，吸引转子，使指针停最左边的“0”位上。随着燃油箱中油量的增加，浮子上浮，便带动滑片移动，可变电阻部分接入，此时左线圈由于串联了电阻，线圈内电流相应减小，使左线圈电磁吸力减弱，而右线圈中有电流通过产生磁场，转子带动指针在合成磁场的作用下向右偏转，使燃油量指示值增大，当燃油箱满油时，指针指在“1”位置。1-左线圈；2-右线圈；3-转子；4-指针；5-可变电阻；6-滑片7-浮子；8-接线柱9、10-接线柱；11-点火开关图6-1-5电磁式燃油表工作原理图（三）水温表水温表的作用是指示发动机水套中冷却液工作温度的仪表。它由水温表和水温传感器组成。水温传感器是将冷却水温度的变化转变为电信号，主要有双金属片电热式和电磁式，如图6-6所示。图6-1-6水温表（1）电热式水温表电热式水温表又称双金属片式水温表，它的传感器和指示表均为双金属片电热式，其指示表与电热式机油压力指示表构造完全相同，只是刻度盘值与油压表相反而已，如图6-7所示。当冷却液温度较高时，触点间的闭合压力小，只要有较小的电流便使双金属片进一步上翘即可断开触点。触点断开后，由于冷却液温度高，双金属片冷却速度慢，触点恢复闭合需要的时间长。其结果使得触点闭合的时间短而断开的时间长，电路中脉冲电流的平均值较小，指示表中双金属片变形小，带动指针向右偏转较小的角度而指示出较高的温度值。当冷却液温度较低时，双金属片需要较大的电流才能进一步上翘断开触点，触点断开后，由于冷却液温度低，双金属片冷却速度快，触点恢复闭合需要的时间短。整个过程中，电路的平均电流值大，使指示表中双金属片变形大，带动指针向右偏转较大的角度而指示较低的温度值。1－固定触点；2、7－双金属片；3－接触片；4、5、10－接线柱；6、9－调节齿扇；8－指针；11－弹簧片；图6-1-7电热式水温表结构图（2）电磁式水温表电磁式水温表如图6-8所示，水温表中传感器多采用负温度系数的热敏电阻，其工作原理是将水温的变化变换成电阻值的变化，从而控制水温表电路中电流的大小，使水温表指示出相应的温度。热敏电阻水温传感器一般与电磁式温度指示表配用，组成电磁式水温表。图6-1-8电磁式水温表（四）机油压力表机油压力表用来检测和显示发动机主油道的机油压力大小，防止因缺机油而造成拉缸、烧瓦等重大故障发生。机油压力表由机油压力传感器和机油压力指示表两部分组成。常用的机油压力表结构有电热式、电磁式和弹簧管式三种，现代汽车大多采用电热式油压表。电热式油压表基本结构如图6-9所示。它由装在发动机润滑系主油道中的油压传感器和装在仪表板上的油压指示表两大部分组成。图6-1-9电热式油压表结构图图6-1-10脉冲电流波形图当电源开关接通时，电流流过双金属片，使金属片受热变形弯曲；触点分开，电流被切断，双金属片冷却伸直，触点闭合……。如此反复，形成如图6-10所示的脉动电流。机油压力较大时，膜片被顶升，弹簧变形，需流过金属片的电流较大，触点才分断，造成整个回路中触点闭合时间长而分断时间短，电流的有效值较大，双金属片受热弯曲程度增加，带动指示仪表的指针偏转较大，指示高油压。反之，当机油压力较小时，则弹簧变形减小，整个回路的电流有效值减小，仪表指针偏转较小，指示低油压。（五）车速里程表车速里程表用来指示汽车的行驶速度和累计汽车的行驶的里程数，它由车速表和里程表两部分组成。车速里程表按工作原理可分为机械式与电子式两种，其中电子式目前应用的最广泛。图6-1-11机械式车速里程表机械式车速里程表机械式车速里程表的结构如图6-1-11所示，它的主动轴由变速器传动蜗杆经软轴下驱动。车速表由与主动轴紧固在一起的永久磁铁，带有轴与指针的铝罩、磁屏和紧固在车速里程表外壳上的刻度盘等组成。不工作时，铝罩在游丝的作用下，使指针位于刻度盘0的位置。当汽车行驶时，主动轴带着永久磁铁旋转，磁感线在铝罩上引起涡流，涡流产生的磁场与旋转的永久磁铁磁场相互作用产生转矩，克服游丝的弹力，使铝罩朝永久磁铁转动方向转过一个角度，与游丝的弹力相平衡，指针便在刻度盘上指示相应的车速。车速越高，永久磁铁旋转越快，铝罩上的涡流越强，因而转矩越大，指针指示的车速也越高。里程表主动轴与三套蜗轮蜗杆按一定传动比传动，从而逐级带动数字轮转动，计数器为十进制。右边数字轮每旋转一周，相邻的左边数字轮指示数便自动增加1，从右往左其单位依次为1/10km、1km、10km，依此类推，就能累计出汽车所行驶过的里程。电子式车速里程表奥迪100型轿车的组合仪表中装有指针式电子车速里程表。电子车速里程表电路主要由车速传感器、电子电路、车速表和里程表四部分组成。车速传感器由变速器驱动，能够产生正比于汽车行驶速度的电信号。它由一个干簧开关和一个含有四对磁极的转子组成，如图6-12，转子每转一周，干簧开关中的触点闭合8次，产生8个脉冲信号，汽车每行驶1km，车速传感器将输出约四千多个脉冲。图6-1-12电子式车速里程表电子电路的作用是将车速传感器送来的具有一定频率的电信号，经整形、触发、输出一个与车速成正比的电流信号。车速表实际上是一个磁电式电流表，当汽车以不同车速行驶时，从电子电路输出的与车速成正比的电流信号便驱动车速表指针偏转，从而指示相应的车速。里程表由一个步进电动机及六位数字的十进位齿轮计数器组成。车速传感器输出的频率信号，经功率放大器驱动步进电动机，带动六位数字的十进位齿轮计数器工作从而积累行驶的里程。（六）仪表稳压器（1）电热式仪表稳压器电热式水温表及燃油表配用可变电阻式传感器时，应在电路中串入仪表稳压器，以稳定仪表平均电压，减小仪表的指示误差。仪表稳压器常见有电热式和电子式两类。电热式仪表稳的结构如图6-13所示，它由双金属片、一对动断触点、电热线圈、座板和外壳等组成。图6-1-13电热式仪表稳压器工作原理：当电源电压偏高时，电热线圈中的电流增大，产生热量快，使触点在较短的时间里断开，于是触点闭合时间短，若电源电压偏低时，电热线圈中的电流减小，产生热量慢，使触点闭合时间长，从而使稳压器输出电压平均值基本平稳。（2）电子式仪表稳压器采用三端集成稳压器可简化仪表结构，降低仪表成本，提高稳压精度，延长仪表寿命。桑塔纳、奥迪轿车仪表板采用了专用的三端式电子仪表稳压器。如图6-14所示，该稳压器输出电压为9.5~10.5V。第二课时在进行汽车仪表故障诊断和维修之前，首先运转发动机或路试车辆一段距离，检查汽车仪表内的指示表和报警灯是单个指示表不正常还是多个指示表同时指示不正常，如存在多个指示表或报警灯不正常，通常应先检查仪表板的易熔丝是否正常，供电电源是否正常，当确认上述部分正常后，可按照下列诊断方式进行故障诊断。一、发动机转速表的检修1、故障现象发动机转速表始终指示在0r/min。2、故障原因(1)转速表本身故障(2)转速传感器损坏(3)转速表相关连接电路断路或短路(4)发动机ECU故障3、故障检修(1)转速传感器是电控发动机上非常重要的传感器，该传感器如损坏，一般发动机不能起动；因此，转速传感器损坏，影响的不仅仅是转速表；(2)从仪表台上拆卸仪表板，不拔下仪表板的连接线；(3)从仪表板连接器的众多线路中找到转速表的信号线(连接到发动机ECU的线路)；(4)将试灯一端接转速信号线的端子上，将点火开关置于ON，另一端快速连续搭铁和不搭铁，观察转速表指针是否摆动，若指针不动，说明转速指示表损坏，需更换转速指示表或组合仪表总成；若指针摆动，说明转速指示表到发动机ECU线路断路或短路。(5)用万用表测量仪表端与发动机ECU连接电路的阻值，应能导通；如阻值∞，说明连接电路断路；如正常，进入下一步测量；（6）用万用表测量仪表端到发动机ECU端连接电路与搭铁的阻值，应为∞，否则说明连接电路短路。二、燃油表的检修1、故障现象油箱内无论多少燃油，指针总指示无油。2、故障原因(1)燃油指示表本身故障(2)燃油量传感器损坏(3)燃油表相关连接电路断路3、故障检修(1)拆下驾驶室内的后排坐垫，找到位于坐垫下方的燃油泵和燃油量传感器连接器，并拔下连接器，如图6-17所示；图6-1-17拔下插接器图6-1-18检测燃油表端子(2)在燃油泵和燃油量传感器连接器的4个端子中找到通往燃油量指示表的端子(燃油泵的两个端子一般较粗，燃油量传感器的端子一般较细)；(3)用一个试灯(2~5W)一端连接通往燃油量指示表的端子，试灯另一端搭铁，如图6-18所示，然后将点火开关置于ON，观察燃油指示表指针是否摆动。若指针摆动，则说明燃油量传感器损坏，需更换；若指针不动，进行下一步诊断；(4)从仪表台上拆卸仪表板，不拔下仪表板的连接线；(5)从仪表板连接器的众多线路中找到连接到燃油量传感器的线路；（6）将试灯一端搭铁，另一端接燃油油量传感器线路的端子上，将点火开关置于ON，观察燃油表指针是否摆动，若指针不动，说明燃油指示表损坏，需更换燃油指示表或组合仪表总成；若指针摆动，说明燃油指示表到传感器线路断路。三、水温表的检修1、故障现象水温表指针一直固定在某个位置不动。2、故障原因(1)冷却液温度传感器损坏(2)水温指示表本身故障(3)水温表相关连接电路断路3、故障检修(1)找到位于发动机气缸盖上的冷却液温度传感器，并拔下连接器；(2)用一个试灯(2~5W)一端连接冷却液温度传感器连接器的针脚(单线传感器)，试灯另一端搭铁，然后将点火开关置于ON，观察水温指示表指针是否摆动若指针摆动，则说明冷却液温度传感器损坏，需更换；若指针不动，进行下一步诊断；(3)从仪表台上拆卸仪表板，不拔下仪表板的连接线；(4)从仪表板连接器的众多线路中找到连接到冷却液温度传感器的线路；(5)将试灯一端搭铁，另一端接冷却液温度传感器线路的端子上，将点火开关置于ON，观察水温表指针是否摆动，若指针不动，说明水温指示表损坏，需更换水温指示表或组合仪表总成；若指针摆动，说明水温指示表到传感线路断路。四、车速里程表的检修1、故障现象车速里程表不指示2、故障原因(1)车速里程表本身故障(2)车速传感器损坏(3)车速里程表相关连接电路断路或短路3、检修思路(1)找到位于变速器输出端的车速传感器，并拔下连接器；(2)查看车速传感器连接器端子的个数，一般车型为3个端子，分别为正极端子、负极端子和连接车速里程指示表的信号端子；(3)将点火开关置于ON，用万用表测量正极端子应为12V或5V，测负极端子与搭铁应该导通，否则说明车速传感器的正极或负极线路断路；如正常，进入下一步诊断；（4）用一个试灯（2~5W）一端连接通往车速里程指示表的端子，将点火开关置于ON，再将试灯另一端快速连续搭铁和不搭铁，观察车速里程指示表指针是否摆动；若指针摆动，则说明车速传感器损坏，需更换；若指针不动，进行下一步诊断；(5)从仪表台上拆下仪表板，不拔下仪表板的连接线；(6)从仪表板连接器的众多线路中找到连接到车速传感器的线路;(7)将试灯一端接车速传感器线路的端子上，将点火开关置于ON，另一端快速连续搭铁和不搭铁，观察车速里程表指针是否摆动，若指针不动，说明车速里程指示表损坏，需更换车速里程指示表或组合仪表总成；若指针摆动，说明车速里程指示表到传感线路断路或短路。(8)用万用表测量仪表端与车速传感器端连接电路的阻值，应能导通；如阻值∞，说明连接电路断路；如正常，进入下一步测量；（9）用万用表测量仪表端到车速传感器端连接电路与搭铁的阻值，应为∞，否则说明连接电路短路。五、机油报警装置的检修1、故障现象汽车在运行过程中，发动机机油压力警告灯常亮2、故障原因(1)机油压力开关损坏(2)机油压力警告灯相关连接电路短路(3)发动机润滑油路油压过低3、检修思路（1）拔下发动机机油尺，检查机油量是否正常。（2）找到位于汽缸体主油道上的机油压力开关，然后拔下插接器，如图6-19所示。图6-1-19拔下插接器（1）将点火开关置于“ON”，检查机油压力警告灯是否还亮，如果继续点亮，说明仪表板到机油压力开关的连接电路短路；如不亮，进入下一步检查。（2）拆下机油压力开关，连接机油压力表，然后再起动发动机检查机油压力在怠速时应大于1.05MPa，否则说明发动机润滑系统存在压力过低的故障；如测试压力正常，则说明机油压力开关损坏，需更换。掌握仪表结构与使用、工作原理，掌握仪表系统的检修方法。布置作业：习题册，宣布下课。2分钟运用提问法和引导法使学生思考并分析问题。【提问】2分钟【讲授】1分钟通过放映视频、图片讲解仪表系统的组成和各仪表的工作原理。【放映】6分钟【板书】5分钟【讲授】24分钟通过放映视频、图片讲解各个仪表的可能故障及对应的检修方法。【放映】5分钟【板书】5分钟【讲授】25分钟对照板书、图片将本节课的主要内容串联起来，强调重点。【总结】4分钟强调作业规范1分钟教案年月日NO：9教师姓名授课形式授课时数2授课日期授课班级章节名称项目六仪表与警告系统检修任务二检修报警系统教学目的1.了解报警系统的作用2.掌握报警系统的组成、主要部件的作用及工作原理3.掌握汽车报警电路的检修方法。教学重点1.了解报警系统的作用2.掌握报警系统的组成、主要部件的作用及工作原理3.掌握汽车报警电路的检修方法。教学难点1.了解报警系统的作用2.掌握报警系统的组成、主要部件的作用及工作原理3.掌握汽车报警电路的检修方法。更新、补充、删节内容无使用教具多媒体（视频、图片、动画）课外作业习题册课后分析教研室主任审阅日期课题项目六仪表与报警系统的检修任务二检修报警系统教学环节教学内容教学方法时间分配[组织教学][引导新课][讲授新课][讲授新课][讲授新课][总结][布置作业][宣布下课]检查学生出勤情况、课堂纪律强调。王先生的丰田卡罗拉在行车途中发现机油压力警报灯亮起，立马将车挪到不妨碍交通的位置，并求助于4S店工作人员，经检查，发现机油液位正常。请同学们思考一下，这种故障现象产生的原因是什么呢？项目六仪表与报警系统的检修任务二检修报警系统一、报警系统的组成为了警示汽车、发动机或某一系统处于不良或特殊状态，引起驾驶员的注意，保证车辆可靠工作和安全行驶，汽车上安装了多种报警装置。报警装置由报警灯和报警开关组成，当被监测的系统或总成工作不正常时，开关自动接通，使报警灯发亮。常见的报警灯有冷却液温度报警灯、机油压力报警灯、燃油不足报警灯、制动灯断线报警灯和液面过低报警灯等。报警灯通常安装在仪表板上，功率为1~4W，在灯泡前设有滤光片，使报警灯发出黄光或红光，滤光片上设以图形符号。常见的报警、指示灯图形符号、颜色及含义如表6-1所示。表6-1常见报警灯、指示灯的符号、颜色及含义序号符号颜色名称警告含义1红色蓄电池/充电系统蓄电池电压过低2红色冷却液冷却液不足或过热3红色安全带未系驾驶员安全带未系时点亮；副驾驶坐人或有重物，安全带未系时报警4红色安全气囊安全气囊故障，关闭安全气囊安全带拉紧器5红色制动系统指示灯持续点亮，或在行驶过程中点亮6黄色发动机检查发动机故障7红色动态的油压警告油压过低，检查油压8黄色油位检查油位或检查油传感器9红色车身防盗车身防盗开启后显示10红色门开报警驾座门/乘客门/门未关11黄色ABS制动防抱死系统故障12黄色燃油存量请加燃油13黄色轮胎压力监控轮胎气压过低/过高14黄色风窗洗涤液风窗洗涤液不足15绿色左/右转向信号装置车辆转向，伴有声音信号16蓝色远光灯远光灯打开17绿色前雾灯前雾灯打开18黄色后雾灯后雾灯打开19黄色ESP/ASRESP/ASR有故障20黄色电子转向装置

/电动助力控制转向锁止装置损坏二、报警装置结构原理1.机油压力报警灯（1）弹簧管式机油压力报警灯机油压力报警灯电路是由安装在发动机主油道的弹簧管式机油压力报警开关和安装在仪表板上的红色报警灯组成，如图6-20所示。图6-2-20弹簧管式机油压力报警开关控制电路1－弹簧管式机油压力报警开关接线柱；2－机油压力报警灯；3－管型弹簧；4－固定触点；5－活动触点；发动机正常工作，当机油压力低于标准值时，管形弹簧向内弯曲，触点闭合，机油压力报警灯亮，以示警告；当机油压力正常时，管形弹簧产生的弹性变形增大，使触点分开，机油压力报警灯熄灭，以示机油压力正常（2）膜片式机油压力报警灯膜片式机油压力报警灯的原理如图6-21所示，当机油压力正常时，机油压力推动膜片向上弯曲，推杆将触点打开，机油压力报警灯熄灭；当机油压力低于标准值时，膜片在弹簧压力作用下向下移动，从而使触点闭合，机油压力报警灯亮，警告驾驶员机油压力不足。图6-2-21膜片式机油压力报警灯的原理图2.冷却液温度报警灯冷却液温度报警灯的作用是当冷却液温度升高至一定限度时，报警灯自动点亮，以示报警。其电路图如图6-22所示。在传感器的密封套管内装有条形双金属片，其自由端焊有动触点，而静触点直接搭铁。当温度升高至95~98℃时，由于双金属片膨胀系数的不同，向静触点方向弯曲，一旦两触点接触，便接通报警灯电路，红色报警灯点亮。图6-2-22冷却液温度报警灯电路1-双金属片触点2-传感器外壳3-双金属片4-警告灯5-点火开关3.燃油油量报警灯燃油油量报警装置的作用是当油箱内燃油减少到规定值以下时，仪表板上的燃油量报警灯点亮，提醒驾驶员注意。如图所示6-23所示为其控制电路，其报警开关为热敏电阻式，装在油箱内。当油箱内燃油量多时，负温度系数的热敏电阻浸在燃油中，散热快，温度低，电阻值大，因此电路中几乎没有电流，燃油不足报警灯暗；当燃油减少到规定值以下时，热敏电阻元件露出