第7章汽车仪表信息系统汽车电气设备.ppt
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1、汽车电气设备汽车电气设备沈阳大学沈阳大学凌永成凌永成2021/9/151配配套套教教材材信信息息教材名称:汽车电气设备(第教材名称:汽车电气设备(第2版)版)教材主编:凌永成教材主编:凌永成教材定价:教材定价:38RMB出版社:北京大学出版社出版社:北京大学出版社出版时间出版时间/版次:版次:2010年年3月第月第2版版国际标准书号(国际标准书号(ISBN):):978-7-301-16916-2教材所属系列:教材所属系列:21世纪全国高等院校汽车类世纪全国高等院校汽车类创新型应用人才培养规划教材创新型应用人才培养规划教材2021/9/152第第7章章汽车仪表信息系统汽车仪表信息系统7.1汽车
2、仪表汽车仪表7.1.1汽车仪表概述汽车仪表概述1.汽车仪表的作用与基本组成汽车仪表的作用与基本组成汽车仪表(汽车仪表(automobileinstrument)是汽车与驾驶员进行信息交流)是汽车与驾驶员进行信息交流的界面,为驾驶员提供必要的汽车运行信息,同时也是维修人员发现和排的界面,为驾驶员提供必要的汽车运行信息,同时也是维修人员发现和排除故障的重要工具。除故障的重要工具。2021/9/153汽车仪表应结构简单,耐振动,抗冲击性好,工作可靠。汽车仪表应结构简单,耐振动,抗冲击性好,工作可靠。在电源电压允许的变化范围内,仪表示值应准确,且不随环在电源电压允许的变化范围内,仪表示值应准确,且不随
3、环境温度的变化而变化。境温度的变化而变化。仪表板(仪表板(InstrumentPanel)总成一般由面罩、表框、)总成一般由面罩、表框、表芯、表座、底板、印制线路板、插接器、报警灯及指示灯表芯、表座、底板、印制线路板、插接器、报警灯及指示灯等部件组成。有些仪表还带有仪表稳压器及报警蜂鸣器。等部件组成。有些仪表还带有仪表稳压器及报警蜂鸣器。组合式仪表板可方便地进行分解,单独更换。照明、报组合式仪表板可方便地进行分解,单独更换。照明、报警或指示用灯泡损坏则从仪表板外面就可将灯泡更换。警或指示用灯泡损坏则从仪表板外面就可将灯泡更换。不同汽车装用的仪表个数及结构类型不同,常见车型仪不同汽车装用的仪表个
4、数及结构类型不同,常见车型仪表板型号及类型见表表板型号及类型见表7-1。2.汽车仪表的发展趋势汽车仪表的发展趋势传统的汽车仪表多为机电式模拟仪表,只能给驾驶员提传统的汽车仪表多为机电式模拟仪表,只能给驾驶员提供汽车运行中必要而又少量的数据信息,已远远不能满足现供汽车运行中必要而又少量的数据信息,已远远不能满足现代汽车的要求。代汽车的要求。2021/9/154随着电子技术的发展,多功能、高精度、高灵敏度、读随着电子技术的发展,多功能、高精度、高灵敏度、读数直观的电子数字显示及图像显示的仪表不断在汽车上应用。数直观的电子数字显示及图像显示的仪表不断在汽车上应用。汽车仪表正向综合信息系统的方向发展,
5、其功能不局限汽车仪表正向综合信息系统的方向发展,其功能不局限于现在的车速、里程、发动机转速、油量、水温、方向灯指于现在的车速、里程、发动机转速、油量、水温、方向灯指示等,还增添了一些新功能,比如带示等,还增添了一些新功能,比如带ECU的智能化汽车仪表,的智能化汽车仪表,能指示安全系统运行状态,如轮胎气压、制动装置、安全气能指示安全系统运行状态,如轮胎气压、制动装置、安全气囊等。囊等。车速表、发动机转速表和油量表将被集网络诊断和数字显车速表、发动机转速表和油量表将被集网络诊断和数字显示功能于一体的触摸式液晶屏幕所取代,并具有车载动态信息示功能于一体的触摸式液晶屏幕所取代,并具有车载动态信息系统的
6、故障自诊断、道路自主导航、电子地图、车辆定位动态系统的故障自诊断、道路自主导航、电子地图、车辆定位动态显示等功能。显示等功能。7.1.2汽车仪表的结构与工作原理汽车仪表的结构与工作原理一般汽车仪表有电压表、电流表、机油压力表、水温表、一般汽车仪表有电压表、电流表、机油压力表、水温表、燃油表、发动机转速表和车速里程表等。燃油表、发动机转速表和车速里程表等。2021/9/1551.电压表电压表电压表用来指示电源系统的工作情况。它不仅能指示发电压表用来指示电源系统的工作情况。它不仅能指示发电机和电压调节器的工作状况,同时还能指示蓄电池的技术电机和电压调节器的工作状况,同时还能指示蓄电池的技术状况,比
7、电流表和充电指示灯更直观和实用。状况,比电流表和充电指示灯更直观和实用。发动机起动时,电压表指示值在发动机起动时,电压表指示值在910V范围内为正常。范围内为正常。如果电压表示值在起动时过低,说明蓄电池亏电或有故障。如果电压表示值在起动时过低,说明蓄电池亏电或有故障。若起动前后,电压表示值基本不变,则表明发电机不发电。若起动前后,电压表示值基本不变,则表明发电机不发电。若汽车正常行驶时,电压表示值不在若汽车正常行驶时,电压表示值不在13.514.5V范围范围之内,说明电压调节器有故障。常见的电压表有电磁式和电之内,说明电压调节器有故障。常见的电压表有电磁式和电热式两种,受点火开关控制。热式两种
8、,受点火开关控制。2021/9/1561)电磁式电压表)电磁式电压表图图7-2北京切诺基汽车上装用的电磁式电压表北京切诺基汽车上装用的电磁式电压表1-交叉电磁线圈;交叉电磁线圈;2-转子;转子;3-指针;指针;4-刻度板;刻度板;5-稳压管;稳压管;6-接线柱;接线柱;7-永久磁铁;永久磁铁;8-限流电阻限流电阻2021/9/1572)电热式电压表)电热式电压表图图7-3电热式电压表电热式电压表1指针;指针;2电热丝;电热丝;3双金属片;双金属片;4刻度板;刻度板;5接线柱;接线柱;6支架支架2021/9/1582.电流表电流表电流表用来指示蓄电池的充放电电流值,监视充电系统电流表用来指示蓄电
9、池的充放电电流值,监视充电系统工作是否正常。电流表按结构可分为电磁式和动磁式两种。工作是否正常。电流表按结构可分为电磁式和动磁式两种。1)电磁式电流表)电磁式电流表图图7-4解放解放CA1092型汽车装用电磁式电流表型汽车装用电磁式电流表2021/9/1592)动磁式电流表)动磁式电流表图图7-5东风东风EQ1092型汽车装用动磁式电流表型汽车装用动磁式电流表2021/9/15103.机油压力表机油压力表机油压力表简称油压表或机油表。其作用是指示发动机主机油压力表简称油压表或机油表。其作用是指示发动机主油道机油压力。它由装在发动机主油道(或粗滤器壳)上的油道机油压力。它由装在发动机主油道(或粗
10、滤器壳)上的油压传感器配合工作。常用的油压表有电热式和电磁式两种。油压传感器配合工作。常用的油压表有电热式和电磁式两种。1)电热式油压表)电热式油压表图图7-6电热式油压表电热式油压表2021/9/15112)电磁式油压表)电磁式油压表图图7-7电磁式油压表电磁式油压表发动机处于怠速工况时,机油表的指示值不得低于发动机处于怠速工况时,机油表的指示值不得低于100kPa;低速工况时,指示值不得低于;低速工况时,指示值不得低于150kPa。正常值应为。正常值应为200400kPa,一般最高不允许超过,一般最高不允许超过600kPa。2021/9/15124.水温表水温表水温表的作用是指示发动机冷却
11、水的温度。正常情况下,水温表指示水温表的作用是指示发动机冷却水的温度。正常情况下,水温表指示值应为值应为8595。水温表与装在发动机水套上的水温传感器(水温感应塞)。水温表与装在发动机水套上的水温传感器(水温感应塞)配合工作。常用的水温表有电热式和电磁式两类,电磁式水温表又分双线配合工作。常用的水温表有电热式和电磁式两类,电磁式水温表又分双线圈式和三线圈式两种。圈式和三线圈式两种。(1)电热式)电热式水温表配电热水温表配电热式水温传感器。式水温传感器。电热式水温表电热式水温表除刻度板示值除刻度板示值与电热式油压与电热式油压表不同外,其表不同外,其他结构都是相他结构都是相同的。同的。图图7-8电
12、热式水温表配电热式传感器电热式水温表配电热式传感器1)电热式水温表)电热式水温表2021/9/1513(2)电热式水温表配热敏电阻式水温传感器。热敏电阻式水)电热式水温表配热敏电阻式水温传感器。热敏电阻式水温传感器主要由热敏电阻、弹簧、壳体等组成。温传感器主要由热敏电阻、弹簧、壳体等组成。图图7-9电热式水温表配热敏电阻水温传感器电热式水温表配热敏电阻水温传感器由于电源电压变化会影响配热敏电阻传感器的电热式水温由于电源电压变化会影响配热敏电阻传感器的电热式水温表的指示误差,因此配有仪表稳压器。表的指示误差,因此配有仪表稳压器。2021/9/15142)电磁式水温表)电磁式水温表(1)双线圈式水
13、温表。双线圈式水温表的指示表部分除刻度)双线圈式水温表。双线圈式水温表的指示表部分除刻度板外与电磁式油压表相同。板外与电磁式油压表相同。图图7-10双线圈式水温表(切诺基)双线圈式水温表(切诺基)双线圈式水温表也采用负温度系数热敏电阻式水温传感双线圈式水温表也采用负温度系数热敏电阻式水温传感器。当发动机冷却水温度发生变化时,热敏电阻传感器直接器。当发动机冷却水温度发生变化时,热敏电阻传感器直接控制左、右线圈中的电流大小,使两个铁心作用于衔铁上的控制左、右线圈中的电流大小,使两个铁心作用于衔铁上的电磁力发生变化,从而带动指针偏转,指示相应的温度值。电磁力发生变化,从而带动指针偏转,指示相应的温度
14、值。2021/9/1515(2)三线圈式水温表。三线圈水温表与负温度系数热敏电阻)三线圈式水温表。三线圈水温表与负温度系数热敏电阻式水温传感器配套。式水温传感器配套。(a)外形)外形(b)解体图)解体图(c)电路图)电路图图图7-11三线圈水温表(五十铃三线圈水温表(五十铃N系列)系列)为防止车辆行驶过程中由于振动引起指示器指针摆动,该类指示器使为防止车辆行驶过程中由于振动引起指示器指针摆动,该类指示器使用了硅酮阻尼油,因此,当接通或断开点火开关后,指针将稍停一段时用了硅酮阻尼油,因此,当接通或断开点火开关后,指针将稍停一段时间后才偏转。间后才偏转。2021/9/15165.燃油表燃油表燃油表
15、用来指示汽车油箱中的存油量。它与装在油箱内的燃油表用来指示汽车油箱中的存油量。它与装在油箱内的燃油传感器配套工作。传感器一般为可变电阻式。燃油传感器配套工作。传感器一般为可变电阻式。1)电磁式燃油表)电磁式燃油表(1)双线圈燃油表。)双线圈燃油表。图图7-12双线圈燃油表双线圈燃油表传感器的可变电阻末端传感器的可变电阻末端搭铁,可避免滑片与可搭铁,可避免滑片与可变电阻接触不良时产生变电阻接触不良时产生火花,引起火灾危险。火花,引起火灾危险。2021/9/1517(2)三线圈式燃油表。)三线圈式燃油表。图图7-13三线圈式燃油表(五十铃三线圈式燃油表(五十铃N系列)系列)分流电阻分流电阻R的作用
16、是补偿线圈绕制误差对指示精度的影响。的作用是补偿线圈绕制误差对指示精度的影响。2021/9/15182)电热式燃油表)电热式燃油表电热式燃油表的结构和电路如图电热式燃油表的结构和电路如图7-14所示,为了稳定电所示,为了稳定电源电压,在电路中还串接了一个仪表稳压器。源电压,在电路中还串接了一个仪表稳压器。图图7-14电热式燃油表电热式燃油表2021/9/15196.仪表稳压器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
17、表稳压器常见有电热式和电子式两类。指示误差。仪表稳压器常见有电热式和电子式两类。1)电热式仪表稳压器)电热式仪表稳压器(a)结构)结构(b)原理)原理图图7-15电热式仪表稳压器电热式仪表稳压器2021/9/15202)电子式仪表稳压器)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,专用的三端式电子仪表稳压器,A端为输出,端为输出,“”端为搭铁,端为搭铁,“+”为输入端。该稳压器输出电压为为
18、输入端。该稳压器输出电压为9.510.5。图图7-21桑塔纳轿车仪表电路桑塔纳轿车仪表电路2021/9/15217.发动机转速表发动机转速表发动机转速表用来指示发动机曲轴转速。转速表按其结构发动机转速表用来指示发动机曲轴转速。转速表按其结构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:子式转速表按转速信号的获取方式不同可分为:从点火系统获取信号的转速表。从点火系统获取信号的转速表。测取飞轮(或正时齿轮)转速的转速表。测取飞轮(或正时齿轮)转速的转速表。从柴油机燃油供应系统获取转速信号的转速表
19、。从柴油机燃油供应系统获取转速信号的转速表。图图7-16脉冲式电子转速表脉冲式电子转速表2021/9/15228.车速里程表车速里程表1)磁感应式车速里程表)磁感应式车速里程表图图7-17磁感应式车速里程表磁感应式车速里程表2021/9/15232)电子式车速里程表)电子式车速里程表奥迪奥迪100型轿车的组合仪表中装有指针式电子车速里程表。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。和里程表四部分组成。图图7-18电子式车速表与干簧式车速传感器(奥迪)电子式车速表与干簧式
20、车速传感器(奥迪)2021/9/1524安装在仪表板背后的印制线路软板,是将连接电路印制安装在仪表板背后的印制线路软板,是将连接电路印制在聚氯乙烯塑料薄片上,一方面使各仪表及指示灯之间的电在聚氯乙烯塑料薄片上,一方面使各仪表及指示灯之间的电路连续;另一方面实现了仪表板与线束之间的连接。从而使路连续;另一方面实现了仪表板与线束之间的连接。从而使仪表电路连接简单清晰,提高了使用的方便性和可靠性。仪表电路连接简单清晰,提高了使用的方便性和可靠性。图图7-19北京切诺基印制电路板北京切诺基印制电路板2021/9/1525汽车仪表电路因车型不同而有所差异。东风汽车仪表电路因车型不同而有所差异。东风EQ1
21、092、解、解放放CA1092仪表电路相同,用电流表指示充放电状态,油压表仪表电路相同,用电流表指示充放电状态,油压表不配稳压器,水温表和燃油表配有电热式稳压器,不配稳压器,水温表和燃油表配有电热式稳压器,EQ1092汽汽车仪表稳压器输出直流平均电压为车仪表稳压器输出直流平均电压为8.60.15V,CA1092汽车汽车仪表稳压器输出端直流平均电压为仪表稳压器输出端直流平均电压为70.15V。图图7-20EQ1092、CA1092汽车仪表电路汽车仪表电路2021/9/1526上海桑塔纳轿车仪表电路如图上海桑塔纳轿车仪表电路如图7-21所示,燃油表、水温所示,燃油表、水温表配有电子三端稳压器,稳压
22、器输出端直流平均电压为表配有电子三端稳压器,稳压器输出端直流平均电压为9.510.5V。图图7-21桑塔纳轿车仪表电路桑塔纳轿车仪表电路2021/9/15277.1.3汽车仪表常见故障分析汽车仪表常见故障分析1.机油压力表常见故障分析机油压力表常见故障分析故障故障现现象象故障原因故障原因指指针针不不动动(电电源正常)源正常)指示表指示表损损坏坏传传感器感器线线圈断圈断线线或机械故障或机械故障引引线线脱落脱落接通接通电电源,源,发动发动机未起机未起动动,指,指针针移移动动传传感器内部搭感器内部搭铁铁或短路或短路指指针针指示指示值值不准不准传传感器感器调调整不当或整不当或损损坏,指示表坏,指示表调
23、调整不整不当或当或损损坏坏表表7-2电热式机油压力表常见故障及故障原因电热式机油压力表常见故障及故障原因2021/9/15282.燃油表常见故障分析燃油表常见故障分析故障故障现现象象故障原因故障原因故障故障现现象象故障原因故障原因燃油表不燃油表不动动或或微微动动左左线线圈引圈引线线脱落脱落左左线线圈圈烧烧断断接接错电错电源源指指针针和和转转子卡住子卡住指指针针和表面卡住和表面卡住指指针总针总在在满满刻度刻度处处燃油表到燃油表到传传感器感器连连接不良接不良传传感器感器电电阻引阻引线线断断线线传传感器感器电电阻断阻断线线活活动动触点接触不良触点接触不良指指针针只在零只在零处处作微作微动动右右线线圈
24、引圈引线线脱落脱落右右线线圈圈烧烧断断传传感器浮筒漏油感器浮筒漏油指指针针跳跳动动传传感器搭感器搭铁铁不良不良铜铜片触点片触点烧烧坏坏触点触点压压得不得不紧紧指指针针和表面有摩擦和表面有摩擦指指针总针总在在1/2处处跨接跨接电电阻接触不良或断阻接触不良或断线线传传感器氧化感器氧化锈蚀锈蚀表表7-3电磁式燃油表常见故障及故障原因电磁式燃油表常见故障及故障原因2021/9/15293.水温表常见故障分析水温表常见故障分析装有热敏电阻传感器的电热式水温表的常见故障及故障装有热敏电阻传感器的电热式水温表的常见故障及故障原因见表原因见表7-4。表表7-4电热式水温表常见故障及故障原因电热式水温表常见故障
25、及故障原因故障故障现现象象故障原因故障原因指指针针不不动动(电电源正常)源正常)稳压稳压器不正常器不正常稳压稳压器器发热线发热线圈断圈断线线或引或引线线脱落脱落双金属片双金属片发热线发热线圈引圈引线线脱落脱落热热敏敏电电阻失效阻失效指指针针指示指示值值不准不准稳压稳压器工作不正常器工作不正常仪仪表表发热线发热线圈短路圈短路热热敏敏电电阻老化阻老化2021/9/15304.车速里程表常见故障分析车速里程表常见故障分析故障故障现现象象故障原因故障原因指指针针完全不完全不动动变变速器速器软轴软轴的的蜗轮蜗轮或或蜗蜗杆杆损损坏坏软轴软轴两端的方两端的方头头磨磨损变损变小小车车速表内孔速表内孔过过大大软
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