第七章仪表及其它辅助电器设备.ppt

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1、第七章 仪表及其它辅助电器设备,汽车上既有用指示灯指示某些参数的极限情况，又有用仪表指示汽车的某些参数。仪表系统，一般有电流表、机油压力表、水温表、燃油表、车速里程表和转速表等。71 仪表72 风窗刮水、洗涤和除霜装置73 柴油机的起动预热装置74 自动操作装置75 汽车电子防盗装置,7-1 仪表,汽车电器仪表均集中安装在驾驶室转向盘前方的仪表板上，一般有组合式和分装式两种。一、电流表二、电压表三、机油压力表四、水温表五、燃油表六、车速里程表七、发动机转速表八、仪表的检修,一、电流表,1、磁片铜板式电流表：（1）电磁式电流表：如图7-1.1所示。（2）动磁式电流表：东风EQ1090型汽车动磁式

2、电流表如图71.1所示2、磁片及线圈式电流表：磁片及线圈式电流表的工作原理如图7-1.2所示。3、无接线柱式电流表 无接线柱式电流表的工作原理如图7-1.2所示。它由带磁片的指针、永久磁铁、蹄形合金、表盘等组成。4、说明：（1）电流表不但能指出蓄电池是处于充电还是放电状态，而且能测出充放电电流的大小。（2）电流表的接线柱是有极性的，不可接错。“”接线柱与蓄电池相接，“”与发电机的输出“B”或“”相连。（3）汽车运行中，表示蓄电池充、放电状态的方法除了上述的电流表外，国外还常用充电指示灯显示。,二、电压表,电压表用来指示电源系统的工作情况。1、电压表电路：电压表与蓄电池、发电机和负载并联，并由点

3、火开关控制，电路连接如图7-1.3所示。2、分类：电压表有电磁式和双金属片式。（1）双金属片式结构简单，但当接通或切断电源时，指针摆动较迟缓，故应用较少。（2）电磁式电压表：图7-1.4为北京切诺基BJ2021汽车上装用的电磁式电压表的工作原理图。工作原理：当接通点火开关，电源电压高于稳压管击穿电压后，稳压管击穿导通，两线圈中便有电流流过，产生磁场，形成一个合成磁场，该合成磁场与永久磁铁的磁场相互作用，使转子带动指针偏转。,三、机油压力表,1、构造：双金属式油压表的构造如图7-1.5所示。2、工作原理：a如果油压很低时，则传感器中的膜片2几乎没有变形，这时作用在触点上的压力甚小。开闭频率约52

4、0次/分。使触点打开的时间长，闭合的时间短，其波形如图7-1.6a。油压表双金属片加热线圈的电流平均值就下降。双金属片11弯曲变形程度小，指针12向右偏转角度很小，即指示出较低的油压。b当油压增高时，膜片2向上拱曲，触点压力增大，触点闭合时间很长，断开时间短，而且频率增高。流过双金属片11的加热线圈电流平均值加大，它的变形增大，指针向右偏转角度加大，即指示出较高的油压。3、补偿：为使油压的指示值不受外界温度的影响，双金属片4制成“”字形，其上绕有加热线圈的一边称为工作臂，另一边称为补偿臂。,（1）油压表传感器：a.传感器内装有膜片2，片下的内腔1与发动机主油道相通；b.膜片2的中心顶着弯曲的弹

5、簧片3。弹簧片的一端与盒固定并搭铁，另一端焊有触点，且经常与上面的“”形双金属片4的触点接触。c.双金属片4上绕有与其本身绝缘的加热线圈。线圈的一端直接与双金属片的触点相连，另一端经接触片6和接线柱7与指示表相连。d.校正电阻8与加热线圈并联。（2）油压指示表：油压指示表中双金属片11的一端固定在调节齿扇10上，另一端与指针12相连，其上也绕有加热线圈。,（返回）,四、水温表,常用的水温指示表有双金属片式和电磁式。传感器有双金属式和热敏电阻式两种。1、双金属式水温表与双金属式水温传感器：双金属式水温表与双金属式传感器的构造组成如图7-1.7所示。其双金属式水温表与双金属式油压表的构造相同，仅刻

6、度不同。2、双金属式水温表与热敏电阻式传感器：东风EQ1090汽车装用的双金属式水温表与热敏电阻式传感器的电路如图7-1.8所示。3、电磁式水温表与热敏电阻式传感器：（1）构造：在美日进口的汽车上，多装用电磁式水温表，它与装在发动机气缸盖上的热敏电阻传感器配套工作，其构造原理如图7-1.9所示。（2）工作原理：,五、燃油表,燃油表也是由传感器和指示表组成。传感器均为可变电阻式，但指示表可以用电磁式、动磁式和双金属片式三种。1、电磁式燃油表与可变电阻式传感器：2、动磁式燃油表与可变电阻式传感器：3、双金属式燃油表与可变电阻式传感器：4、电源稳压器：,1、电磁式燃油表与可变电阻式传感器：,（1）结

7、构：电磁式燃油表与可变电阻式传感器的构造如图7-1.10所示。（2）工作原理：电流通过左线圈1和右线圈2时，产生电磁吸力并形成合成磁场，于是，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。（3）说明：燃油表中，与左线圈1并联一个分流电阻，使通过左线圈1的电流减小，而右线圈2的电流增大，使转子偏转角增大，以提高指针4的灵敏度。传感器可变电阻5的末端搭铁，可避免滑片6与可变电阻接触不良时产生火花，引起火灾的危险。,2、动磁式燃油表与可变电阻式传感器：,其构造如图7-1.11所示。其工作原理与电磁式燃油表基本相同。电磁式、动磁式燃油表的优点 当电源电压波动时，通过左右两线圈的电流成比例地增减

8、，使指示值不受影响。动磁式燃油表由于线圈中没有铁芯，因此没有磁滞现象，指示误差小。,3、双金属式燃油表与可变电阻式传感器：,双金属式燃油表与双金属式油压表、水温表的结构相同，仅刻度不同。传感器仍为可变电阻式传感器。为了稳定电源电压，在电路中也需串联一个稳压器。其结构原理如图7-1.12所示。流经加热线圈7的电流，除与可变电阻值有关外，还与供电电压有关。电源电压变化必然会影响双金属片式仪表的测量精度。为此，凡是双金属片式指示仪表，都必须加稳压器。,4、电源稳压器：,如图7-1.13所示是双金属片式稳压器。电源稳压器由双金属片、触点和加热线圈等组成。（1）电源稳压器的工作原理：其电压波形如图7-1

9、.14所示。由于触点是不断开闭的，所以线圈中电流是脉冲电流，其端电压自然也是脉冲电压。所以这里所说的稳定电压是指加热线圈的平均端电压。（2）分析结论：周期性的电流脉冲 对于传感器和指示仪表均为双金属片式仪器，则本身就具有稳定电压的功能，不需要再用电源稳压器。,六、车速里程表,车速里程表是用来指示汽车行车速度和累计汽车行驶里程数的仪表。有磁感应式和电子式两种。1、磁感应式车速里程表：2、电子式车速里程表：,1、磁感应式车速里程表：,磁感应式车速里程表由车速表和里程表两部分组成，其结构如图7-1.15所示。（1）车速表：车速表是由与主动轴紧固在一起的永久磁铁1，带有轴与指针6的铝罩2，磁屏8和紧固

10、在车速里程表外壳上的刻度盘5等组成。（2）里程表：里程表由蜗轮蜗杆机构和数字轮组成。,2、电子式车速里程表：,主要由车速传感器、电子电路、车速表和车速表四部分组成。（1）车速传感器：由一个舌簧开关和一个含有4对磁极的转子组成，如图71.16所示。（2）电子电路：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。见图71.17所示。（3）车速表：实际上是一个磁电式电流表。（4）车速表：由一个步进电动机及六位数字的十进位齿轮计数器组成。,七、发动机转速表,电子式转速表可分为汽油机用和柴油机用两种。1、汽油机用电子转速表：图7-1.18是利用电容器充放电的脉

11、冲式电子转速表的原理图 2、柴油机用电子转速表：3、单稳态多谐振荡式转速表：如图7-1.21为三极管T1、T2组成的单稳态多谐振荡器式转速表电路图。,2、柴油机用电子转速表：,转速表由装在飞轮壳上的转速传感器和装在仪表板上的转速表表头（包括电子线路）组成。（1）传感器：图7-1.19为其磁感应式传感器的结构原理图，它由永久磁铁3、感应线圈6、心轴5、外壳等组成。（2）转速表电路：磁感应式转速传感器输出的近似正弦基波频率信号加在转速表线路（见图7-1.20）的输入端。经R9、VD1和三极管V1整形放大，输出一近似矩形波。再经过C2、R8、R4、R3组成的微分电路，送至三极管V2，信号经V2放大后

12、，输出具有一定的幅值和宽度的矩形波，用来驱动毫安表。,八、仪表的检修,1、电流表的检验：将被检验的电流表与标准电流表同时串联入有0.530A可变电阻的直流电路中，调整可变电阻的大小，观察两个表的读数值是否相同 2、机油压力表的检验：3、水温表的检验：4、燃油表的检验：5、车速里程表的检验：车速里程表也是采用比较法进行校验。用一可调速的电动机同时驱动标准表和被检表旋转，在改变电动机转速的情况下，观察两表的指示值应基本相同。,2、机油压力表的检验：,（1）油压指示表的检验：用万用表测量电热线圈是否有短路、断路，其电阻值应符合原制造厂的数据。电热线圈完好的条件下，可按图7-1.22接好试验线路（2）

13、油压传感器的检验：用万用表测量电热线圈的阻值 按图7-1.23装好被检传感器并接好线路。,3、水温表的检验：,（1）温度指示表的检验：试验和调整方法与油压指示表相同，参考图7-1.22，但相对值及允许误差如下：805mA时，指示值为1004 1605mA时，指示值为805 24010mA时，指示值为4010（2）电热式水温传感器的检验：万用表测量电热线圈电阻 按图7-1.24装好被检传感器并接好电路。（3）热敏电阻传感器的校验：测量常温下的电阻值大于100时，即为良好,4、燃油表的检验：,（1）用万用表分别测量指示表线圈和传感器电阻的阻值，均应符合原制造厂规定。（2）指示表的校验通常在试验台上

14、进行，或按图7-1.25的方法，利用标准传感器作校验。将标准传感器的浮子杆与垂直轴线分别成31和89时，指示表必须对应指在0和1的标度上，其误差不得超出10 传感器的校验与指示表相同，此时应用标准指示表检查传感器,7-2 风窗刮水、洗涤和除霜装置,一、电动刮水器 刮水器有真空式、气动式和电动式三种。气动式只适用于具有压缩空气气源的汽车，因此，电动式刮水器应用较广（内容）二、风窗洗涤装置 风窗洗涤装置的组成见图7-2.14所示。它由贮液罐、喷液管、喷嘴等组成。贮液罐由塑料制成，其内贮有用水、酒精或洗涤剂等配制的清洗液。三、后窗玻璃除霜器,一、电动刮水器,1、构造与工作原理2、线绕式电动机刮水器3

15、、永磁式电动机刮水器4、间歇式电动刮水器5、刮水器的检查与故障排除,1、构造与工作原理,（1）结构：电动式刮水器是由刮水电动机和一套传动机构组成，如图7-2.1所示。（2）刮水电动机的变速原理：电动机的转速与电源电压、电枢电阻电压降、磁通及两电刷间串联导体数有关。汽车上常采用改变磁通或两电刷间串联导体数的方法，对直流电动机进行变速。（3）复位：装有自动复位装置,2、线绕式电动机刮水器,（1）变速原理：线绕式电动机是通过改变磁通来实现变速的。如图7-2.2。（2）电动机的自动复位原理：该电动机的自动复位原理如图7-2.3a 和 图7-2.3b所示。,3、永磁式电动机刮水器,（1）结构：永磁式刮水

16、电动机的结构（图7-2.4）与线绕式电动机基本相同，只是磁极4为铁氧体永久磁铁。永磁式电动机磁场的强弱是不能改变的，为了改变工作速度，可采用三刷式电动机。如图7-2.5所示。（2）变速原理：永磁式三刷电动机是利用3个电刷来改变正负电刷之间串联的线圈数来实现变速的。三刷式电动机旋转时，电枢绕组所产生的反电动势图7-2.6所示。（3）永磁式电动机刮水器自动复位装置：如图7-2.7所示。,4、间歇式电动刮水器,（1）奥迪100型轿车间歇控制器：（2）无稳态方波发生器：图7-2.9为T1、T2组成无稳态多谐振荡器。（3）互补间歇振动电路：（4）集成电路电子间歇振荡电路：图7-2.11是用NE555集成

17、电路接成的振荡器，充电时间为R1C1，放电时间为R2C1。（5）全电子间歇振荡器：,（1）奥迪100型轿车间歇控制器：,图7-2.8为奥迪100型轿车刮水系统电路原理图，它由间歇控制器1、刮水器开关2、洗涤电动机3、刮水电动机4等组成。主要技术参数：工作电压：12V；刮洗时间：24s；间歇时间：46s。工作原理：刮水器开关置于间歇档，C1就会不间断地充、放电，三极管就会导通、截止反复翻转，使继电器反复接通与断开，如此形成了间歇刮水的工作状态，刮洗时间为24s，间歇时间为46s。刮水器的间歇时间就是C1的放电时间，所以间歇时间取决于C1的放电时间常数。C1的放电时间常数f C1（R1R5/R6/

18、R2）。,（3）互补间隙振动电路：,图7-2.10为互补间隙振荡电路图，当刮水器开关置于断开位置（“0”档），间隙开关置于接通位置时，电源便向C充电。其停歇时间长短取决于R1、C的充电时间常数。并且由上述工作原理可知，这种电路保证每个停歇周期内，雨刷只摆动一次。,（5）全电子间隙振荡器：,上面所述，间隙刮水器都是用继电器控制刮水电机的运转或停止，由于工作电流较大，触点易烧蚀，耐震性差，寿命短。图7-2.12所示电路用达林顿管作为无触点开关，克服了上述缺点。各点工作电压波形如图7-2.13所示。,5、刮水器的检查与故障排除,（1）当刮水器的开关分别工作在各挡位时，刮水器刷架的工作状态应不出现振动

19、（2）刮水器在工作过程中，刮水器的电动机应该不发生异常噪声（3）断开刮水开关时，刮水器的刷架应自动停止到挡风玻璃最下缘的适当位置（4）刮水器刷架的压力应适当且均匀，刮片不应该出现表面磨损与老化 当刮水器出现故障时，应分析故障原因，并采取相应的对策以排除。,三、后窗玻璃除霜器,1、结构 除霜热线是把一条一条的加热线粘贴在后窗玻璃内部，两端相接成并联电路，只需要供给两端电瓶电压即能产生微温，将霜层消除。除霜热线的电压控制方式可分手动及自动两种 一般自动式的除霜器由开关、自动除霜传感器、自动除霜控制器、除霜热线和配线等组成（如图7-2.15所示）2、工作原理,73 柴油机的起动预热装置,一、电热塞：

20、二、电磁式火焰预热器三、奥迪100型轿车的起动预热系统,一、电热塞：,1、外露阻丝式电热塞：图7-3.1a为外露阻丝式电热塞的结构图。2、内装阻丝式电热塞（又称封闭式电热塞）：（1）结构：内装阻丝式电热塞的结构如图7-3.1b所示。（2）电路：内装阻丝式电热塞通常制成单极型。封闭型电热塞的接线如图7-3.2所示。（3）预热指示器：3、块状电热塞：块状电热塞的结构如图7-3.3所示。,二、电磁式火焰预热器,电磁式火焰预热器，装在柴油发动机的进气歧管上，其结构如图7-3.4所示。主要由电磁铁和发火装置组成。,三、奥迪100型轿车的起动预热系统,奥迪100型轿车的起动预热系统主要由陶瓷热敏电阻混合气

21、预热器、化油器阻风门手动开关、发动机冷却水温度开关、混合气预热继电器等组成。其预热系统电路如图7-3.5所示。1、结构：混合气预热器的结构如图7-3.6所示。2、工作原理：,2、工作原理：,预热起动之前，先将阻风门的手柄开关完全拉出，锁止在第四个棘爪上，将阻风门关闭，于是化油器阻风门手动开关9中的触点闭合。起动时将点火开关置于预热档，则接线柱“30”与“15”接通（见图7-3.5），使手动阻风门电路和水温开关与混合气预热器电路接通。发动机冷却水温度开关4安装在发动机冷却水出口处，其触点为常闭触点。当发动机冷却水温度升到65以上时，装在发动机冷却水出口处的冷却水温度开关中的触点断开，使混合气预热

22、器断电，即可自动停止工作。,7-4 自动操作装置,一、车窗玻璃电动升降装置二、自动车座椅 三、中央控制电动门锁系统（简称中央门锁系统）四、自动天线五、电控后视镜：图7-4.18所示为双后视镜电控系统。在每个后视镜的背后部都装有两个可逆永磁电动机，其中一个控制镜面垂直方向的运动，另一个电动机控制镜面水平方向的倾斜运动。六、仪表照明亮度控制,一、车窗玻璃电动升降装置,自动车窗、电动车窗，是驱动电机作动力来操作调整器，升降车窗玻璃 1、结构型式 驱动电机直接接合车窗调整器，即驱动电机轴端的齿轮和车窗调整器的齿轮直接啮合（如图7-4.1所示）。车窗调整器是使用齿条与小齿轮，小齿轮固装在驱动电机轴端，齿

23、条是弹性条形齿轮，齿条的一端连接到车窗（如图7-4.2所示）2、驱动电机 驱动电机通常有两种类型，一种是电机搭铁并有两磁场绕线（如图7-4.3所示）另一种是电机不搭铁，只有一个电枢绕组，磁场为永久磁铁，（如图7-4.4所示）3、控制电机开关控制电机的开关，分主开关和独立开关，图7-4.5为自动车窗主控制开关，由驾驶员操作，控制各车窗电机的供电。每个车门（除驾驶车门外）都有一个独立开关，让车内乘客自己操作车窗,二、自动车座椅,最普通的型式是使用三个电机来移动车座变换六个不同方向：即上、下、前进、后退，每个电机的转向可由流经驱动电机电枢的电流方向改变，驱动索（软轴）连接于电枢和小变速机，以各种方向

24、移动车座。三个电机分别称为前高电机、后高电机、前后电机。这三个电机控制车座前方高度、车座后方高度、车座的前后移动。自动车座的电路如图7-4.6所示1、车座控制开关 车座控制开关组合体如图7-4.7所示 有些自动车座系统使用单一电机与三个电磁器，如图7-4.8所示2、电子控制系统图7-4.9所示为一种控制系统布置图。它用四只电动机来调整座椅，还有一单独的存储器存储四个座椅的位置 存储装置用四个电位计来感知座椅的调定位置，电位计如图7-4.10所示,三、中央控制电动门锁系统,中央门锁系统一般由门锁开关、门锁控制器和门锁执行机构组成 1、门锁开关：驾驶车门上设有门锁总开关，其它车门上设置单独的门锁开

25、关，这些开关仅能独立地控制一个车门 2、门锁执行机构驱动门锁执行机构动作的形式有：电磁线圈和直流电动机（包括永磁电动机）两种形式 图7-4.11所示为一种双线圈式（电磁式）门锁执行机构 3、锁控制器,3、锁控制器,在超过规定的时间后，输送给门锁机构的电流就自动中断 给门锁执行机构提供锁开脉冲电流的控制称为门锁控制器，常见的形式有以下三种：（1）晶体管式门锁控制器。如图7-4.12所示，该门锁控制器内部有两个继电器；一个锁门，另一个开门（2）电容式门锁控制器。如图7-4.13所示（3）车速感应式门锁控制器 图7-4.14为车速感应式中央门锁控制系统电路图,四、自动天线,自动天线是使用永磁式电动机

26、驱动升降的天线，图7-4.15为自动天线的结构图 天线的安装有两种形式：一种是由天线的开关操作；另一种是当收音机打开时，由天线继电器操作。1、用天线开关直接控制式（无继电器）没有使用继电器的自动天线电路，图7-4.16 2、继电器控制式：图7-4.17a，图7-4.17b,六、仪表照明亮度控制,图7-4.19为一种晶体管式仪表照明亮度控制电路，它由可变电位器、电阻器、电容器、二极管和四只晶体管三极管组成。V4是一只大功率的开关型三极管，用以控制仪表照明灯的搭铁。如果V4导通则仪表灯点亮，V4导通（ON）和截止（OFF）的间隔时间及其开关频率变化时，灯泡的亮度即产生变化。照明亮度的控制就是通过旋转亮度调节。其工作原理,75 汽车电子防盗装置,1、汽车电子防盗装置的要求：理想的防盗装置的电路应安装在隐蔽的地方。防盗装置应能使偷盗者不能开动汽车，使之迷惑不解。2、电路：图7-5.1所示为防盗装置的电路图，能够达到上述两方面的要求。3、工作原理：见图7-5.1所示。盗窃者即使把喇叭线拆除，断电器触点短路部分也仍然工作，仍可防止汽车开动。,