图7.58桑塔纳2000轿车防盗报警系统的组成1—脉冲转发器;2—汽车钥匙;3—识读线圈;4、6、7—连接器;5—发动机控制单元;8—防盗ECU;9—防盗指示灯汽车防盗报警系统安装匹配后,防盗ECU便存储了该车发动机ECU的识别密码以及3把钥匙中脉冲转发器的识别密码,同时每个脉冲转发器也存储了相应的防盗ECU的有关信息。防盗ECU通过一根串行通信线将经过编码的工作指令传到发动机ECU,发动机ECU根据防盗ECU的数据来决定是否启动汽车。......
2023-08-19
汽车仪表功能与原理及构造与检修
【摘要】：机油压力表指针与双金属片的一端相连,在双金属片上绕有加热线圈。当油压升高时,膜片向上拱曲,触点压力增大,使双金属片向上拱曲。图6.5油量传感器1)电热式燃油表电热式燃油表利用热偶片弯曲拉动仪表的指针,以指示正确读数,其构造简单,成本低。图6.6电热式燃油表可变电阻传感器的构造与作用图6.7电磁式仪表断面线圈具体的缠绕方向及连接关系,如图6.8所示,线圈L1与线圈L3在同一轴向产生A方向及C方向的
（1）机油压力表
机油压力表用来显示发动机机油压力大小和发动机润滑系统工作是否正常。它由装在仪表板上的油压指示表和装在发动机主油道中或粗滤器上的机油压力传感器两部分组成。机油压力表最常用的为电热式油压表,通过机油压力传感器的信号,控制双金属片的变形量,带动机油压力表指针摆动。其结构与工作原理如图6.1所示。
图6.1 电热式油压表的结构与工作原理
1—机油腔;2—膜片;3—弹簧片;4—双金属片;5—调整齿轮;6—接触片;7—传感器接线柱;8—校正电阻;9,15—油压表接线柱;10,13—调节齿扇;11—双金属片;12—指针;14—弹簧片
机油压力传感器内部装有金属膜片,膜片下腔与发动机的主油道相通,发动机的机油压力直接作用到膜片上;膜片的上方压着弹簧片。弹簧片的一端与外壳固定并搭铁,另一端焊有触点。
机油压力表指针与双金属片的一端相连,在双金属片上绕有加热线圈。双金属片上绕着加热线圈,线圈两端分别与两接线柱相接。一接线柱与传感器相接,另一接线柱经点火开关与电源相接。
当点火开关闭合时,机油压力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→接线柱→接触片→传感器内双金属片上的加热线圈→触点→弹簧片→搭铁。电流通过双金属片的加热线圈时,就会使双金属片受热变形。
如果油压很低,传感器内的膜片变形很小,这时作用在触点上的压力就很小。电流通过时,温度略有上升,双金属片稍有变形时,就会使触点分开,切断电路。经过稍许时间后,双金属片冷却伸直,触点又闭合,线圈再次通电发热,双金属片变形,很快触点又分开,如此循环,触点在不断开闭的状态下工作。但由于机油压力低,触点压力小,极易分开,因而触点打开时间长,闭合时间短,使电路中的平均电流值很小,所以双金属片受热变形小,指针的偏转角度小,指示低油压。
当油压升高时,膜片向上拱曲,触点压力增大,使双金属片向上拱曲。这就需要加热线圈通电时间长,双金属片有较大的变形,触点才能打开,而分开后,稍一冷却,触点就闭合。因此在油压升高时,触点打开时间短,闭合时间长,平均电流值大,使得双金属片受热变形量增大,指针偏转角度增大,指示高油压。
发动机正常工作时,机油压力表的指示为低速时不小于1.5 MPa,高速时不大于5 MPa。
（2）冷却液温度表
冷却液温度表用来显示发动机冷却液的工作温度,可分为电热式、电磁式和电子式3种。
1)电热式冷却液温度表
电热式冷却液温度表的结构原理,如图6.2所示,图中的冷却液温度传感器使用热敏电阻。当冷却液温度低时,热敏电阻的电阻值大,冷却液温度表指针指向刻度C,表示低温;当冷却液温度高时,热敏电阻的电阻值小,冷却液温度表指针指向刻度H,表示高温。
2)电磁式冷却液温度表
电磁式冷却液温度表的结构原理,如图6.3所示。电磁式冷却液温度表内有互成一定角度的两个铁芯,铁芯上分别绕有电磁线圈,其中电磁线圈L1与传感器串联,电磁线圈L2与传感器并联。两个铁芯的下端有带指针的偏转衔铁。
图6.2 电热式冷却液温度表的结构原理
图6.3 电磁式冷却液温度表的结构原理
1—点火开关;2—冷却液温度表;3—冷却液温度传感器
电磁式冷却液温度表配用热敏电阻式冷却液温度传感器,当冷却液温度低时,由于热敏电阻传感器的阻值大,因此电磁线圈L2中的电流小,而电磁线圈L1中的电流大,磁场强,吸引衔铁使指针指向低温;当冷却液高时,由于热敏电阻传感器的阻值减小,流经电磁线圈L2的电流增大,磁场增强,吸引衔铁逐渐向高温方向偏转,使指针指向高温。
当冷却液温度高于规定值时,冷却液温度传感器向冷却液温度报警灯电路提供报警信号,使冷却液温度报警灯点亮,以提醒驾驶员注意。
3)电子式冷却液温度表
电子式冷却液温度表由可变电阻器(冷却液温度传感器)、处理器(计算机)和显示器组成,如图6.4所示。
当冷却液温度低时,负温度系数(NTC)的冷却液温度传感器电阻高,流过的电流小,传感器两端的电压高,模拟/数字转换器将高电压信号转换为数字信号,传给微处理器,微处理器再送出信号给输出驱动器,使显示器显示出75℉(23.9℃)的冷却液温度,如图6.4(a)所示;反之,当冷却液温度逐渐升高时,因NTC型冷却液温度传感器电阻逐渐降低,流过的电流逐渐变大,因此传感器两端电压逐渐变低,故冷却液温度的显示会逐渐升高,达230℉(110℃),如图6.4(b)所示。
图6.4 电子式冷却液温度表
（3）燃油表
燃油表用于指示汽车油箱中的存油量,由装在油箱中的传感器和组合仪表中的燃油表组成,油量传感器如图6.5所示。燃油表有电热式、电磁式和电子式3种。
图6.5 油量传感器
1)电热式燃油表
电热式燃油表利用热偶片弯曲拉动仪表的指针,以指示正确读数,其构造简单,成本低。
电热式燃油表的结构如图6.6所示。传感器装在油箱内,油箱中的浮筒随油量的多少而升降,经过连杆使传感器中的电阻值发生变化。当油箱油量少时,浮筒降到下面位置,传感器的电阻变大,电流由蓄电池→点火开关→电压调节器→燃油表接收器电热线→传感器电阻→搭铁。因电阻值大,通过热偶片电热线的电流小,产生热量少,热偶片弯曲量少,指针指在E(无油)附近。
当油箱油满时,浮筒升到上面位置,传感器的电阻减到最小,流过热偶片的电流增大,产生热量多,热偶片弯曲最大,指针指在F(满油)附近。
2)电磁式燃油表
电磁式燃油表是利用线圈产生的电磁力使燃油表指针转动以显示燃油量的显示装置,如图6.7所示。
燃油表指针与一个磁性转子相连,在磁性转子的外面按4个方向绕上线圈。相邻两线圈之间的夹角为90°。当线圈有电流通过时,4个线圈在4个方向上产生磁场,合成为某一方向的磁场,使磁性转子处于一定的位置。当电流发生变化时,合成磁场的方向也发生变化,从而使得磁性转子的位置发生变化,同时指示相应的燃油量值。在转子下面的空隙里填满了硅酮油,以防止车辆振动而造成指针震颤。
图6.6 电热式燃油表可变电阻传感器的构造与作用
图6.7 电磁式仪表断面
线圈具体的缠绕方向及连接关系,如图6.8所示,线圈L1与线圈L3在同一轴向产生A方向及C方向(相差180°方向)的磁力,线圈L2及线圈L4与线圈L1及线圈L3成90°方向,产生B方向及D方向(相差180°方向)的磁力。
在交叉的线圈中通入电流,则转子因受各线圈磁力线的影响而产生转动,使装在上面的指针摆动。若传感器的电阻值RS发生变化,则电压VS也发生变化,电流I1和I2的大小也发生变化,各线圈所产生磁力线的强度也发生变化。
图6.8 电磁式燃油表电路
3)电子式燃油表
电子式燃油表是以仪表计算机处理数据来显示燃油量的,其外形如图6.9所示。
图6.9 电子式燃油表的外形
电子式燃油表由传感器、处理器及显示器组成,如图6.10所示。处理器是计算机的一种主要设备器件,仪表计算机也可称为车身计算机或车身控制模块。
燃油箱可变电阻式传感器(信号器)产生模拟信号,模拟/数字转换器将模拟信号转换为二进位数或称二进制代码的信号给微计算机,经微计算机处理后将数字信号送给仪表板内电路,从而显示出燃油存量。
无论使用何种类型的燃油表,都装有燃油量不足报警灯,当燃油量少于规定值时,红色报警灯点亮,以提醒驾驶员注意加油,防止损坏燃油泵。
图6.10 电子式燃油表的组成及作用
（4）车速里程表
车速里程表用于显示汽车行驶的速度,按其工作原理的不同可分为机械式车速表和电子式车速表。
1)机械式车速表
机械式车速表为电磁式,其构造如图6.11所示,由变速器输出轴带动的软轴所驱动。车速表指针的指示是因软轴带动磁铁旋转时,使转盘也发生旋转力,此旋转力与游丝弹簧的弹力平衡时指针指示在一定位置。
图6.11 机械式车速表
旋转磁铁之所以使转盘转动,其原理是把导体置于旋转磁场中,导体便感应产生电流,从而产生与旋转磁场同方向转矩。旋转磁铁是永久磁铁产生的磁力线,由N极发出,切割转盘后回到S极。当旋转磁铁顺时针旋转时,转盘不动,由相对运动可假定旋转磁铁不转,而转盘以逆时针方向切割磁力线,如图6.12(a)所示,根据右手定则可知,在靠近N极处的电流向下流,靠近S极的电流向上流;再根据左手定则可知,在磁场中的转盘,当有电流发生后,会产生顺时针方向旋转的作用,如图6.12(b)所示。所以旋转磁铁旋转时,转盘会随着产生同方向的旋转。
图6.12 车速表的作用原理
转盘的旋转力与旋转磁铁的旋转速度(即车速)成正比,而游丝弹簧的力与此旋转力平衡时,便决定了指针的指示位置。
2)电子式车速表
电子式车速表由车速传感器(VSS)、处理器和指针式车速表组成,如图6.13所示。车速传感器采用电磁式,为一种小型的交流(AC)信号产生器,由变速器输出轴驱动,当汽车行进时,VSS产生的电压信号与车速成正比,送给处理器放大、计算及处理后,使指针摆动以显示速度。
图6.13 电子式车速表的组成
电子式车速表与机械式车速表的不同点为不使用机械式的软轴,而是利用VSS及处理器的电子控制作用。现在汽车多采用电子式车速表。
（5）里程表
里程表用来显示汽车累计行驶的总里程数和短距离里程数,按其工作原理的不同可分为机械式里程表和机械电子式里程表。
1)机械式里程表
机械式里程表的结构如图6.14所示。里程表是以车速表旋转磁铁的驱动软轴来驱动特殊的齿轮,带动计数环计算行驶里程的,如图6.15所示。总里程表通常有5个计数环,末位数每转一圈代表汽车行驶1 km。现代汽车的全程表的最右侧通常再附一组白底黑字,每一数字代表1/10 km的计数环。
短程表通常为3位数,随时可以用归零装置,使每个计数环都回到0位。
图6.14 机械式里程表的结构
图6.15 里程表的驱动齿轮
2)机械电子式里程表
机械电子式里程表由车速传感器(VSS)、处理器及步进电机与机械式里程表组成。VSS信号送给处理器,处理器控制步进电机作用,使机械式里程表显示正确的数字。步进电机与机械式里程表的组合,如图6.16所示。
图6.16 机械电子式里程表
（6）发动机转速表
发动机转速表用于指示发动机的运转速度,使驾驶员了解发动机的运转状况,避免发动机超速运转。发动机转速表有机械式和电子式两种。电子式转速表由于结构简单、指示精确、安装方便,因此被广泛应用。
电子式发动机转速表获取转速信号的方式有3种:从点火系统获取脉冲电压信号、从发动机的转速传感器获取转速信号和从发电机获取转速信号。图6.17为发动机转速表电路原理图,汽油发动机电子式转速表都是以点火系统的初级电路为出发信号。
当点火控制器使初级电路导通时,晶体管VT处于截止状态,电容C2被充电。其充电电路为蓄电池正极、R3、C2、VD2到蓄电池负极。
当点火控制器使初级电路截止时,晶体管VT的基极得正电位而导通,此时C2便通过导通的VT、电流表A和VD1构成放电回路,从而驱动电流表。
当发动机工作时,初级电路不断地导通、截止,其导通、截止的次数与发动机转速成正比。所以当初级电路不断地导通、截止时,对电容C2不断地进行充、放电,其放电电流平均值与发动机转速成正比,于是将电流平均值标定成发动机转速。
图6.17 发动机转速表电路原理图
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