了解汽車傳統(tǒng)儀表的工作原理和構(gòu)成；

1、2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民12022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民2了解汽車傳統(tǒng)儀表的工作原理和構(gòu)成；了解汽車電子儀表的顯示裝置的基本工作原理；掌握汽車電子儀表的工作原理和電路原理；了解汽車電子組合儀表和綜合信息系統(tǒng)。傳統(tǒng)汽車儀表汽車電子儀表風(fēng)窗刮水、清洗和除霜裝置2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民3 汽車儀表是用來指示汽車運行以及發(fā)動機運轉(zhuǎn)的狀況，本章從學(xué)習(xí)理論著手，針對傳統(tǒng)儀表，主要搞懂諸如電流表、電壓表、機油壓力表、水溫表和燃油表等儀表的工作原理，在此基礎(chǔ)上，了解汽車電子儀表的顯示裝置，重點掌握汽車電子儀表的工作原理和構(gòu)成，理論聯(lián)系實際，逐步掌握其外觀構(gòu)成和檢

2、測維修方法。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民4第一節(jié) 傳統(tǒng)汽車儀表第二節(jié) 汽車電子儀表第三節(jié) 風(fēng)窗刮水、清洗和除霜裝置2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民5 第一節(jié)第一節(jié) 傳統(tǒng)汽車儀表傳統(tǒng)汽車儀表一、電流表一、電流表1.電流表的作用 (1)指示蓄電池充放電情況 (2)指示發(fā)電機工作情況當(dāng)電流表的指針指向“”側(cè)時，表示蓄電池充電；當(dāng)電流表的指針指向“”側(cè)時，表示蓄電池放電。2.電流表的結(jié)構(gòu)與原理 (1)電磁式電流表(見圖6-2)結(jié)構(gòu)組成：黃銅板條4固定在絕緣底板上，兩端與接柱1和3相連，下面夾有永久磁鐵6，磁鐵的內(nèi)側(cè)，在軟軸7上裝有帶指針2的軟鋼轉(zhuǎn)子5。 工作原理：沒有電流流過電

3、流表時，軟鋼轉(zhuǎn)子5在永久磁鐵的作用下被磁化，轉(zhuǎn)子5磁化后的極性與永久磁鐵的極性相反，兩者相互吸引，指針保持在中間“0”的位置。當(dāng)電流由接柱1通過黃銅板條4流向接柱3時，黃銅板條周圍產(chǎn)生磁場，方向與永久磁鐵的磁場方向相互垂直，兩個磁場產(chǎn)生一個合成磁場。轉(zhuǎn)子帶著指針偏轉(zhuǎn)一個角度，轉(zhuǎn)向合成磁場的方向。電流越大，合成磁場的方向越偏，轉(zhuǎn)子帶著指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，如果電流反方向通過，指針也反方向偏轉(zhuǎn)。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民6(2)動磁式電流表(見圖6-3) 結(jié)構(gòu)組成：導(dǎo)電板2固定在絕緣底板上，兩端與接柱1和3相連， 中間夾有磁軛6，與導(dǎo)電板2固裝在一起的針軸上指針5和總成（磁鋼指針）

4、。 工作原理：無電流流過電流表時，永久磁鐵轉(zhuǎn)子4通過磁軛6構(gòu)成磁回路，使指針保持在中間“0”的位置。當(dāng)電流由接柱1通過導(dǎo)電板2流向接柱3時，周圍產(chǎn)生磁場，使導(dǎo)電板中心的磁鋼指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電流越大，偏轉(zhuǎn)的角度也越大，如果電流反方向通過，指針也反方向偏轉(zhuǎn)。二、電壓表二、電壓表 1.電壓表的作用： (1)指示發(fā)電機及調(diào)節(jié)器的工作情況 (2)指示蓄電池的技術(shù)狀況2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民72.電壓表的結(jié)構(gòu)：（電壓表分為電熱式和電磁式兩種） (1)電熱式電壓表(見圖6-4)由“”形雙金屬片及繞在其上的電熱絲、指針、調(diào)整機構(gòu)及刻度盤等組成。當(dāng)在兩接線柱間加有一定電壓時，電熱絲中有電流通過而

5、發(fā)熱，導(dǎo)致“”形雙金屬片變形，結(jié)果推動指針擺動。兩接線柱間電壓越高，電熱絲發(fā)熱量越大，雙金屬片變形量越大，指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，反之，指針偏轉(zhuǎn)的角度小。 “”形雙金屬片未繞電熱絲的一邊，成為補償臂。用以補償環(huán)境溫度為工作臂的影響。 (2)電磁式電壓表(見圖6-5) 由兩只十字交叉布置的電磁線圈，永久磁鐵、轉(zhuǎn)子、指針及刻度盤組成。兩線圈與穩(wěn)壓管VS及限流電阻R串聯(lián)。當(dāng)電源電壓低于穩(wěn)壓管的擊穿電壓時，永久磁鐵將轉(zhuǎn)子磁化，保持指針在初始位置。電源電壓達到穩(wěn)壓管的擊穿電壓后，兩電磁線圈通過電流產(chǎn)生合成磁場，該合成磁場與永久磁鐵磁場相互作用，使轉(zhuǎn)子帶動指針偏轉(zhuǎn)。點源電壓越高，通過電磁線圈的電流越大，其磁

6、場就越強，指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民8三、機油壓力表三、機油壓力表 汽車的燃油表、水溫表和機油壓力表，雖然測量的參數(shù)不同，但均由指示表和傳感器兩部分組成。 指示表在結(jié)構(gòu)上分為電熱式和電磁式兩種，傳感器分為電熱式和可變電阻式兩種。 指示表和傳感器的配合類型如下：(1)電熱式指示表+電熱式傳感器(2)電磁式指示表+可變電阻式傳感器(3)電熱式指示表+可變電阻式傳感器 電熱式油壓表又稱為雙金屬片式機油壓力表，機油壓力表及傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖66所示。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民91機油壓力表和傳感器的結(jié)構(gòu) 指示表內(nèi)裝有雙金屬片，上繞有電熱線圈，

7、其一端通過接柱9與傳感器相連，另一端通過接柱15接電源正極。傳感器為圓盒形，內(nèi)部有可感受機油壓力的膜片，膜片的上方為彎曲的彈簧片，彈簧片的一端固定并搭鐵，另一端焊有合金觸點；另一觸點在雙金屬片上，雙金屬片上繞有電熱線圈，線圈一端接與雙金屬片，另一端與指示表相連。2機油壓力表的工作原理 機油壓力較小時，傳感器膜片幾乎沒有變形，觸點間壓力小，電流通過不久，溫度略有上升，雙金屬片稍有變形，觸點就分開，平均電流小，指針偏轉(zhuǎn)角度??；機油壓力升高時，傳感器膜片拱曲，觸點間壓力增大，需要通過較大電流，雙金屬片的變形才能使觸點分開，平均電流大，指針偏轉(zhuǎn)角度大。雙金屬片為“”形，一個為工作臂，另一為補償臂，它消

8、除外界溫度對傳感器的影響。安裝適應(yīng)注意外殼上的箭頭不應(yīng)偏出垂直位置300。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民10四、水溫表四、水溫表 水溫表用來指示發(fā)動機冷卻液工作溫度。水溫表的工作電路由水溫表和水溫表傳感器兩部分組成，水溫表安裝在組合儀表內(nèi)，水溫傳感器安裝在發(fā)動機氣缸蓋的冷卻水套上。 電熱式水溫表又稱雙金屬片式水溫表，電熱式水溫表可與電熱式水溫傳感器或熱敏電阻式水溫傳感器配套使用。電熱式水溫表與電熱式水溫傳感器的工作電路如圖6-7所示。電熱式水溫表與雙金屬片式機油壓力表的構(gòu)造相同，僅表盤刻度值不同。 水溫傳感器的密封套筒內(nèi)裝有雙金屬片2，上面繞有加熱線圈，線圈的一端通過連接片3與接線

9、柱4相連，另一端經(jīng)固定觸點1搭鐵。 水溫表的工作原理與機油壓力表相似。當(dāng)電路接通，水溫不高時，雙金屬片2主要依靠加熱線圈產(chǎn)生變形，故雙金屬片2需經(jīng)較長時間的加熱，才能使觸點分開。觸點打開后，由于四周溫度低散熱快，雙金屬片2迅速冷卻又使觸點閉合。所以水溫低時，觸點在閉合時間長而斷開時間短的狀態(tài)下工作，使流過水溫表加熱線圈中的電流平均值增大，雙金屬片7變形大，帶動指針向右偏轉(zhuǎn)，指示低的水溫。 當(dāng)水溫高時，雙金屬片2周圍溫度高，觸點的閉合時間短而斷開時間長，流過水溫表加熱線圈的電流平均值小，雙金屬片7變形小，指針向右偏轉(zhuǎn)角小而指示高的水溫。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民11五、燃油表五、

10、燃油表 電熱式燃油表又稱為雙金屬片燃油表，它的傳感器與電磁式燃油表相同，結(jié)構(gòu)如圖6-8所示。 當(dāng)油箱元油時，傳感器浮子7在最低位置，將可變電阻5全部接入電路，加熱線圈中的電流最小，所以雙金屬片3沒有變形，指針4指示“0”的位置；當(dāng)油箱中的油量增加時，傳感器浮子上浮，帶動滑片6移動，可變電阻的阻值減小，加熱線圈中的電流增大，雙金屬片3受熱變形，帶動指針4向右轉(zhuǎn)動。 由于經(jīng)加熱線圈中的電流除與可變電阻的阻值有關(guān)夕卜，還與電源電壓有關(guān)，因此該電路中需配有穩(wěn)壓器。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民12六、車速里程表六、車速里程表 車速里程表是用來指示汽車行駛速度和累計行駛里程數(shù)的儀表，由車速表

11、和里程表兩部分組成。磁感應(yīng)式車速里程表也稱永磁式車速里程表，其結(jié)構(gòu)如圖6-9所示。 磁感應(yīng)式儀表沒有電路連接，它是由變速器輸出軸上的一套蝸輪蝸桿以及撓性軟軸來驅(qū)動的。車速表由永久磁鐵1、帶有軸及指針6的鋁碗2、罩殼3和緊固在車速里程表外殼上的刻度盤5等組成。 罩殼3是固定的，鋁碗2是杯形的，與永久磁鐵1及罩殼3間具有一定的間隙，沒有機械連接。鋁碗2是與指針6一起轉(zhuǎn)動的，在靜態(tài)時，由于盤形彈簧（游絲）4的作用使指針指在刻度盤0的位上。 車速表的工作原理：當(dāng)汽車直線行駛時，變速器輸出軸上的蝸輪、蝸桿以及軟軸等帶動永久磁鐵轉(zhuǎn)動，同時在鋁碗上感應(yīng)出蝸流，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使鋁碗反抗游絲向永久磁鐵轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動，

12、帶動指針同轉(zhuǎn)一個角度，因為蝸流的強弱與車速正比（車速越高，磁場切割速度越高），所以指針指示的速度也必與汽車的行駛速度成正比。 里程表是由蝸輪蝸桿和計數(shù)輪組成的，蝸輪蝸桿和汽車的傳動軸之間具有一定的傳動比。在汽車行駛時，軟軸驅(qū)動車速里程表的小軸，經(jīng)三對蝸輪蝸桿帶動里程表的第一計數(shù)輪轉(zhuǎn)動。第一計數(shù)輪上的數(shù)字為十分之一公里，每兩個相臨的計數(shù)輪之間，又通過本身的內(nèi)齒和進位計數(shù)輪的傳動齒輪，形成10的傳動比。這樣汽車行駛時，就可以將其行駛里程不斷累計起來。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民13七、發(fā)動機轉(zhuǎn)速表七、發(fā)動機轉(zhuǎn)速表 發(fā)動機轉(zhuǎn)速表用于指示發(fā)動機的運轉(zhuǎn)速度。發(fā)動機轉(zhuǎn)速表有機械式和電子式兩種

13、。電子式轉(zhuǎn)速表由于結(jié)構(gòu)簡單、指示精確和安裝方便，因此被廣泛應(yīng)用。電子轉(zhuǎn)速表獲取轉(zhuǎn)速信號的方式有三種：從點火系獲取脈沖電壓信號、從發(fā)動機的轉(zhuǎn)速傳感器獲得轉(zhuǎn)速信號、從發(fā)電機獲取轉(zhuǎn)速信號。汽油發(fā)動機電子式轉(zhuǎn)速表都是用點火系的一次側(cè)電路為觸發(fā)信號。圖6-10為桑塔納轎車轉(zhuǎn)速表電路原理圖，轉(zhuǎn)速信號來自于點火系的一次側(cè)電路。工作原理如下： 當(dāng)點火控制器使一次側(cè)電路導(dǎo)通時，三極管VT處于截止?fàn)顟B(tài)，電容C2被充電。其充電電路為：蓄電池正極貫3C2v蓄電池負極，構(gòu)成回路。 當(dāng)點火控制器使初級電路截止時，三極管VT的基極得正電位而導(dǎo)通，此時C2便通過導(dǎo)通的三極管VT、電流表A和vD1構(gòu)成放電回路，從而驅(qū)動電流表。

14、當(dāng)發(fā)動機工作時，初級電路不斷的導(dǎo)通、截止，其導(dǎo)通、截止的次數(shù)與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比。所以當(dāng)一次側(cè)電路不斷地導(dǎo)通、截止時，對電容Cz不斷地進行充放電，其放電電流平均值與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比，于是將電流平均值標(biāo)定成發(fā)動機轉(zhuǎn)速即可。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民14 第二節(jié)第二節(jié) 汽車電子儀表汽車電子儀表 汽車電子儀表比通常的機械式模擬儀表更精確，模擬儀表顯示的是傳感器檢測值的平均值，而電子儀表刷新速度較快，顯示的是即時值。汽車電子儀表采用的數(shù)字顯示儀表通常都能提供英制單位或米制單位值的顯示，并能一表多用，駕駛員可通過按鈕選擇儀表顯示的內(nèi)容。大多數(shù)汽車電子儀表都有自診斷功能，每當(dāng)打開點火開關(guān)時，

15、電子儀表板便進行一次自檢，也有的儀表板采用診斷儀或通過按鈕進行自檢。自檢時，通常整個儀表板發(fā)亮，同時各顯示器都發(fā)亮。自檢完成時，所有儀表均顯示出當(dāng)前的檢測值。如有故障，便以警告燈或給出故障碼提醒駕駛員。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民15一、常用的電子儀表一、常用的電子儀表（一）轉(zhuǎn)速表 轉(zhuǎn)速表顯示發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速。一種數(shù)字式發(fā)動機轉(zhuǎn)速表電路如圖6-29所示，這種轉(zhuǎn)速表由一個U1 和U2-a等組成的輸入信號調(diào)節(jié)器、一個脈沖計數(shù)器為U3、兩個顯示驅(qū)動器U4 和U5 帶動兩個電子顯示裝置DISP1 和DISP2、一個主時鐘為U6和一個電源穩(wěn)壓器U7等組成。其輸入信號取自發(fā)動機點火系分電器中的

16、斷電器觸點斷開時產(chǎn)生的脈沖信號，以此作為電路觸發(fā)脈沖信號。電路中所有+5V電源均由穩(wěn)壓器U7提供，U7 的電源則由汽車12 V電源提供?？娠@示兩位有效數(shù)字的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。 目前在汽車電子儀表中，多數(shù)由微機控制的發(fā)動機轉(zhuǎn)速表的系統(tǒng)構(gòu)成如圖6-30所示，以柱狀圖形來表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速的大小，同樣通過發(fā)動機點火系分電器中的斷電器觸點斷開時產(chǎn)生的脈沖信號作為電路觸發(fā)脈沖信號來測量（脈沖信號的頻率正比于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速），這種前沿脈沖信號通過中斷口輸入微機。為減小計算誤差，脈沖的周期通常采用四個周期的平均值來計算，如式6-1和圖6-31所示 T=（T1+T2+T3+T4）4 （式6-1） n=K（1T） 式中：T

17、1、T2、T3、T4見圖6-31 n為發(fā)動機的轉(zhuǎn)速 K為常數(shù) 顯示的時間隨脈沖時間周期大小變化而不同，并且隨發(fā)動機的轉(zhuǎn)速由大到小按比例縮短，以便與人的感覺相同。 2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民16（二）車速表 車速表主要用來指示汽車行駛速度。即利用車速傳感器的測量信號，計算并顯示汽車時速的大小。計算車速，通常用兩種方法。一種是計算固定時間內(nèi)傳感器輸出的脈沖數(shù)量，另一種方法是測量固定脈沖周期所用的時間。脈沖數(shù)量計算方法是當(dāng)集成電路或微機檢測到從傳感器傳來信號中的脈沖數(shù)有增加時，就開始對代表車速的脈沖進行計數(shù)，在設(shè)定時間內(nèi)檢測脈沖數(shù)量，然后將計數(shù)器中的數(shù)據(jù)和內(nèi)存中的數(shù)據(jù)進行比較，如果相

18、差達到或超過每小時一公里或更多時，計數(shù)器的數(shù)據(jù)就輸出到顯示電路來刷新顯示值，整個過程不斷重復(fù)。若測量時間很短（比如只有0.3s），從車速傳感器測得的脈沖數(shù)較少，有時會有很大誤差，因此大多數(shù)的系統(tǒng)都采用每轉(zhuǎn)產(chǎn)生20個以上脈沖的車速傳感器。 最常見的車速表傳感器如圖632所示。這是一種采用內(nèi)置式光電耦合器的車速傳感器結(jié)構(gòu)，光電耦合器由發(fā)出光線的發(fā)光二極管、接收光線的光敏三極管和一個開有20條可透過光線的窄槽的轉(zhuǎn)輪組成。開槽轉(zhuǎn)輪由常規(guī)車速表的軟軸驅(qū)動，其轉(zhuǎn)速根據(jù)車速的快慢而變化，發(fā)光二極管與光敏三極管相對安裝于槽輪的上下兩側(cè)，由槽輪隔開。當(dāng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動時，由于輪子不斷遮斷發(fā)光二極管射發(fā)射的光束，使光敏三

19、極管時通時斷，每當(dāng)輪槽與發(fā)光二極管對準時，發(fā)光二極管所發(fā)光通過輪槽到達光敏三極管，光敏三極管便產(chǎn)生電壓脈沖信號。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民17 車速表系統(tǒng)構(gòu)成如圖633所示。車載微機隨時接收車速表傳感器送出的電壓脈沖信號，并計算在單位時間里車速傳感器發(fā)出的脈沖信號次數(shù)，再根據(jù)計時器提供的時間參考值，經(jīng)計算處理可得到汽車行駛速度，并通過微機指令讓顯示器顯示出來。無論前進還是倒退，汽車的速度都能顯示出來。速度單位通?？捎神{駛員用按鈕選擇，即顯示km/h(公里時)或MPH(英里時)。車速信號還可傳送到制動防抱死系統(tǒng)（ABS）和巡航控制系統(tǒng)（CCS）的電子控制單元中用于它們的控制。當(dāng)車

20、速超過某極限值時還可向駕駛員發(fā)出警報。 圖6-34和圖6-35所示為一種帶有磁性電阻元件的車速傳感器電路圖，該傳感器采用一個多極磁鐵附加在驅(qū)動軸上，當(dāng)傳動齒輪帶動驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)時，磁鐵隨之旋轉(zhuǎn)而使磁力線發(fā)生變化。集成電路上磁性電阻元件中的電阻值隨著磁力線的變化而變化，電阻的變化導(dǎo)致電橋中輸出電壓的變化，經(jīng)過比較器后，產(chǎn)生出每轉(zhuǎn)20個脈沖信號。磁性電阻元件的工作原理如圖6-36所示，當(dāng)電流方向和磁力線方向平行時磁性電阻元件上的電阻最大。相反，當(dāng)電流方向與磁力線方向成直角時，磁性電阻元件上的電阻最小。該車速傳感器可在60km/h車速時以637rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并在每轉(zhuǎn)中輸出20個脈沖信號。 2022-

21、3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民18三）里程表 汽車的里程表用于累計、儲存和顯示汽車所走過的路程，既有在需要的時候重新置值的短途表，也有用來指示汽車走過的總里程表。如果車速表采用內(nèi)置式光電耦合器傳感器，里程表可能仍采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。每次行駛里程是利用集成電路通過車速傳感器所產(chǎn)生的脈沖數(shù)信號來計算并存儲汽車所走過的里程。累加各次行駛過的里程數(shù)，便可得到總里程數(shù)。通常這種里程表顯示七位數(shù)字，最小的一位數(shù)字是里程單位的十分之一。里程范圍由指定的一組數(shù)字存儲空間限定，各國車輛安全規(guī)范都有其規(guī)定值，其中美國聯(lián)邦機動車輛安全規(guī)范要求英制單位范圍是從mile,目前大多數(shù)里程表的英制范圍為mile。容量范圍大的

22、英制單位范圍為，然后顯示值就固定在這個數(shù)字。對于米制單位，范圍則從km, 然后轉(zhuǎn)到000000.0，再繼續(xù)增加到622113.6 km(總里程數(shù)等價于英制單位的925691.9mile)。一般采用EEPROM存儲器，即使蓄電池掉電，也不會使存儲的數(shù)據(jù)丟失。 采用集成電路的里程表，如果集成電路壞了，有的制造廠能提供替換的芯片。不過新的芯片要進行程序化處理，以顯示里程表最后的讀數(shù)。大多數(shù)替換的芯片會顯示一個X、S或*，表示該里程表已經(jīng)換過了。集成電路里程表回零是不可能的。通常集成電路里程表讀數(shù)的校正，只能在新車初駛的10英里內(nèi)進行。 如果里程表電路出錯，顯示屏?xí)o出錯誤信息提醒駕駛員。錯誤的形式，

23、各制造廠不完全相同。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民19（四）電壓顯示器 電壓顯示器在于指示汽車電源的電壓,即指示蓄電池充、放電電量的大小以及充、放電的情況。傳統(tǒng)的采用電流表或充電指示燈的方法不能比較準確地指示出電源電壓。在實際使用中，往往因發(fā)電機電壓失調(diào)，而發(fā)生蓄電池過充電和用電器過電壓造成損壞 LM3914電壓顯示電路如圖6-37所示。該顯示器主要由LM3914集成電路構(gòu)成柱形/點狀帶發(fā)光二極管的顯示電路，它采用LED1 LED10 10只發(fā)光二極管，電壓顯示范圍是10.515V，每個發(fā)光二極管代表O.5V的電壓升降變化。電路的微調(diào)電位器R5將7.5V電壓加到分壓器一側(cè)，電阻R7

24、、 二極管D2D5是將各發(fā)光二極管的電壓控制在3V左右，L1 和C2 所構(gòu)成的低通濾波器，用來防止電壓波動干擾，二極管D1 的作用是防止萬一電源接反時保護顯示器不至損壞。為了提高汽車電源電壓的指示精度，可用兩個以上的LM3914集成塊組成20級以上的電壓顯示器，用以提高汽車電子儀表板刻度的分辨率。 （五）冷卻液溫度表、機油壓力表 為了解和掌握汽車發(fā)動機的工作情況，及時發(fā)現(xiàn)和排除可能出現(xiàn)的故障，汽車上均裝有汽車發(fā)動機冷卻液溫度表和機油（潤滑油）壓力表。如圖638所示的電路具有顯示發(fā)動機冷卻液溫度和機油壓力兩種功能。它主要由冷卻液溫度傳感器w1（熱敏電阻型）、機油壓力傳感器w2 （雙金屬片電阻型）

25、、LM339集成電路和紅、黃、綠發(fā)光二極管顯示器等組成。冷卻液溫度傳感器裝在發(fā)動機水套內(nèi)，它與電阻R11組成冷卻液溫度測量電路。機油壓力傳感器裝在發(fā)動機主油道上，與電阻R18組成機油壓力測量電路。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民20 當(dāng)冷卻液溫度低于40時，用黃色發(fā)光二極管發(fā)黃色光顯示；當(dāng)冷卻液溫度在正常工作溫度（約85 ）時，用綠色發(fā)光二極管發(fā)綠色光顯示；當(dāng)水溫超過95時，發(fā)動機有過熱危險，以紅色發(fā)光二極管發(fā)光報警，同時由三極管T控制的蜂鳴器也發(fā)出報警聲響信號。當(dāng)機油壓力過低（低于68.6kPa）時，雙金屬片式機油壓力傳感器產(chǎn)生的脈沖信號頻率最低，此時紅色發(fā)光二極管發(fā)光顯示，并由蜂

26、鳴器發(fā)出聲響報警信號；當(dāng)發(fā)動機機油壓力正常時，綠色發(fā)光二極管發(fā)光顯示，表示發(fā)動機潤滑系統(tǒng)工作正常；而在油壓過高時，機油壓力傳感器產(chǎn)生的脈沖信號頻率較高，黃色發(fā)光二極管發(fā)光顯示，以引起駕駛員的注意，防止?jié)櫥到y(tǒng)故障,尤其是注意防止?jié)櫥蹈鞑康膲|子被沖和潤滑裝置損壞。 圖6-39所示為桿圖式溫度表，溫度傳感器仍然插在發(fā)動機水套中。溫度顯示用16格亮桿指示溫度，亮格愈多，溫度愈高。亮格旁有國際標(biāo)準溫度符號（即ISO符號）及冷（C）和熱（H）符號。整個亮格中有5個粗亮格，當(dāng)溫度逐漸上升，亮格由下向上逐漸增多，當(dāng)亮格達到11或12格時，ISO符號開始閃爍，提醒駕駛員注意避免溫度過高。 圖6-40所示為另

27、一種機油壓力報警電路，當(dāng)發(fā)動機潤滑系中的機油壓力低于100kpa時，報警燈會以115Hz的頻率發(fā)光閃爍。蜂鳴器也發(fā)出蜂鳴聲，提醒駕駛員采取措施，防止事故發(fā)生。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民21（六）冷卻液報警電路 如圖6-41 所示為發(fā)動機冷卻液報警電路。若冷卻液液位正常，則傳感器通過液體接地，圖中a 點電位為零。當(dāng)接通點火開關(guān)時，液位報警系統(tǒng)進行自檢。具體工作過程如下： （1）接通點火開關(guān)時，主繼電器動作。C1 被充電，開始充電電流較大，可維持T1導(dǎo)通，T2導(dǎo)通，T3導(dǎo)通，則指示燈亮。 （2）當(dāng)C1基本充足電時，流過的電流逐漸減少，T1截止，T2截止，T3截止，則指示燈熄滅。 燈

28、亮?xí)r間與參數(shù)C1有關(guān)。如果自檢時報警燈不亮，表明報警系統(tǒng)有故障，應(yīng)進行檢查。 （3）若液位不足，則傳感器與接觸不到液體，相當(dāng)于斷開，此時a點電位升高，T1基極電位也升高，T1導(dǎo)通，T2導(dǎo)通，T3導(dǎo)通，指示燈亮，且自檢時報警燈不熄滅，則表明冷卻液液位不足，應(yīng)加注冷卻液。 若加注冷卻液時發(fā)現(xiàn)如果冷卻液已滿，而報警燈仍不熄滅，說明報警系統(tǒng)有故障。 （4）當(dāng)冷卻液液位正常時，若關(guān)閉點火開關(guān)，C1放電，放電回路為:C1(+)R1R11R10C1(-)。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民22（七）燃油表 電子燃油表可以隨時測量并顯示汽車油箱內(nèi)的燃油情況，一般采用柱狀或其它圖形方式來提醒駕駛員油箱內(nèi)

29、可用的剩余燃油量。電子燃油表的傳感器仍然采用浮子式滑線電阻器結(jié)構(gòu)，由一個隨燃油液面高度升降的浮子、一個帶有電阻器的機體和一個浮動臂組成。傳感器由機體固定在油箱壁上，當(dāng)浮子隨燃油液面的高度升降時，帶動浮動臂使接觸片在電阻器上滑動，從而使檢測回路產(chǎn)生不同的電信號。當(dāng)在整個電阻外部接上固定電壓時，燃油高度就可根據(jù)接觸片相對地線的電壓變化輸出測量值。 如圖6-42所示為一電子燃油表電路。Rx是浮子式滑線電阻器傳感器，兩塊LM324及相應(yīng)的電路和D1D7發(fā)光二極管作為顯示器件組成。由R15 和D8 組成的串聯(lián)穩(wěn)壓電路，為各運算放大器提供作為基準電壓的穩(wěn)定電壓，輸入集成電路IC1和IC2 組成的電壓比較器

30、反向輸入端，為了消除汽車行駛時油箱中燃油晃動的影響，Rx輸出端A點的電位通過R16 及C組成的延時電路加到IC1 和IC2 的同向輸入端，并與基準電壓進行比較并加以放大。 當(dāng)油箱中燃油加滿時，傳感器Rx的阻值最小，A 點電位最低，由IC1 和IC2 電壓比較器輸出為低電平，此時，6只綠色發(fā)光二極管都點亮：而紅色發(fā)光二極管D1 熄滅，表示油箱中的燃油已滿。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民23 當(dāng)油箱中燃油量逐漸減少，顯示器中綠色發(fā)光二極管按D7, D6,D5次序依次熄滅。油量越少，綠色發(fā)光二極管亮的個數(shù)越少。 當(dāng)油箱中燃油量達到下限,Rx的阻值最大，A點電位最高，集成塊IC2 的第5腳

31、電位高于第6腳的基準電位，6只綠色發(fā)光二極管全部熄火，紅色發(fā)光二極管D1 點亮，提醒駕駛員補充燃油。 圖6-43所示為微機控制的燃油表系統(tǒng)構(gòu)成。微機給燃油傳感器施加固定的+5V電壓，并將燃油傳感器輸出的電壓通過AD轉(zhuǎn)換后送至微機進行處理，控制顯示電路以條形圖方式顯示處理結(jié)果。為了在系統(tǒng)第一次通電時加快顯示，通常AD轉(zhuǎn)換不到1秒進行一次。在一般的運行環(huán)境下，為防止因汽車行駛時油箱中燃油晃動對浮子的影響等因素造成的突然擺動而導(dǎo)致顯示不穩(wěn)定，微處理器將AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果每隔一定時間平均一次。另外，鑒于僅靠平均辦法還不足以使顯示完全平穩(wěn)下來，系統(tǒng)控制顯示器只允許在更新數(shù)據(jù)時每次僅升降一段，并且顯示結(jié)果經(jīng)數(shù)

32、次確認后才顯示出來。微機接收到油量信息時，立即將其轉(zhuǎn)換為操作顯示器的電壓信號，顯示器上有16格亮桿，亮桿愈多，油量愈多。亮格旁有國際標(biāo)準油量符號（即ISO油量符號）及5個粗亮格，每兩個粗亮格之間代表1/4油位，ISO符號上下有空（E）與滿（F）符號。當(dāng)油量逐漸減少時，亮桿自上向下逐漸熄滅，當(dāng)油量減至危險值時，ISO符號即閃爍，提醒駕駛員補充燃油。 2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民24（八）聲音報警器 由于有時憑視覺容易看漏，故在有的汽車上還用到聲音傳遞信息的電子裝置，除上面介紹的蜂鳴報警器以外，還有諧音器及聲音合成器等，用來提醒駕駛員有關(guān)汽車的一些狀態(tài)，主要包括以下這些： 請檢查車門

33、（車門半開時）； 請系好安全帶（忘系安全帶時）； 請檢查手制動器（忘記停車制動，離開時）； 請檢查車燈（當(dāng)車燈一直未關(guān)時）； 請檢查車鑰匙（當(dāng)鑰匙還插在門鎖上時）； 請加燃油（燃油不夠時）。 這些信息都可以通過音響裝置發(fā)送出來。所需的聲音模型經(jīng)過數(shù)字化后，存儲在計算機的ROM中，計算機接收來自點火開關(guān)、充電指示燈繼電器、車燈繼電器、駐車制動器開關(guān)、門窗開關(guān)，以及燃料液面指示信號發(fā)生器等傳感器的信息，經(jīng)過邏輯判斷，從ROM中取出所需的聲音模型，再經(jīng)過DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器，還原成模擬信號，加以濾波與放大，最后送至揚聲器輸出。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民25第三節(jié) 風(fēng)窗刮水、清洗和除霜裝置風(fēng)

34、窗刮水、清洗和除霜裝置一、風(fēng)窗刮水和清洗裝置一、風(fēng)窗刮水和清洗裝置 電動刮水器的作用是刮除風(fēng)擋玻璃上的雨水、雪或灰塵，確保駕駛員有良好的視線。目前在汽車上廣泛采用的電動刮水器，普遍具有高速、低速及間歇三個工作檔位，而且除了變速之外，還有自動回位的功能。 （一）電動刮水器的組成 如圖71所示，電動刮水器是由電動機、傳動機構(gòu)組成和刮水片三部分組成。電動機軸端的蝸桿驅(qū)動渦輪4，渦輪4帶動搖臂6旋轉(zhuǎn)，搖臂6使拉桿往7復(fù)運動，從而帶動刮水片左右擺動。 電動刮水器的電動機一般有永磁式和勵磁式兩種，而永磁式電動機結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可靠性好，被廣泛采用。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民26(二)永磁

35、式電動刮水器 圖7-2所示為美國福特公司采用的永磁式電動刮水器的電動機結(jié)構(gòu)。 為了實現(xiàn)電動機的高、低速檔位工作，永磁式電動機一般采用三刷式電動機，其工作原理如圖7-3所示。直流電動機工作時，在電樞內(nèi)的所有線圈中同時產(chǎn)生反電動勢，每個小線圈都產(chǎn)生相等的反電動勢，電動勢的方向如圖中所示。 當(dāng)開關(guān)S撥到低速檔L時，在兩個電刷B1、B3之間有兩條并聯(lián)支路，各有3個線圈，反電動勢方向如圖。當(dāng)開關(guān)S撥到高速檔H時，在兩個電刷B2、B3之間也有兩條并聯(lián)支路，一個支路有2個線圈串聯(lián)，另一個支路有4個線圈串聯(lián)，但其中一個線圈的反電動勢方向與另三個線圈的反電動勢方向相反。由于反電動勢的減小，使電樞的轉(zhuǎn)速上升，重新

36、達到電壓平衡，這樣永磁式電動刮水器就得到了高、低速不同的工作檔位。 為了不影響駕駛員的視線，要求刮水器能自動復(fù)位，即不論在什么時候關(guān)閉刮水器開關(guān)，刮水片都能自動停在風(fēng)窗玻璃的下部。圖7-4為刮水器自動復(fù)位裝置的原理圖，其工作原理如下：2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民27 當(dāng)電源開關(guān)接通時，把刮水器開關(guān)拉到“I”檔時，電流從蓄電池的正極電源開關(guān)熔絲電刷B3電樞繞組電刷B1刮 水 器 “ I ” 檔 搭 鐵 ， 刮 水 器 電 動 機 低 速 運 轉(zhuǎn) 。當(dāng)刮水器開關(guān)拉到“”檔時，電流從蓄電池的正極電源開關(guān)熔絲電刷B3電樞繞組電刷B2刮水器“”檔搭鐵，刮水器電動機高速運轉(zhuǎn)。 當(dāng)刮水開關(guān)推到

37、“0”檔時，如果刮水器的刮水片沒有停在規(guī)定的位置，則電流經(jīng)蓄電池正極電源開關(guān)熔絲電刷B3電樞繞組電刷B1刮水器“0”檔觸點臂5銅環(huán)9搭鐵（如圖74b），這時電動機將繼續(xù)轉(zhuǎn)，當(dāng)刮水器的刮水片到規(guī)定位置時，觸點臂3、5都和銅環(huán)7接觸，使電動機短路（如圖7-4a）。與此同時，電動機電樞由于慣性而不能立刻停下來，電樞繞組通過觸點臂3、5與銅環(huán)7接觸而構(gòu)成回路，電樞繞組產(chǎn)生感應(yīng)電流，因而產(chǎn)生制動扭矩，電動機迅速停止轉(zhuǎn)動，使刮水器的刮水片停止在規(guī)定的位置。2022-3-7山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院郭新民28(三) 常見車型電動刮水器與洗滌器電路 如圖7-5所示為奧迪轎車電動刮水器與洗滌器電路圖。 奧迪轎車刮水器

38、電動機是永磁式直流電動機。洗滌器由微型永磁直流電動機、離心式水泵、噴嘴、貯液罐和水管五部分組成,電動機與水泵一體，如圖7-6所示，這個總成安裝在貯液罐內(nèi)。其工作原理如下：1低速檔 當(dāng)刮水器開關(guān)位于檔位“1”時，電流由蓄電池正極卸荷繼電器熔斷絲刮水器開關(guān)53a和53刮水器電動機53搭鐵，此時刮水器電動機低速檔工作。2高速檔 當(dāng)刮水器開關(guān)位于檔位“2”時，電流由蓄電池正極卸荷繼電器熔斷絲刮水器開關(guān)53a和53刮水器電動機53b搭鐵，此時刮水器電動機高速檔工作。3自動停機復(fù)位 當(dāng)刮水器開關(guān)位于“0”檔時，若此時刮水片沒有回到規(guī)定位置，則刮水器電動機自動復(fù)位開關(guān)觸點S3與S5相接，電流由蓄電池正極卸荷繼電器熔斷絲刮水器電動機53a、S5和31b間歇控制器的31b、常閉觸點S2和53e刮水器開關(guān)53