第五章 儀表、照明及信號系統(tǒng)

1、第第5章章 儀表、照明及信號系統(tǒng)儀表、照明及信號系統(tǒng)5.1 儀表系統(tǒng)儀表系統(tǒng) 汽車上裝有多種檢查-測量儀表，較常用的有五種儀表和三種相應的傳感器，即電流表、機油壓力表、水溫表、燃油表及車速里程表等指示儀表和機油壓力傳感器、水溫傳感器、油量傳感器等。在新型車輛上還裝有電壓表和發(fā)動機轉速表。 n對汽車儀表的一般要求是：結構簡單、工作可靠、顯示數據準確、清晰，當電源的電壓出現波動和環(huán)境溫度發(fā)生變化時，數據顯示的變化應盡可能小，除此之外，儀表的抗震、耐沖擊性能也要好。 n汽車儀表按其結構形式可分為獨立式和組合式兩種。組合式儀表為現代汽車廣泛采用。 5.1.1 電流表電流表n電流表多為雙向工作方式串接在

2、發(fā)電機充電電路中，用于表示蓄電池充電或放電的電流值，同時還檢視電源工作是否正常。 n指針指向“”側時，表示蓄電池充電；否則，則表示蓄電池放電。 n目前國產汽車均裝用電流表，但國外汽車大都未裝電流表而用充電指示燈。n電流表根據結構型式可分為電磁式和動磁式兩種 。1電磁式電流表 n如圖所示為電磁式電流表的工作原理。 n無電流通過電流表時，指針2保持在中間位置，示值為零。 n當蓄電池放電時，形成合成磁場，使磁場發(fā)生偏轉，并帶動軟鋼轉子偏轉同樣角度，也就是轉到合成磁場的方向。電流越大，合成磁場就越強，指針偏轉角度也就越大。n當蓄電池充電時，電流方向相反，磁場方向偏轉也相反，帶動指針反向偏轉指示充電。

3、2動磁式電流表 n動磁式電流表的結構如圖所示。動磁式與電磁式的主要區(qū)別在于其轉子是永久磁鐵，相對電磁式而言，電流表量程較大。 工作原理如下： n當沒有電流通過電流表時，永久磁鐵轉子通過磁軛構成磁回路，使指針保持在中間“0”的位置。當放電電流通過導電板時，在它的周圍產生磁場，使浮裝在導電板中心的轉子和指針向“”方向偏轉，指示出放電電流值。電流越大，偏轉越多，則指示出電流值越大。若充電電流通過導電板時，則指針偏向“”，指示出充電電流的大小。 5.1.2 機油壓力表機油壓力表n機油壓力表由油壓傳感器和油壓指示表兩部分組成，用于指示發(fā)動機機油壓力的大小，以便了解發(fā)動機潤滑系工作是否正常。 n機油壓力表

4、按工作原理可分為雙金屬片式、電磁式和動磁式幾種。通常雙金屬片式油壓表與雙金屬電熱脈沖式傳感器配套使用；電磁式、動磁式油壓表與可變電阻式傳感器配套使用。 雙金屬油壓表與雙金屬電熱脈沖式傳感器的結構圖 機油壓力表的工作原理 ：n儀表電路不通，指示表靠雙金屬片保持在“0”位置。 n發(fā)動機運轉，當潤滑油壓很低時，膜片2幾乎沒有變形，作用在觸點上的壓力較小，電流通過不久，雙金屬片受熱變形，將觸點分開、觸點分開后，電路被切斷，雙金屬片4又逐漸冷卻伸直，使觸點又重新閉合，線圈再次通電發(fā)熱，使其再次變形，觸點分開，如此循環(huán)，觸點處于開閉交替狀態(tài)。但由于觸點接觸壓力較小，極易分開，故觸點閉合時間較短，分開的相對

5、時間較長，使得電路中的有效電流值較小，故油壓表內的雙金屬片11受熱變形小，指針的偏轉角小，油壓指示值就低。n潤滑油壓力增大時，雙金屬片變形大，鉤動指針向右偏轉，指示出較高的油壓值。 5.1.3 水溫表水溫表n水溫表用于指示發(fā)動機水套中冷卻液的工作溫度，它由安裝在儀表板上的溫度表和安裝在發(fā)動機氣缸蓋水套上的水溫傳感器組成。 n溫度表結構型式可分為電熱式和電磁式，水溫傳感器有雙金屬片式和熱敏電阻式兩種。 1電熱式水溫表電熱式水溫表工作原理 ： n當電路接通且水溫較低時，雙金屬片2主要依靠線圈來加熱變形，故雙金屬片需經一段較長的時間加熱，才能使觸點分開。由于水溫較低，雙金屬片2易冷卻，觸點稍一冷卻即

6、很快閉合，所以水溫較低時，觸點閉合的相對時間長。使得電路中的有效電流值較大，故油壓表內的雙金屬片7受熱變形大，指針8的偏轉角大，指示較低水溫。n當水溫升高時，由于溫度的影響，水溫傳感器雙金屬片2加熱所需時間變短而冷卻時間加長，即觸點的相對閉合時間縮短，使電路中的電流有效值減小，雙金屬片7變形量減小，指針8偏轉角小，指示高溫。 2電磁式水溫表n圖示為電磁式水溫表的結構原理圖。n傳感器一般配用熱敏電阻水溫傳感器，該傳感器也可與電熱式水溫表配用，但同時要增加一電源穩(wěn)壓器。 n熱敏電阻的材料一般具有負溫度系數，如圖所示是負溫度熱敏電阻的基本特性曲線。 電磁式水溫指示表的等效電路當水溫低時，熱敏電阻傳感

7、器阻值增大，流經L1和L2兩個線圈的電流相差不多，但L1匝數多，產生磁場強，吸引銜鐵使指針向低溫指示方向偏，指示低溫；當水溫增高時，熱敏電阻阻值減小，分流作用增強，流經L1的電流減小，磁力減弱，銜鐵被L2吸引，指針向右偏轉指向較高溫度。 電源穩(wěn)壓器n電源穩(wěn)壓器，其主要作用就是當電源電壓波動時，起穩(wěn)定電路電壓的作用，從而保證水溫表的讀數準確。 5.1.4 燃油表燃油表n燃油表用于指示燃油箱中所儲存的燃油量。 n由裝在油箱中的油量傳感器和儀表盤上的燃油指示表兩部分組成。 n燃油指示表通常有電磁式和電熱式兩種，近年來還出現了新型的電子式燃油表。 1. 電磁式燃油表 圖 5-10 電磁式燃油表 1左線

8、圈 2右線圈 3轉子 4指針 5可變電阻 6滑動臂 7浮子 8傳感器接線柱 9、10指示表接線柱 11點火開關 電磁式燃油表工作原理 n當油箱中無油時，浮子7下沉，可變電阻5被滑動臂6短路，右線圈被同時短路搭鐵，無電流通過。此時，電源電壓直接加到了線圈1的兩端，電流達到最大值，使其產生的電磁吸力最強，吸動轉子3，使指針4指示在“0”的位置；當油箱中的燃油增加時，浮子7上浮，帶動滑動臂6滑動，可變電阻5的阻值變大，使接線柱9處的電位升高，導致左線圈1的電流減小，右線圈2的電流增加，在左、右線圈的合成磁場的作用下，轉子3帶動指針向右偏轉，指示出油箱中的燃油量；當油箱裝滿燃油時，右線圈2的電磁吸力最

9、大，指針的偏轉角度最大，示值為“l(fā)”。當油箱為半滿時，指針 4指在“12”的位置。 2. 電熱式燃油表（雙金屬式燃油表） 圖 5-11 雙金屬式燃油表 1雙金屬片 2加熱線圈 3動觸點 4靜觸點 5指示表加熱線圈 6雙金屬片 7指針 8傳感器電阻 9滑片 10浮子 電熱式燃油表工作原理n當油箱中無油時，傳感器浮子7在最低位置，而將傳感器可變電阻8全部接入電路，加熱線圈5中電流最小，所以雙金屬片6幾乎不變形，指針指在“0”處，表示無油；當油箱的油量增加時，傳感器的浮子10上浮，滑片9移動，使部分電阻被接入電路，于是流入加熱線圈5的電流增大，雙金屬片6受熱彎曲變形帶動指針向“l(fā)”移動，指示出油量的

10、多少。 3. 電子燃油顯示器電子燃油顯示器工作原理n當油箱中無油時，值最大，A點電位最高，的第5腳電壓高于第6腳的基準電壓，第7腳輸出高電位，此時紅色發(fā)光二極管亮，其余六只綠色發(fā)光二極管不亮，表示油量過少，兼有報警作用。當油箱中加滿油時，A點電位最低，、中的電壓比較器均輸出低電位，使六只綠色發(fā)光二極管全亮，而紅色發(fā)光二極管因其正極電位變低而熄滅，這表明燃油已滿。隨著油箱中燃油的逐漸減少，發(fā)光二極管、依次熄滅，燃油越少，綠色發(fā)光二極管亮的個數越少。 5.1.5 車速里程表車速里程表n車速里程表是用來指示汽車行駛速度和累計行駛總里程數的儀表，由車速表和里程表兩部分組成，一般為磁感應式儀表，無電路連

11、接。 圖 5-13 磁感應式車速里程表 1永久磁鐵 2鋁罩 3磁屏 4游絲 5刻度盤 6車速表指針 7數字輪 7 7 n目前有些汽車還裝有電子車速里程表，由車速傳感器（即測速發(fā)電機，由變速器驅動）、電子電路、步進電動機、車速表和里程計數器等組成。 5.1.6 發(fā)動機轉速表發(fā)動機轉速表n為了檢查調整發(fā)動機，并監(jiān)視發(fā)動機的工作狀況，更好地掌握換檔時機，利用經濟車速等，在汽車儀表板上還應裝用可直觀反映發(fā)動機轉速的儀表，即發(fā)動機轉速表。n發(fā)動機轉速表有機械式和電子式兩種。電子式轉速表被廣泛采用。 1.電容放電式轉速表 圖 5-15 電容充放電型電子轉速表 工作過程：n當觸點閉合時，三極管T無偏壓而處于

12、截止狀態(tài)，電容器被充電。n當觸點分開時，三極管T的基極電位接電源正極，T由截止轉為導通。此時電容所充滿的電荷經電流表M放電，從而驅動電流表。n觸點如此開閉，重復以上動作，使電流表示出通過電流的平均值。 2單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩式轉速表 3感應式電子轉速表 圖 5-17 感應型電子轉速表 工作過程：n當分電器的觸點開閉時，在中就有一個脈動的電流信號產生，同時在繞組的上端就感應出一個脈動的電壓信號。 n當繞組的A端得到信號呈正時，晶體管便導通，電流表中就有電流通過； n當A端的信號電位低于B端時則晶體管使截止，電流表中也就沒有電流通過。n因此通過電流表的電流平均值與繞組中脈動電流信號的頻率，即與分電器觸點

13、的開比閉數成正比，也就是與發(fā)動機的轉速成正比。 5.2 照明系統(tǒng)照明系統(tǒng)5.2.1 概述n汽車上安裝有各種照明設備和燈光信號設備（俗稱燈系），主要用于保證汽車夜間行車的安全及提高其行駛的速度。 n 汽車的燈系按其安裝位置和用途不同可分為外部照明設備和內部照明設備。外部照明設備包括前照燈、霧燈、示寬燈、轉向信號燈、牌照燈（尾燈）等。內部照明設備包括室內燈（頂燈）、儀表照明燈（儀表燈）、工作燈等。 1. 前照燈（俗稱頭燈或大燈） 2. 霧燈3. 示寬燈（俗稱前小燈） 4. 轉向信號燈5. 尾燈 6. 制動信號燈7. 倒車燈 8. 停車燈9. 牌照燈 10. 頂燈11. 儀表燈 12. 其它輔助用燈

14、5.2.2 前照燈前照燈n為了保證夜間行車安全，對于前照燈的基本要求如下： （1）前照燈應保證車前有明亮而均勻的照明，使駕駛員能看清車前100m以內路面上的任何障礙物。隨著車輛行駛速度的提高，前照燈的照明距離也相應要求越來越遠，現代高速汽車其照明距離應達到200m250m。（2）前照燈應能防止眩目，確保夜間兩車迎面會車時，不使對方駕駛員因眩目而造成交通事故。 1. 前照燈的構造 n前照燈一般由配光鏡、燈泡、反射鏡、插座及燈殼等組成，如圖所示。 半封閉式前照燈1配光鏡 2燈泡 3反射鏡 4插座 5接線盒 6燈殼 （1）反射鏡 n其作用是盡可能地將燈泡發(fā)出的光線聚合成很強的光束射向遠方，達到車前一

15、定范圍內的光照度要求。n反射鏡一般用0.6mm0.8mm的薄鋼板沖壓而成，反射鏡的表面形狀呈旋轉拋物面，其內表面鍍銀（或鍍鉻、鍍鋁）并經拋光。n位于反射鏡焦點上的燈絲的絕大部分光線向后射在立體角范圍內，經反射鏡反射后將平行于主光軸的光束射向遠方，使光度增強幾百倍，甚至上千倍。 前照燈的反射鏡 反射鏡的聚光作用 （2）配光鏡 n配光鏡又稱散光玻璃，它是用透明玻璃壓制而成，是很多塊特殊的棱鏡和透鏡的組合體。n它將反射鏡反射出的集中光束進行折射與散射，使其成為具有一定分布的燈光光束，均勻照亮車前的路面。n它還能保護反射鏡及燈泡，防止雨、雪及灰塵的侵蝕。 配光鏡的幾何形狀 前照燈的光束分布 （3）燈泡

16、 n前照燈的燈泡有單燈絲和雙燈絲兩種。對于雙燈絲燈泡，功率較大、位于反射鏡焦點上的燈絲為遠光燈絲，功率較小的燈絲為近光燈絲。 n為了拆裝方便及保證燈絲在反射鏡中的正確位置，燈泡的插頭通常制成插片式。前照燈的燈泡結構前照燈的燈泡結構 1玻璃泡 2插頭凸緣 3插片 4燈絲n前照燈的燈泡為充氣燈泡，燈絲用鎢絲制成。在制造時先將玻璃泡內空氣抽出，然后充以約96的氬和約4的氮的混合惰性氣體。但燈絲的鎢仍然會蒸發(fā)并沉積在燈泡上，使燈泡發(fā)黑。 n鹵鎢燈泡是在燈泡內所充的惰性氣體中滲入某種鹵族元素，目前燈泡使用的鹵族元系一般為碘或溴，使用這兩種元素的燈泡分別稱為碘鎢燈泡和溴鎢燈泡。我國目前生產的是溴鎢燈泡。n

17、鹵鎢燈泡是利用鹵鎢再生循環(huán)反應的原理制成的，可有效防止鎢的蒸發(fā)和燈泡的發(fā)黑。前照燈的鹵鎢燈泡1近光燈絲 2遠光燈絲 3定焦盤 4配光屏 5凸緣 6插片 n 前照燈按光學組件的結構不同可分為可拆式、半封閉式和全封閉式三種。 全封閉式前照燈1配光鏡 2一反射鏡 3一接頭 4燈絲 前照燈的分類 2.前照燈的防眩目措施 （1 1）采用雙絲燈泡）采用雙絲燈泡 功率較大的遠光燈絲位于反射鏡的焦點，功率較小的近光燈絲在焦點上方。夜間迎面會車時，通過變光開關將遠光改為近光，經反射鏡反射的光線絕大部分投向路面，從而具有一定的防止眩目的作用。 a)遠光 b)近光 （2）在近光燈絲下方設配光屏）在近光燈絲下方設配光

18、屏 n在近光燈絲的下面裝有一金屬配光屏，它擋住了燈絲1射向反射鏡下半部的光線，從而消除了近光燈光束向斜上方照射的部分，使防眩目效果得到進一步提高。 具有配光屏的雙絲燈泡工作情況1近光燈絲 2配光屏 3遠光燈絲（3）采用非對稱近光光形）采用非對稱近光光形 n配光屏安裝時偏轉一定的角度，與新型配光鏡配合使用后，其近光的光形分布不對稱，符合歐洲經濟委員會制訂的ECE配光標準，可將車前路面和右方人行道照亮。這是一種比較理想的配光。 非對稱近光配光圖 3. 前照燈的檢驗與調整n前照燈的檢測是對前照燈光束的照射方向和照射距離（發(fā)光強度）進行檢驗。n目前的檢驗方法有兩種，即儀器檢驗法和屏幕檢驗法。 前照燈的

19、屏幕檢驗法 n不合要求時，可松開前照燈的緊固螺母，扳動前照燈進行調整，或通過前照燈的上下、左右調整螺釘進行調整 前照燈調整螺釘1左、右調整螺釘 2上、下調整螺釘 5.2.3閃光繼電器閃光繼電器n閃光繼電器簡稱閃光器，其作用是使轉向信號燈按一定的頻率閃爍，以指示轉彎方向。 n閃光器目前常用的有電熱式、電容式和晶體管式三種類型。 1. 電熱式閃光器 1鐵芯 2線圈 3固定觸點 4動觸點 5-鑲鉻絲 6調節(jié)片 7玻璃球 8附加電阻9電池接線柱 10開關接線柱 11轉向指示燈 12指示燈 13轉向開關電熱式閃光器工作原理：n當車輛轉彎時（例如右轉向），將轉向開關板向右側，接通右轉向燈電路 由于附加電阻

20、接r入轉向信號燈電路，故電流小，燈光暗。 n通電一定時間后，鎳鉻絲受熱膨脹而伸長，使觸點閉合此時附加電阻及鎳鉻絲被短路隔除，線路中電阻小，電流大，燈光較亮。n又經一段時間后，鎳鉻絲冷卻復原，使觸點重新打開，電流又流經附加電阻，燈光變暗。n如此循環(huán)，觸點反復開閉，附加電阻不斷被接人和短路，使通過轉向信號燈絲的電流忽大忽小，轉向信號燈和指示燈就發(fā)出一明一暗的閃爍光。 2.電容式閃光器 n電容式閃光器根據銜鐵線圈接法不同分為電流型和電壓型。所謂電流型，就是銜鐵線圈與轉向信號燈泡串聯。電壓型是閃光器的銜鐵線圈與轉向信號燈并聯。 n根據觸點數量的不同，電容式閃光器又可分為單觸點式和雙觸點式兩種。 n以單

21、觸點電流型電容閃光器為例說明其工作過程。 1觸點 2彈簧片 3串聯線圈 4并聯線圈 5滅弧電阻 6鐵芯 7電解電容器 8轉向信號燈開關 9左轉向信號燈和指示燈 10右轉向信號燈和指示燈 11電源開關3.晶體管式閃光器 n晶體管式閃光器又稱電子閃光器，分有觸點式和無觸點式兩種。有觸點式閃光器工作時繼電器觸點可以發(fā)出有節(jié)奏的響聲，借以判斷工作是否正常，所以使用較多。 n有觸點式晶體管閃光器的電路如下圖所示，它主要由晶體管開關電路和繼電器所組成。 n有觸點式晶體管閃光器電路 工作過程分析 5.3 指示燈系統(tǒng)指示燈系統(tǒng)1、指示燈系統(tǒng)的組成及要求n主要用來指示汽車的一些參數的極限情況或非正常工況，如冷卻

22、液溫度、機油壓力、充放電狀況、燃油液位、制動液位及制動管路失效等。n報警裝置一般均由傳感器和紅色警告燈組成。 2、 機油壓力過低指示燈 圖 5-34 機油壓力指示燈 1彈簧片 2觸點開關 3薄膜 n當機油壓力正常時，機油壓力推動薄膜向上拱曲，推桿將觸點打開，指示燈不亮；當機油壓力過低時，薄膜在彈簧壓力作用下下移，從而觸點閉合，紅色指示燈亮，以示警告。 3、 氣壓過低報警燈n在采用氣制動的汽車上，當制動系氣壓過低時，氣壓過低報警信號燈便發(fā)亮報警。 n報警裝置由安裝在制動系貯氣筒或制動閥壓縮空氣輸入管路中的氣壓過低報警燈開關（即傳感器）和安裝在儀表板上的報警燈組成。連接電路如后圖所示。n氣壓過低報

23、警燈開關的構造如后圖所示。 圖 5-36 制動系氣壓過低報警燈開關 1調整螺釘 2鎖緊螺母 3回位彈簧 4膜片 5動觸點 6固定觸點 7濾清器 圖 5-35 制動系氣壓過低報警信號電路 1電源總開關 2熔斷絲 3報警燈 4報警燈開關 工作過程分析：n電源總開關接通后，當制動系貯氣筒內的氣壓降低到0.34MPa0.37Mpa，由于作用在氣壓報警燈開關膜片4上的壓力減小，膜片4在回位彈簧3的作用下移動，接通了報警燈電路，令其發(fā)光報警。當貯氣筒中的氣壓升高到0.4MPa以上時，警告燈開關中膜片4上所受的氣體壓力增加，壓縮回位彈簧3，使觸點5與觸點6分開，將電路切斷，氣壓過低警告燈熄滅，表明氣壓在正常

24、范圍。 4、 制動液面報警燈 圖 5-37 制動液面?zhèn)鞲衅?1舌簧開關外殼 2接線柱 3舌簧開關 4永久磁鐵 5浮子 6制動液面 7報警燈 8點火開關 工作過程分析：n制動液面報警信號裝置的作用是當制動液面過低時，發(fā)出報警信號。 n外殼1內裝有干簧管繼電器，接線柱與液面指示燈相連，浮子4上固定著永久磁鐵。當浮子隨著制動液面下降到規(guī)定值時，永久磁鐵3使干簧管觸點閉合，接通指示燈，發(fā)出警告，當制動液面上升時，浮子上升，吸力減弱，干簧管觸點靠自身彈力張開，指示燈熄滅。 5、 制動信號燈監(jiān)視電路 圖 5-38 制動燈監(jiān)視電路 1保險絲 2制動踏板 3制動燈開關 4干簧管繼電器 工作過程分析：n當踩下制

25、動踏板時，電源經保險絲，線圈L2到制動信號燈搭鐵成回路，制動燈亮；但流過L2線圈所產生的磁場，還不足以閉合干簧管繼電器觸點。但在點火開關接通的情況下，經可調電阻R、L1線圈、搭鐵成回路，使L1中也產生磁場。這兩個磁場疊加時，干簧管繼電器觸點才閉合，12V電壓加在指示燈上，表示制動燈的工作正常。當一只制動燈損壞 時，流過L2的電流減小一半，磁場減弱，干簧管繼電器觸點不閉合，指示燈不亮，表示制動燈有故障。 6、 駐車制動器未松警告燈 n當駐車制動器處于制動位置時，若接通點火開關，則指示燈亮（通常用自閃燈），提醒駕駛員在掛檔起步之前，松開駐車制動器，當松開駐車制動后，指示燈即熄滅。 圖 5-39 制

26、動指示燈系統(tǒng) 1觸點 2活塞 3平衡彈簧 4密封 5手制動手柄 6手制動開關 7、8制動管路 9指示燈 7、 制動蹄片磨損警告燈n當接通點火開關后，電子控制裝置8便向摩擦片內理設的導線通電數秒鐘進行檢查，若摩擦已磨損到使用極限厚度，并且埋設的導線被磨斷，電子控制裝置則使報警燈9發(fā)出報警，表示制動摩擦片需要更換。 圖 5-40 制動蹄片磨損警告裝置 1摩擦片襯塊 2制動盤 3、9警告燈 4警告燈圖像標志 5、10點火開關 6、7摩擦片 8電子控制裝置 11接點火系統(tǒng) 8、 空氣濾清器報警燈n當濾芯未發(fā)生堵塞時，負傳感器上、下氣空間壓力差小，膜片及磁鐵的移動量小，舌簧開關處于斷開狀態(tài)；當濾芯堵塞后，負壓傳感器上、下氣室間的壓力差增大，膜片及磁鐵移動量增大，磁鐵使舌簧開關磁化而閉合，接通了報警燈電路，使其發(fā)光報警。 圖5-41 空氣濾清器報警裝置 l濾芯 2負壓傳感器 3報警燈 9、 危險警告報警裝置n當