汽车电气设备构造与维修6幻灯片.ppt

单元6仪表与电子显示系统,6.3综合信息显示系统的组成与作用,6.1仪表的功用与结构,6.2警告及指示灯,6.4仪表系统的检修,知识目标：1.了解仪表与电子显示系统的作用；2.掌握仪表与电子显示系统通用符号的含义；3.掌握系统的组成、主要部件的作用及工作原理。能力目标：1.能正确分析仪表系统的电路图；2.能说明组合仪表上各警告灯符号的含义；3.掌握各主要仪表的检修方法；4.能熟练使用各种常见维修工具和检测仪器。建议学时：6学时,6.1仪表的功用与结构,6.1.3电子仪表的作用,6.1.1概述,6.1.2一般仪表的构造与作用,6.1.6车速里程表,6.1.5冷却液温度表,6.1.4燃油表,6.1.7发动机转速表,6.1.1概述,仪表就是汽车各部位如油箱、冷却液、机油、充电系统等的监视系统，能够让驾驶人随时了解汽车各部的运行状况，保证安全驾驶。由于电子及微计算机控制技术的现代汽车也有采用如液晶数字显示的数字仪表，常称为电子仪表，以取代传统指针指示的模拟式仪表。采用数字显示的仪表有车速、发动机转速、燃油量、冷却液温度等。,图6-1一般指针型仪表,图6-2电子仪表,6.1.2一般仪表的构造与作用,一、一般仪表的构造与种类二、电热式仪表,一、一般仪表的构造与种类燃油表、温度表等各种仪表由两部分组成，一为接收器，或称指示表，另一为传感器，两者间用电线连接。接收器中有指针及刻度，指示各测定值；传感器在各部位进行测定，以提供指示表测定值。接收器有电热式及电磁式两种，传感器有电热式及电阻式两种，故仪表的组成有数种，如图6-3所示。,图6-3仪表接收器与传感器的组合,二、电热式仪表1热偶片原理2电压调节器,1热偶片原理汽车使用的一般仪表部分为电热式仪表，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。热偶片是两片膨胀系数相差很大的金属片，一般使用黄铜与弹簧钢，相重叠在一起而成，如图6-4所示，将膨胀率极小的弹簧钢置于上侧，膨胀率大的黄铜置于下侧，当加热后，尾端即向上弯，热偶片的弯曲量A与温度（）的变化成正比。,图6-4热偶片的作用,图6-5热偶片的温度补偿,2电压调节器电热式仪表是利用电流流经绕在热偶片外的电热线产生热量，使热偶片弯曲，仪表的指针移动，以指示正确读数。当电源发生变化，如发动机低速与高速发电机发出电压不同时，电压高则流经电热线的电流较大，产生的热量较多，热偶片的弯曲量大，指针的读数会较高；电压低时，指针的读数会较低。如此会造成仪表的指示失准。,为使电热式仪表的指示不受电源电压变动的影响，所有电热式仪表的前面一定装有电压调节器，使流到仪表的电流量保持一定，不致因电压的变化而影响表的读数。电压调节器有电热式及IC式两种。,6.1.3电子仪表的作用,一般仪表都是以指针及刻度表示数量，表示速度快，可以直接目视读取，但精确度较差。而电子仪表则以数字直接表示数量，读取不会错误，容易辨认，准确度好，可靠性高，适于高精度要求的仪表。数字显示器是由综合仪表内的CPU控制，利用输入的信号，CPU将之转换为正确的段以形成数字、文字或棒状图形，见图6-2。,数字显示方式通常采用发光二极管（LED），LED应用于电子装置的指示与数字显示用，耗电极低，且寿命长达50000h。当电流通过时，能产生红色、黄色及绿色光，光色会因制程的差异而稍有不同。利用7段或11段显示，以形成数字或文字，或LED也能排列组合成棒状图形，如图6-6所示。,图6-6LED的显示,6.1.4燃油表,一、电热式燃油表的构造与作用二、电磁式燃油表的构造与作用三、归零式与非归零式燃油表四、电子式燃油表,一、电热式燃油表的构造与作用图6-7电热式配合可变电阻传感器的构造与作用传感器装在油箱内，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。,图6-7电热式配合可变电阻传感器的构造与作用,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“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“油满”附近。,二、电磁式燃油表的构造与作用电磁线圈的构造，如图6-8所示，绕在铁芯周围的线圈交叉90，因磁力线的变化使指针摆动，用于燃油表及温度表，使用很多。图6-8电磁线圈的绕线方向,图6-8电磁线圈的绕线方向,在图6-8中，线圈L1与L3在同一轴向产生A方向及C方向（相差180）的磁力，线圈L2及L4与L1及L3成90方向，产生B方向及D方向（相差180）的磁力。这些交叉的线圈产生使转子旋转动作的磁力线，为了控制转子的动作，在转子下部注入硅油，如图6-9所示。图6-9电磁式仪表断面,图6-9电磁式仪表断面,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。如图6-10所示，为电磁燃油表电路，若传感器的电阻值RS发生变化，则电压VS也变化，电流I1、I2的大小也变化，各线圈所产生磁力线的强度也发生变化。图6-10电磁式燃油表电路,图6-10电磁式燃油表电路,三、归零式与非归零式燃油表归零式燃油表：系统仅在点火开关“ON”时才作用，当点火开关“OFF”时，指针回到0位置。如图6-11a）所示，为归零式燃油表的构造，其转子为半圆形，当点火开关“OFF”时，线圈的磁力线消失，转子靠本身质量回复到0位置。,非归零式燃油表：现代汽车均采用非归零式燃油表，当点火开关“OFF”时，指针仍留在原位，如图6-11b）所示。其转子的形状为圆盘状，通过一定硅油的黏度保持指针在一定的作用位置。指针的移动速度很慢，从点火开关打开到指针稳定为止，约需2min。图6-11归零式与非归零式燃油表,图6-11归零式与非归零式燃油表,四、电子式燃油表以仪表计算机处理数据，来显示汽油量为例，如图6-12所示，由传感器、处理器及显示器所组成，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，以照明正确的线节，而显示出汽油存量。,图6-12电子式燃油表的组成及作用,6.1.5冷却液温度表,一、电热式温度表的构造与作用二、电磁式温度表的构造与作用三、电子式温度表,一、电热式温度表的构造与作用如图6-13所示，为传感器使用热敏电阻，接收器使用热偶片的温度表组成。此型的作用原理与电热式燃油表相同，都是可变电阻配合热偶片的作用。温度表表面的刻度表C低温，表B高温，一般汽车行驶时指针应指在1/31/2刻度之间。当冷却液温度低时，热敏电阻的电阻值大；当冷却液温度高时，热敏电阻的电阻值小。其构造如图6-14所示。,图6-13电热式配合热敏电阻的温度表组成图6-14热敏电阻的构造,二、电磁式温度表的构造与作用电磁式温度表的构造和作用，与电磁式燃油表几乎相同。表身的转子有部分被切除，当点火开关“OFF”时，由于本身的质量，使指针回到静止位置。,三、电子式温度表当水温低时，NTC型水温传感器电阻高，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为数字信号，送给微处理器，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）的水温，如图6-15a）所示；反之，当水温逐渐升高时，因NTC型水温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，故水温的显示会逐渐升高，例如达230（110），如图6-15b）所示。电子式温度表由可变电阻器（水温传感器）、处理器（计算机）及显示器所组成，如图6-15所示。,图6-15电子式温度表的组成及作用,6.1.6车速里程表,一、一般式车速表的构造与作用二、一般式里程表的构造与作用三、电子式车速表四、机械电子式里程表,一、一般式车速表的构造与作用一般的车速表均为电磁式，构造如图6-16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示在一定位置。图6-16电磁式车速表,图6-16电磁式车速表,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，而发生与旋转磁场同方向转矩。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。,图6-17车速表的作用原理(一)图6-18车速表的作用原理(二),二、一般式里程表的构造与作用如图6-19所示，为里程表的构造。里程表是以车速表旋转磁铁的驱动软轴，驱动特殊的齿轮来带动计数环来计算行驶里程，如图6-20所示。全程表通常有五个计数环，末位数每转一圈代表汽车行驶1km。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1/10km的计数环。,图6-19里程表的构造图6-20里程表的驱动齿轮,短程表通常为三位数，随时可以用归零装置，使每个计数环都回到。,三、电子式车速表电子式车速表，由车速传感器（VSS）、处理器及指针式车速表所组成，如图6-21所示。车速传感器是采用电磁式，为一种小型的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。,电磁式车速表与一般式车速表相同，使用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，现为许多汽车所采用。车速传感器也可采用光电式，如图6-22所示，其遮光板是靠软轴驱动，而软轴是由变速器输出轴带动。若VSS采用电磁式，直接装在变速器输出轴处，则不必装用软轴。,图6-21模拟电子式车速表的组成图6-22光电式车速传感器的构造,四、机械电子式里程表机械电子式里程表，由车速传感器（VSS）、处理器及步进电动机与机械式里程表所组成。VSS信号送给处理器，处理器控制步进电动机作用，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6-23所示。图6-23机械电子式里程表,图6-23机械电子式里程表,6.1.7发动机转速表,发动机转速表指示发动机转速，便于驾驶人了解发动机运转、怠速，及避免发动机超速运转。转速表通常都是利用送到点火线圈的脉冲电压或电流，使指示器作用，以显示发动机转速。分电器白金接点的“ON-OFF”，或点火系统ECU使点火线圈电流“ONOFF”，电子电路利用此“ON-OFF”信号，使模拟式指针或数字显示器作用。如图6-24所示，为白金接点型脉冲式发动机转速表的电路。,图6-24脉冲式发动机转速表电路,6.2警告及指示灯,6.2.1概述,6.2.2使警告灯或指示灯点亮的控制方式,6.2.3机油压力警告灯,6.2.4充电警告灯,6.2警告及指示灯,6.2.5燃油不足警告灯,6.2.6制动液不足警告灯,6.2.7摩擦片使用极限警告灯,6.2.8制动灯电路故障警告灯,6.2.1概述,汽车仪表指针指示的刻度对一般汽车驾驶并不具有特别的报警作用，因此就以警示性直观性高的灯光来取代仪表。当汽车各系统有故障时，红灯或黄灯亮，提醒驾驶注意；做指示用时，则采用绿灯或蓝灯。现代汽车仪表板处的警告及指示灯，现在常以LED式灯为照明。图6-25各种警告及指示灯表6-1常见的警告灯图形符号及作用,图6-25各种警告及指示灯,表6-1常见的警告灯图形符号及作用,6.2.2使警告灯或指示灯点亮的控制方式,开关在搭铁侧，即警告灯或指示灯电路是在外部搭铁。当点火开关“ON”时，电压供应至灯泡处，因此搭铁开关闭合时，警告灯或指示灯点亮；搭铁开关打开时，灯则熄灭。开关在电源侧，即警告灯或指示灯电路是在内部搭铁。部分警告灯的搭铁开关是在电子模块内，也就是是由计算机监测系统的作用。,6.2.3机油压力警告灯,当驾驶人打开点火开关时灯亮；起动发动机，机油压力达到规定值时，警告灯熄灭。油压低于规定值时警告灯亮，表示机油压力不足，须立刻停车检查。如图6-26所示，为机油压力警告灯系统的组成，由装在仪表板上的警告灯及装在发动机主油道的压力开关组成。当机油压力低于规定值时，弹簧将膜片向下推，使接点闭合，警告灯亮；当机油压力高于规定值时，油压克服弹簧力，将膜片上推，使接点分开，警告灯熄。,图6-26机油压力警告灯系统的组成,6.2.4充电警告灯,充电警告灯，当打开点火开关时灯亮，发动机发动后，发电机静子中性点（N）的电压达一定值时灯熄。如图6-27所示，为使用定子线圈中性点（N）电压来控制充电指示灯的电路。当点N的电压达规定值时，充电指示灯继电器的磁力将接点N吸开，使警告灯熄灭。如图6-28所示，为附IC调整器的交流发电机的充电指示灯控制电路图。打开点火开关，发动机未起动时，充电指示灯继电器闭合，灯亮；发电机发电后使指示灯继电器两边的电压接近，接点跳开，灯灭。,图6-27使用中性点N电压控制的充电指示灯电路,图6-28附IC调整器交流发电机的充电指示灯控制电路,6.2.5燃油不足警告灯,汽油残量警告灯，当油箱汽油的存量少于规定值时，打开点火开关，则警告灯点亮。如图6-29所示为其电路，油箱的油面开关为热敏电阻制成，利用空气与汽油热传导率及热敏电阻的负温度特性，来控制警告灯的作用。图6-29汽油残量警告灯电路,图6-29汽油残量警告灯电路,当开关浸在油中时，温度低，电阻阻值大，灯熄。当开关露出油面时，温度高，电阻阻值小，灯亮。如图6-30所示，为热偶片式油面开关的汽油残量警告灯电路。它由油面开关及电热偶开关组成，平时两接点均分开，故点火开关打开时灯不亮。如油箱中的油面低于规定值时，浮筒臂使油面开关的接点闭合，闭合后，电经电热偶开关的电热丝搭铁，加热使热偶片弯曲，闭合，使警告灯点亮。,图6-30热偶片式油面开关的汽油残量警告灯电路,6.2.6制动液不足警告灯,制动液不足警告灯的作用是当制动液液面过低时，发出报警信号，以提醒驾驶人注意。制动液不足报警装置有报警开关和警告灯组成。报警开关安装在制动总泵液罐内。此报警开关适用于冷却液、风窗玻璃清洗液等液面过低警告灯的控制电路，区别仅在于报警开关的安装位置不同。,6.2.7摩擦片使用极限警告灯,制动器摩擦片极限警告灯的作用是当制动器摩擦片磨损到使用极限厚度时，提示制动器摩擦片需要更换。发出报警信号。其原理为在摩擦片内部埋有一段导线，该导线与组合仪表中的电子控制器相连。当摩擦片没有到使用极限时，电子控制器中的晶体管基极电位为低电位，晶体管截止，警告灯不亮；当摩擦片到使用极限时，摩擦片中埋设的导线被磨断，电子控制器中的晶体管基极电位为高电位，晶体管导通，警告灯亮。一般情况下，制动器摩擦片使用极限报警与制动液不足报警共用一个警告灯。,6.2.8制动灯电路故障警告灯,由于制动灯对于行车安全极为重要，而驾驶人在开车过程中很难发现制动灯有故障，所以在一些车辆中设置了制动灯电路故障警告灯。图6-31制动灯电路故障警告灯控制电路,图6-31制动灯电路故障警告灯控制电路,6.3综合信息显示系统的组成与作用,6.3.1概述,6.3.2综合信息显示系统所显示的种类,6.3.3触摸键盘,6.3.1概述,随着汽车电子技术的飞速发展，汽车电子控制系统所用的传感器不断增多，汽车仪表的电子显示系统从简单地显示传感器信息的系统，已发展成为可以对各种信息进行分析计算、加工处理的综合信息系统。图6-32综合信息系统配置原理图,图6-32综合信息系统配置原理图,6.3.2综合信息显示系统所显示的种类,一、地图信息二、行车信息三、维修信息四、日历信息五、空调信息六、音响系统信息七、电视广播八、电话信息九、后视摄像机信息,一、地图信息地图信息可将公路交通图按不同的比例显示，它与一般地图的区别是可以滚屏显示，使需要的内容可以被放大单独显示出来。另外，借助于导航系统，汽车的当前位置也可以直接显示在电子地图上。,二、行车信息行车信息包括从出发开始的行程、行程时间和燃料消耗，并可根据燃料消耗率和存油量显示剩余燃料可能行驶的里程。,三、维修信息维修信息显示如发动机换润滑油、更换轮胎以后所行驶的里程，供驾驶人确定下次维修时间与维修项目参考。,四、日历信息日历信息显示驾驶人的日历和日程表。,五、空调信息空调信息显示空调的操作模式和风扇的设置，通过触摸屏幕上键盘可以操作空调系统。,六、音响系统信息音响系统信息显示音响系统的操作模式，通过触摸屏幕上的键盘可以控制音响系统及显示音响系统的音乐资料。,七、电视广播电视广播接收电视、广播节目。,八、电话信息电话信息显示诸如移动电话号码信息，并可通过触摸屏幕键盘来实现拨号和挂机。,九、后视摄像机信息后视摄像机信息可在倒车时，显示从安装在车后部的镜头摄取的图像信息。,6.3.3触摸键盘,显示系统的触摸键盘通常是以模拟形式显示在屏幕上，用手指触摸键盘即可进行操作，从而简化了选择信息的过程。通常，显示系统采用红外触发开关来检测屏幕是否被触摸。红外触发开关的原理如图6-33所示。在显示器的两端都有一个红外LED和光敏晶体管相对。在显示器键盘未被触摸时，红外LED的光束到达光敏晶体管促使其导通。,图6-33红外触发开关的原理,6.4仪表系统的检修,6.4.1组合仪表的拆装,6.4.2主要仪表的检查,6.4.1组合仪表的拆装,一、技术标准与要求二、实训工具三、实训准备四、实操步骤,一、技术标准与要求（1）能在20min内独立完成作业项目。（2）拆装组合仪表时，应先拆下蓄电池负极电缆，以免手触摸仪表板后面时造成线路短路。（3）拆组合仪表装饰面板时，由于固定螺钉一般是隐蔽的，因此要仔细查找固定螺钉，否则强行拆卸将会损坏装饰面板。（4）拆装组合仪表时，应注意仪表板后面的线束插接器及车速里程表软轴接头，一般都带有锁止机构，切忌强拆。（5）从电路板上拆下仪表表芯、电源稳压器、照明及指示灯时，小心不要损坏印制电路。,二、实训工具实训车辆、维修工具、翼子板护裙、驾驶室保护罩等。,三、实训准备（1）汽车进入工位前，将工位清理干净，准备好相关的工具和器材。（2）拉紧驻车制动器操纵杆，并将变速杆置于空挡或驻车挡（挡）。（3）粘贴翼子板和前脸磁力护裙，做好驾驶室的保护。（4）准备零件盒，以放置零件。,四、实操步骤（1）拆卸驾驶人侧的安全气囊装置。松开六角螺栓，如图6-34所示。（2）把转向盘放置在中间位置上使车轮放正。从转向柱中间拔出转向盘。（3）把2个十字槽头螺钉拧开，如图6-35箭头所示，拆除转向柱开关的上罩盖。图6-34组合仪表(一)图6-35组合仪表(二),图6-34组合仪表(一)图6-35组合仪表(二),（4）把4个十字槽头螺钉拧开，如图6-36箭头所示，把内六角螺栓拧开，拆开转向盘的高度调整装置，拆除转向柱开关的下罩盖。,（5）拧松内六角螺栓，从转向柱开关中拔出插头，如图6-37箭头所示，拆除转向柱开关。,（6）如图6-38所示，拉出罩盖，拧开螺钉1和2，从车门压板中夹出和拆除下面的驾驶人侧面A柱的面板。,（7）夹出罩盖1，拧出螺钉，如图6-39所示箭头，拆除驾驶人侧的杂物箱2，脱开前照灯开关3的插头连接和照明范围调节器4的插头连接。,（8）向上移动护板，用辅助工具（例如螺栓扳手手柄）夹紧，拆下4个螺钉，如图6-40箭头所示，拧下盖子。,（9）拧开2个螺钉，如图6-41箭头所示。取下组合仪表，断开插头连接。,（10）安装时，按与拆卸相反的顺序进行。（11）整理工位。清理工具和仪器，清洁车内及地面卫生。,6.4.2主要仪表的检查,一、技术标准与要求二、实训工具三、实训准备四、实操步骤,一、技术标准与要求（1）能在30min内独立完成作业项目。（2）按照规范要求拆装与检查各种仪表。（3）正确使用各种检查仪器与工具检查各仪表的工作状况。（4）各仪表的技术参数可参考实训步骤中的要求。（5）单独更换表芯或仪表传感器时，注意仪表与传感器必须配套使用。,二、实训工具万用表、底盘测功机、仪表开关、实训车辆、维修工具、翼子板护裙、驾驶室保护罩等。,三、实训准备（1）汽车进入工位前，将工位清理干净，准备好相关的工具和器材。（2）拉紧驻车制动器操纵杆，并将变速杆置于空挡或驻车挡（挡）。（3）粘贴翼子板和前脸磁力护裙，做好驾驶的保护。（4）准备零件盒，以放置零件。,四、实操步骤（1）根据上一实训要求拆卸仪表板，找到各个主要仪表的位置。（2）燃油表检查。燃油表及温度表的电路图，如图6-42所示。图6-42燃油表及温度表电路图,图6-42燃油表及温度表电路图,燃油表传感器检查。将传感器从油箱内拆下，如图6-43所示。使用欧姆表检查传感器浮筒在各位置时的电阻，如图6-44与图6-45所示。图6-43拆下燃油表传感器图6-44传感器浮筒在各位置时的电阻(一)图6-45传感器浮筒在各位置时的电阻(二),图6-43拆下燃油表传感器图6-44传感器浮筒在各位置时的电阻(一),图6-45传感器浮筒在各位置时的电阻(二),燃油表检查。将蓄电池电压及一定的电阻值送