第8章：汽车仪表.ppt

学习目标：1。掌握传统仪器的结构、工作原理和故障检测方法。2.掌握数字仪器的故障检测方法。3.了解数字仪器的组成和工作原理。本章概要，8.1概述8.2传统仪表8.3数字仪表培训项目8.1传统仪表故障诊断培训项目8.2帕萨特B5汽车数字仪表故障诊断，8.1概述，8.1.1汽车仪表分类8.1.2数字仪表的优点，8.1.1汽车仪表分类，1.1机械仪表的划分：根据工作原理是基于机械力和仪表的功。电子仪器：是一种基于电学测量原理的仪器，它通过各种传感器将测量的非电量转换成电信号(模拟量)进行测量。模拟电路电子仪器：的工作原理基本上与电子仪器相同，只是用电子器件(分立元件和集成电路)来代替原来的电子器件，现在使用各种专用集成电路。数字仪表：是电子控制单元从传感器采集信号，将模拟量转换成数字量，经过分析处理后控制显示装置的仪表。2.根据安装方法划分组合仪表：将组合仪表安装在一起。分体式仪表：将分别安装每个仪表。8.1.2数字仪表的优点，(1)指示精度高。(2)重复性好。(3)等分。(4)响应速度快，无抖动。(5)可靠性得到了根本提高。(6)从根本上保证了产品质量的稳定性和可靠性。(7)良好的通用性。8.2传统仪表，8.2.1油压表1。电热油压表和电热油压传感器2。电磁油压表和可变电阻油压传感器8.2.2冷却液温度计1。电热冷却剂温度计和双金属片传感器2。电热冷却液温度计和热敏电阻传感器3。电磁冷却液温度计和热敏电阻温度传感器8.2.3燃油表1。电磁燃油表和可变电阻传感器1设备2。动态磁性燃油表和可变电阻燃油量传感器3。电加热燃油表和可变电阻燃油量传感器8.2.4速度里程表1。磁感应速度里程表2。电子速度里程表8.2.5发动机转速表和8.2.1机油压力表。功能：油压表用于检测和显示发动机主油路中的油压，以防止因缺油引起的拉缸和烧瓦的重大故障。组成：由油压传感器和油压指示器组成。分类：油压指示器可分为三种类型：电加热型、电磁型和弹簧型。油压传感器可分为两种类型：双金属片型和可变电阻型。常用的有带双金属片型油压传感器的电热油压指示器和带可变电阻型油压传感器的电磁油压指示器。8.2.1油压表，1。电热油压表和电热油压传感器的结构(1)电热油压表又称双金属片式油压表，其基本结构与电热传感器如图8.2所示。图8.2电热油压表和电热传感器1。油室2。隔膜3。弹簧片4。双金属片5。调整齿轮6。接触条7。传感器端子8。校正电阻9。机油压力表传感器端子10、13。调整扇形齿11。双金属片12。指针14。弹簧片15。油压表电源端子8.2.1油压表，1。电热油压表和电热油压传感器(2)原理当点火开关接通时，电流流过双金属片4的加热线圈，双金属片4受热变形而分离触点；然后双金属4被冷却和拉直，触点再次闭合。在这种重复之后，在电路中形成脉冲电流，其波形如图8.3所示。当油压降低时，传感器膜片2变形小，接触压力小，闭合时间短，打开时间长，变化频率低，电路中平均电流小，双金属片11弯曲变形小，指针偏转角小，油压低。图8.3电热油压表加热线圈电流波形图a)油压为0，f=15次/分钟，I=0.06Ab)油压为0.2兆帕，f=70次/分钟，I=0.17Ac)油压为0.5兆帕，f=125次/分钟，I=0.24 a，8.2.1油压表，1。当使用电热油压表和电热油压传感器(3)安装传感器时，传感器外壳上的箭头(安装标记)必须向上，且不应偏离垂直位置30。当发动机低速运转时，油压不应小于0.15兆帕，当发动机高速运转时，油压不应超过0.5兆帕。正常压力应为0.2兆帕 0.4兆帕。8.2.1油压表，2。电磁油压表和可变电阻油压传感器的结构(1)电磁油压表和可变电阻油压传感器的基本结构如图8.4所示。图8.4电磁油压表和可变电阻式油压传感器1。L1线圈2 .铁磁转子3 .指针4。L2线圈5 .可变电阻式油压传感器8.2.1油压表2 .电磁油压表和可变电阻式油压传感器(2)原理当油压降低时，传感器5的电阻值增加，线圈L1中的电流减少，线圈L2中的电流增加，转子2驱动指针3沿合成磁场的方向逆时针旋转，指向低油压；当油压增加时，传感器5的电阻值减小，线圈L1中的电流增加，线圈L2中的电流减小。转子2驱动指针3沿组合磁场的方向顺时针旋转，指向高油压。8.2.2冷却液温度计，功能：冷却液温度计用于检测和显示发动机水套中冷却液的工作温度，以防止发动机因冷却液温度过高而过热。分类：冷却液温度指示器可分为三种类型：电热型、电磁型和动磁型。冷却液温度传感器可分为两种类型：双金属片型和热敏电阻型。常用的有带双金属片传感器的电加热型冷却液温度指示器、带热敏电阻传感器的电加热型冷却液温度指示器和带热敏电阻传感器的电磁型冷却液温度指示器。8.2.2冷却液温度计，1。电热冷却剂温度计和双金属片传感器的结构(1)电热冷却剂温度计和双金属片传感器的基本结构如图8.5所示。图8.5电热冷却剂温度计和双金属片传感器1。铜壳2。底板3。固定触点4。双金属片5。接触板6。外壳7。接线柱8，11。调整齿扇9。双金属片10。指针12。弹簧片8.2.2冷却液温度计1。电热冷却剂温度计和双金属片传感器(2)原理当点火开关接通时，电流流过加热线圈，双金属片4受热变形，从而断开触点并切断电路。此后，双金属片被冷却和拉直，触点再次闭合，电路再次接通，从而在电路中形成脉冲电流。当冷却剂温度低时，双金属片2变形小，接触压力大，闭合时间长，打开时间短，电路中的电流平均值大。电流流过指示器仪表的加热线圈。指示器仪表的双金属片9具有大的变形、指针的大的偏转角，并且指向低温。相反，当水温高时，传感器中的双金属2向上翘曲变形大，接触压力小，闭合时间短，打开时间长，电路中电流平均值小，指示器的双金属9变形小，指针偏转角度小，温度高。8.2.2冷却液温度计，2。电加热冷却液温度计和热敏电阻传感器的结构(1)其基本结构如图8.6所示。热敏电阻传感器的主要元件是负温度系数热敏电阻。图8.6电热冷却剂温度计、热敏电阻传感器和稳压器1。联系人2。双金属片3。加热线圈4、11、12。捆绑柱5、9。调整齿扇10、13。弹簧14。热敏电阻15。外壳，8.2.2冷却液温度计，2。电热冷却液温度计和热敏电阻传感器(2)原理当点火开关打开时，电流从蓄电池正极流向点火开关、电源当发动机冷却液温度低时，传感器的热敏电阻阻值大，电路中电流的平均值小，温度计的双金属弯曲变形小，指针指向低温。相反，当冷却液温度升高时，热敏电阻的阻值变小，电路中电流的平均值变大，温度计的双金属弯曲变形很大，指针指向高温。8.2.2冷却液温度计，2。电加热冷却液温度计和热敏电阻传感器(3)电源调节器由于仪表读数的准确性会受到电源电压变化的影响，因此电路中需要一个电源调节器。稳压器输出脉冲电压，其电压波形如图8.7所示。当电源电压改变时，平均输出电压保持稳定。电源调节器的输出电压为8.64伏和0.15伏。图8.7电源调节器1的电压波形。输入电压U In 2。输出电压输出8.2.2冷却液温度计3。电磁冷却液温度计和热敏电阻温度传感器1的结构。图8.8电磁冷却液温度计和热敏电阻温度传感器8.2.2冷却液温度计3。电磁冷却液温度计和热敏电阻温度传感器2的原理当点火开关接通时，左右线圈通电，形成磁场，同时作用在软铁转子上，转子3合成。当冷却液温度降低时，传感器热敏电阻的电阻值增大，线圈2中的电流减小，合成磁场逆时针旋转，使指针指向低温。相反，当冷却剂温度升高时，传感器热敏电阻的电阻降低，线圈2中的电流增加，并且合成磁场顺时针旋转，导致指针处于高温。8.2.3燃油表，功能：燃油表用于指示燃油箱中储存的燃油量。分类：燃油表有三种类型：电磁型、动磁型和电加热型。传感器都是可变电阻型的。8.2.3燃油表，1。电磁燃油表和可变电阻传感器的结构(1)，图8.9电磁燃油表和可变电阻燃油量传感器，8.2.3燃油表，1。电磁燃油表和可变电阻传感器的原理(2)当点火开关接通时，电流通过蓄电池的正极点火开关11、燃油表端子10、左线圈1端子9、右线圈2接地至蓄电池的负极。同时，电流通过端子9、传感器端子8、可变电阻器5、滑块6接地到电池的负极。左线圈1和右线圈2形成组合磁场，转子3在组合磁场的作用下旋转，使指针指向一定的刻度。当油箱中没有油时，浮子下沉，可变电阻器5上的滑动叶片6移动到最右端，可变电阻器5短路，右线圈2短路，左线圈1的电流达到最大，产生的电磁引力最强，转子3被吸引，指针停止在最左边的“0”位置。随着油箱中油量的增加，浮子向上浮动，驱动滑动叶片6沿可变电阻器滑动。可变电阻器5部分地连接到电路，并且左线圈1中的电流相应地减少，而右线圈2中的电流增加。转子3在复合磁场的作用下向右偏转，驱动指针指示燃料箱中的燃料量。如果油箱半满，指针在“1/2”位置；当油箱加满时，指针位于“1”位置。8.2.3燃油表，2 .动态磁性燃油表和可变电阻燃油量传感器(1)的结构如图8.10所示。磁化线圈1和2垂直缠绕在矩形塑料框架上，塑料套筒轴承和金属轴穿过交叉线圈，金属轴上有永磁转子3，转子与指针4连接。(2)工作原理与电磁燃油表基本相同。图8.10动态磁性燃油表和可变电阻燃油量传感器1。左侧线圈2。右线圈3。永磁转子4。指针5。可变电阻6。滑动叶片7。浮子8。接线柱，8.2.3燃油表，3。电加热燃料图8.11电加热型燃油表和可变电阻型燃油量传感器1。稳压器2。加热线圈3。双金属片4。指针5。可变电阻6。滑动叶片7。浮子，8.2.3燃油表3。电加热式燃油表和可变电阻式燃油量传感器(2)的原理当油箱中没有油时，浮子下沉，滑片6位于可变电阻5的最右端，传感器的电阻全部串联到电路中。此时，电路中的电流最小，燃油表的加热线圈2产生的热量很少，双金属片3变形很少，驱动指针4指向“0”。当油箱中的油量增加时，浮子上升，滑动叶片向左移动，连接到电路中的电阻减小，电路中的电流增加。燃油表加热线圈2的热值大，双金属片3的变形增加，指针4被驱动向右偏转。当油箱加满时，滑动叶片移动到最左端，使可变电阻器短路。此时，电路中的电流最大，指针偏向最右端，指向“1”。8.2.4速度计，功能：速度计是一种用于指示汽车行驶速度和累计里程的仪器。分类：磁感应式，电子式，8.2.4速度计，1。磁感应式速度计(1)结构磁感应式速度计由传动装置(或分动箱)中的蜗轮蜗杆通过软轴驱动。其基本结构如图8.13所示。速度计由固定在驱动轴上的永磁体1、固定在速度计外壳上的带轴和指针6的铝碗2、磁屏3和刻度盘5组成。里程表由蜗轮蜗杆机构和六位十进制数字轮组成。图8.13磁感应速度计1。永久磁铁2。铝碗3。磁性屏幕4。碟形弹簧5。拨6。指针，8.2.4速度计，1。磁感应速度计(2)原理1)当速度计不工作时，铝碗2在碟形弹簧4的作用下使指针指向刻度盘的零位。当汽车行驶时，驱动轴随着永磁体L旋转，永磁体的磁力线穿过铝碗2，在铝碗2上感应出蜗杆流。在电磁转矩的作用下，铝碗克服了盘簧的弹性，并沿永磁体1的旋转方向旋转，直到它与盘簧的弹性平衡。由于蜗壳的强度与车速成正比，指针的旋转角度与车速成正比，因此指针会在刻度盘上指示相应的车速。8.2.4速度计，2)速度计的工作原理汽车行驶时，软轴驱动传动轴，传动轴通过三对蜗轮(或一套蜗轮和一套减速齿轮系)驱动速度计最右边的第一个数字轮。第一个数字轮上的数字为1/10公里，相邻两个数字轮之间的传动比为l:10。也就是说，当第一个数字轮旋转一圈并且数字从9转到0时，相邻的左第二个数字轮旋转1/10圈以增加小数。这样，当汽车行驶时，它可以累计其里程，最大读数为99999.9公里，速度计为8.2.4，电子速度计主要由速度传感器、电子电路、速度计和里程表组成。如图8.14所示，显示了奥迪100轿车的电子车速表。(1)车速传感器的功能是产生与车速成比例的电信号。它由一个簧片开关和一个带有4对磁极的转子组成。传动装置驱动转子旋转，转子每转一周，簧片开关中的触点闭合和断开8次，产生8个脉冲信号，其频率与车速成正比。图8.14奥迪100轿车电子车速表a)速度传感器1。塑料环2。簧片开关管8.2.4车速表2。电子速度计2。电子速度计2的电子电路。其功能是对速度传感器发送的电信号进行整形和触发，并输出电流信号，其电流大小与车速成正比。其基本组成主要包括稳压电路、单稳态触发电路、恒流源驱动电路、64分频电路和功率放大电路。(3)速度计是一种选择图8.14奥迪100汽车电子车速里程表B)电子电路、8.2.4车速里程表、2.2电子车速里程表(4)里程表它由一个步进电机和一个六位十进制车轮组成。经过64分频后，速度传感器输出的信号被功率放大器放大到足够的功率，驱动步