一、儀表介紹

　　每輛汽車上都裝備有一定數(shù)量的汽車儀表。不同的車型，不同的生產(chǎn)年代，這些電子儀表的數(shù)目與類型有很大的變化。各種儀表、指示燈及報警器是駕駛員了解汽車狀態(tài)的不可缺少的部件。汽車電子儀表隨時反映出汽車各機(jī)件的運(yùn)行狀態(tài)和汽車上各種系統(tǒng)的有用信息，汽車電子儀表為駕駛員正確使用汽車及安全駕駛提供了保證。

　　傳統(tǒng)的汽車儀表是機(jī)械或電氣機(jī)械式，它們是通過指針和刻度實(shí)現(xiàn)模擬顯示，這種儀表存在著信息量少、準(zhǔn)確率低、體積較大、可靠性較差以及視覺特性不好等缺點(diǎn)，還使駕駛員易疲勞，不能滿足人們對汽車舒適性和方便性等方面愈來愈高的追求。進(jìn)入上世紀(jì)60年代后，人們開始研制汽車電子儀表，但當(dāng)時的電子元器件達(dá)不到汽車使用所要求的水平，直到70年代后期，隨著半導(dǎo)體技術(shù)和顯示元器件技術(shù)的進(jìn)步，汽車電子儀表終于問世。隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，新型傳感器、新型電子顯示器件的出現(xiàn)，汽車電子儀表得以迅速發(fā)展。現(xiàn)代汽車使用微機(jī)驅(qū)動的電子儀表系統(tǒng)日益普及。微機(jī)驅(qū)動的儀表板采用微機(jī)處理來自傳感器的信息，并指揮儀表顯示器。

　　現(xiàn)代汽車的儀表板總成一般分成兩部分，一部分是指方向盤前的儀表板和儀表罩及平臺，另一部分是指駕駛員旁通道上的副儀表板。儀表板是安裝指示器的主體，集中了全車的監(jiān)察儀表，通過它們揭示出發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、油壓、水溫和燃油的儲量，燈光和發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)，車輛的現(xiàn)時速度和行駛里程等。有的儀表板還能顯示變速檔位、時鐘、車內(nèi)外環(huán)境溫度、路面傾斜和地面高度等信息。現(xiàn)代轎車多數(shù)將空調(diào)，音響等設(shè)備的控制部件安裝在副儀表板上，這樣既顯得整體布局緊湊合理，也能方便駕駛員的操作〔23〕。隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)和電子技術(shù)的發(fā)展，汽車中各種系統(tǒng)和機(jī)構(gòu)日趨復(fù)雜，汽車行駛和各部分工作狀況的信息量顯著增加。同時，出于對汽車環(huán)保、安全性、經(jīng)濟(jì)性、智能化要求的提高，汽車駕駛員需要更多、更迅速地了解汽車運(yùn)行的各種信息，使得汽車電子儀表向信息顯示中心發(fā)展，它是駕駛員信息系統(tǒng)重要的組成部分。汽車電子儀表代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械或電氣機(jī)械式模擬儀表己成為發(fā)展的趨向。

　　利用電子顯示技術(shù)，也就是薄型平面電子顯示器技術(shù)做成的汽車平面儀表板顯示數(shù)字及信息，十分清晰明了，它代替了以往采用的模擬顯示的車速和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表等，使駕駛者在開車的同時，仍然可以清楚地看到儀表數(shù)字及其它信息的變動。它具有測試反應(yīng)速度快、指示準(zhǔn)確、圖形設(shè)計靈活、數(shù)字清晰、可視性能好、集成化程度高、可靠性強(qiáng)、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。

　　由于沒有運(yùn)動部件，反應(yīng)快，可靠性好，其布置靈活緊湊，并有最佳顯示形式。一般除要求汽車儀表耐用、耐振、指示準(zhǔn)確、讀數(shù)方便，以及受溫度、濕度的影響小之外，還要求輕巧、舒適、美觀并具有較好的互換性。汽車電子儀表恰恰滿足了這些要求。

　　目前，電子儀表板采用電子顯示器件和高壓驅(qū)動器集成電路等技術(shù)，有些則采用全數(shù)字集成電路，既提高了測試精度，又可將數(shù)字信息輸入汽車微機(jī)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了車速與里程等參數(shù)的數(shù)據(jù)分析和計算，使汽車具有更多的自控功能。轉(zhuǎn)速表、電壓表、燃油表、油壓表和水溫表則采用線性集成電路，方便配接各類電子傳感器件。

　　汽車電子儀表將成為一個集感覺、識別、分析、信息庫、適應(yīng)和控制六大功能于一體的，提供車輛行駛信息、保障安全駕駛的智能化系統(tǒng)。

　　1、水溫表

　　水溫表用來顯示發(fā)動機(jī)冷卻水的工作溫度。常用的有電熱式和電磁式兩種。其中電熱式水溫表與電熱式機(jī)油壓力表結(jié)構(gòu)工作原理相似。電磁式水溫表結(jié)構(gòu)、原理如圖3一4所示。

　　1）結(jié)構(gòu)

　　由裝在氣缸蓋水套中的熱敏電阻傳感器和裝在儀表板上的水溫顯示表兩部分組成。傳感器由外殼、接線端子、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（有些車型采用正溫度系數(shù)熱敏電阻）組成，水溫顯示表由塑料支架、兩個串聯(lián)線圈L1、L2、帶指針的銜鐵等組成。

圖1? 電磁式水溫表結(jié)構(gòu)圖

　　2）工作原理

　　當(dāng)電源開關(guān)接通時，電流由蓄電池正→極點(diǎn)火開關(guān)→線圈L1→分兩路（一路流經(jīng)熱敏電阻;另一路流經(jīng)線圈L2）→搭鐵→蓄電池負(fù)極構(gòu)成回路。

　　當(dāng)水溫低時，傳感器中熱敏電阻的阻值大，電流經(jīng)L1后，大部分流入L2中，產(chǎn)生的合成磁場使帶指針的銜鐵會向左偏轉(zhuǎn)，使表針指向低溫刻度;當(dāng)水溫高時，傳感器中熱敏電阻的阻值減小，L2中的電流相對減少，產(chǎn)生的合成磁場使帶指針的銜鐵會向右偏轉(zhuǎn)，使表針指向高溫刻度。

　　2、燃油表

　　燃油表用來顯示燃油箱內(nèi)燃油的多少。常用的有電熱式、電磁式、電子式三種。其中電熱式燃油表的結(jié)構(gòu)與原理與電熱式機(jī)油壓力表基本相同，下面主要介紹電磁式和電子燃油表。

　　（一）、電磁式燃油表

　　1）結(jié)構(gòu)由裝在燃油箱內(nèi)的浮筒傳感器和裝在儀表板上的燃油指示表組成。浮筒傳感器由電阻、滑桿、浮子組成。燃油指示表由兩個繞在鐵心上的線圈、轉(zhuǎn)子、指針、分流電阻等組成。

　　2）工作原理當(dāng)油箱無油時，浮子下沉，滑線電阻上的滑片移至最右端，將右線圈短路，電流由蓄電池正極→點(diǎn)火開關(guān)→接線柱（上）→左線圈→接線柱（下）→浮子滑片→滑桿→搭鐵→蓄電池負(fù)極。左線圈產(chǎn)生的磁場使轉(zhuǎn)子帶動指針左偏，使指針在“E”位上。

　　當(dāng)油量增加時，浮于上升，滑線電阻部分接入，這一部分電阻與右線圈并聯(lián)，同時又與左線圈串聯(lián)，電流由蓄電池正極→點(diǎn)火開關(guān)→接線柱（上）→左線圈→接線柱（下）→兩路（一路經(jīng)滑線部分電阻;另一路經(jīng)右線圈）→搭鐵→蓄電池負(fù)極。左線圈由于串聯(lián)了電阻使左線圈中的電流相對減小，磁場減弱，而右線圈中有電流通過，電流相對增大，合成磁場使轉(zhuǎn)子帶動指針右偏，指示出油箱中的油量。

　　當(dāng)油箱中裝滿油時，浮子帶著滑片移到電阻的最左端，電阻全部接入電路中。此時左線圈中電流更小，磁場更弱，而右線圈中電流增大，磁場加強(qiáng)，轉(zhuǎn)子便帶著指針向右移，使指針在“F”（滿）位上。

　　（2）、電子燃油表

　　1）電子燃油表結(jié)構(gòu)如圖3一5所示

　　電路由兩塊IC電壓比較器及相關(guān)電路、發(fā)光二極管顯示器、浮筒傳感器三大部分組成。Rx是傳感器的可變電阻，電阻R巧和二極管VDS組成穩(wěn)壓電路，給ICI、ICZ兩塊電壓比較器反向輸入端提供基準(zhǔn)電壓信號。電容C和電阻R16組成延時電路，接到電壓比較器的同向輸入端，Rx產(chǎn)生的變化電壓信號經(jīng)延時后與基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較放大。

圖2?? 電子燃油表

　　2）工作原理
???
??????? 當(dāng)油箱內(nèi)燃油加滿時，Rx阻值最小，A點(diǎn)電位最低，ICI、ICZ兩塊電壓比較器輸出為低電平，6只綠色發(fā)光二極管全部點(diǎn)亮，而紅色發(fā)光二極管VDI熄滅，表示油箱已滿。

　　當(dāng)油箱內(nèi)的燃油量逐漸減少時，Rx阻值逐漸增大，A點(diǎn)電位逐漸增高，綠色發(fā)光二極管VD7、VD6、VD5、…、VD2依次熄滅。燃油量越少，綠色發(fā)光二極管亮的個數(shù)越少。

　　當(dāng)油箱內(nèi)燃油用完時，稱的阻值最大，A點(diǎn)電位最高，ICI、ICZ兩塊電壓比較器輸出為高電平，6只綠色發(fā)光二極管全部熄滅，而紅色發(fā)光二極管VD1亮，表示油箱無油。

　　3、車速里程表

　　車速里程表用來顯示汽車行駛速度和行駛里程。常用的磁感應(yīng)式和動圈式車速里程表兩種，它們都由車速表和里程表兩部分組成，其原理都是利用永久磁鐵磁場和新產(chǎn)生的磁場相互作用來帶動指針偏轉(zhuǎn)顯示車速。下面以磁感應(yīng)式為例介紹車速里程表的結(jié)構(gòu)及原理。

　　結(jié)構(gòu)車速表由永久磁鐵、帶軸及指針的鋁碗、罩殼、刻度盤組成，里程表由三對蝸輪蝸桿、中間齒輪、里程計數(shù)器等組成。表的主動軸由變速器輸出軸通過齒輪嚙合及軟軸驅(qū)動。

　　1）工作原理

　　汽車靜止時，在游絲的作用下，鋁碗指針位于刻度盤零位。汽車行駛時，主動軸帶著永久磁鐵旋轉(zhuǎn)，磁力線磁化鋁碗，使鋁碗產(chǎn)生磁場，永久磁鐵磁場與鋁碗磁場相互作用產(chǎn)生力矩，克服游絲的彈力，指針被鋁碗帶著轉(zhuǎn)動一個與主動軸轉(zhuǎn)速大小成正比例的角度，即在刻度盤上顯示出相應(yīng)的車速。

　　主動軸與蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)具有一定的傳動比，汽車行駛時，軟軸帶動主動軸，并經(jīng)三對蝸輪蝸桿減速后驅(qū)動里程表右邊第一數(shù)字輪，并從右向左逐級傳到其余的數(shù)字輪，累計出行駛里程。同時，里程表上的齒輪通過中間齒輪，驅(qū)動短里程數(shù)字輪，并向左逐級傳到其余的數(shù)字輪，記錄短程行駛里程。當(dāng)需要清除短里程記錄時，按一下短里程表復(fù)位桿，可使短里程計數(shù)器的指示回零。

　　4、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表

　　發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表用來顯示發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度。常用的是電子式轉(zhuǎn)速表。如圖3所示。

　　1）結(jié)構(gòu)

　　由R1、R2、C1組成的積分電路（作用是給開閉脈沖信號整形）、充放電電容C、放大管T、穩(wěn)壓管DZ（使電容C充電電壓穩(wěn)定，提高轉(zhuǎn)速表的測量精度）及轉(zhuǎn)速表n等組成。其轉(zhuǎn)速信號取自于點(diǎn)火系統(tǒng)初級電路的脈沖信號。D3起保護(hù)作用，防止T集電極出現(xiàn)瞬間高電壓被擊穿。

　　2）工作原理

　　發(fā)動機(jī)工作使斷電器觸點(diǎn)K閉合時，三極管T 的基極搭鐵無偏壓處于截止?fàn)顟B(tài)，電源正極→R3→C→D2→搭鐵→電源負(fù)極。給電容C充電;當(dāng)觸點(diǎn)斷開時，三極管T的基極電位接近電源電壓，T由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，此時電容C上充滿的電荷→T→轉(zhuǎn)速表n→二極管D1→C構(gòu)成放電回路，驅(qū)動轉(zhuǎn)速表。觸點(diǎn)重復(fù)開閉，電容C不斷進(jìn)行充放電，使轉(zhuǎn)速表n顯示通過電流的平均值。斷電器觸點(diǎn)的開閉頻率與發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，通過轉(zhuǎn)速表n的放電電流平均值也與發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比。

圖3? 電子式轉(zhuǎn)速表