一、儀表介紹

　　每輛汽車上都裝備有一定數量的汽車儀表。不同的車型，不同的生產年代，這些電子儀表的數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的不可缺少的部件。汽車電子儀表隨時反映出汽車各機件的運行狀態和汽車上各種系統的有用信息，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。

　　傳統的汽車儀表是機械或電氣機械式，它們是通過指針和刻度實現模擬顯示，這種儀表存在著信息量少、準確率低、體積較大、可靠性較差以及視覺特性不好等缺點，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。進入上世紀60年代后，人們開始研制汽車電子儀表，但當時的電子元器件達不到汽車使用所要求的水平，直到70年代后期，隨著半導體技術和顯示元器件技術的進步，汽車電子儀表終于問世。隨著電子技術的進步，新型傳感器、新型電子顯示器件的出現，汽車電子儀表得以迅速發展。現代汽車使用微機驅動的電子儀表系統日益普及。微機驅動的儀表板采用微機處理來自傳感器的信息，并指揮儀表顯示器。

　　現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，集中了全車的監察儀表，通過它們揭示出發動機的轉速、油壓、水溫和燃油的儲量，燈光和發電機的工作狀態，車輛的現時速度和行駛里程等。有的儀表板還能顯示變速檔位、時鐘、車內外環境溫度、路面傾斜和地面高度等信息。現代轎車多數將空調，音響等設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〕。隨著現代汽車工業和電子技術的發展，汽車中各種系統和機構日趨復雜，汽車行駛和各部分工作狀況的信息量顯著增加。同時，出于對汽車環保、安全性、經濟性、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行的各種信息，使得汽車電子儀表向信息顯示中心發展，它是駕駛員信息系統重要的組成部分。汽車電子儀表代替傳統機械或電氣機械式模擬儀表己成為發展的趨向。

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

　　由于沒有運動部件，反應快，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、指示準確、讀數方便，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動器集成電路等技術，有些則采用全數字集成電路，既提高了測試精度，又可將數字信息輸入汽車微機內，實現了車速與里程等參數的數據分析和計算，使汽車具有更多的自控功能。轉速表、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。

　　1、水溫表

　　水溫表用來顯示發動機冷卻水的工作溫度。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油壓力表結構工作原理相似。電磁式水溫表結構、原理如圖3一4所示。

　　1）結構

　　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、負溫度系數熱敏電阻（有些車型采用正溫度系數熱敏電阻）組成，水溫顯示表由塑料支架、兩個串聯線圈L1、L2、帶指針的銜鐵等組成。

圖1? 電磁式水溫表結構圖

　　2）工作原理

　　當電源開關接通時，電流由蓄電池正→極點火開關→線圈L1→分兩路（一路流經熱敏電阻;另一路流經線圈L2）→搭鐵→蓄電池負極構成回路。

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

　　2、燃油表

　　燃油表用來顯示燃油箱內燃油的多少。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構與原理與電熱式機油壓力表基本相同，下面主要介紹電磁式和電子燃油表。

　　（一）、電磁式燃油表

　　1）結構由裝在燃油箱內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、轉子、指針、分流電阻等組成。

　　2）工作原理當油箱無油時，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→點火開關→接線柱（上）→左線圈→接線柱（下）→浮子滑片→滑桿→搭鐵→蓄電池負極。左線圈產生的磁場使轉子帶動指針左偏，使指針在“E”位上。

　　當油量增加時，浮于上升，滑線電阻部分接入，這一部分電阻與右線圈并聯，同時又與左線圈串聯，電流由蓄電池正極→點火開關→接線柱（上）→左線圈→接線柱（下）→兩路（一路經滑線部分電阻;另一路經右線圈）→搭鐵→蓄電池負極。左線圈由于串聯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，合成磁場使轉子帶動指針右偏，指示出油箱中的油量。

　　當油箱中裝滿油時，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，轉子便帶著指針向右移，使指針在“F”（滿）位上。

　　（2）、電子燃油表

　　1）電子燃油表結構如圖3一5所示

　　電路由兩塊IC電壓比較器及相關電路、發光二極管顯示器、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組成穩壓電路，給ICI、ICZ兩塊電壓比較器反向輸入端提供基準電壓信號。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產生的變化電壓信號經延時后與基準電壓信號進行比較放大。

圖2?? 電子燃油表

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

　　當油箱內的燃油量逐漸減少時，Rx阻值逐漸增大，A點電位逐漸增高，綠色發光二極管VD7、VD6、VD5、…、VD2依次熄滅。燃油量越少，綠色發光二極管亮的個數越少。

　　當油箱內燃油用完時，稱的阻值最大，A點電位最高，ICI、ICZ兩塊電壓比較器輸出為高電平，6只綠色發光二極管全部熄滅，而紅色發光二極管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生的磁場相互作用來帶動指針偏轉顯示車速。下面以磁感應式為例介紹車速里程表的結構及原理。

　　結構車速表由永久磁鐵、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，磁力線磁化鋁碗，使鋁碗產生磁場，永久磁鐵磁場與鋁碗磁場相互作用產生力矩，克服游絲的彈力，指針被鋁碗帶著轉動一個與主動軸轉速大小成正比例的角度，即在刻度盤上顯示出相應的車速。

　　主動軸與蝸輪蝸桿機構具有一定的傳動比，汽車行駛時，軟軸帶動主動軸，并經三對蝸輪蝸桿減速后驅動里程表右邊第一數字輪，并從右向左逐級傳到其余的數字輪，累計出行駛里程。同時，里程表上的齒輪通過中間齒輪，驅動短里程數字輪，并向左逐級傳到其余的數字輪，記錄短程行駛里程。當需要清除短里程記錄時，按一下短里程表復位桿，可使短里程計數器的指示回零。

　　4、發動機轉速表

　　發動機轉速表用來顯示發動機運轉速度。常用的是電子式轉速表。如圖3所示。

　　1）結構

　　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、穩壓管DZ（使電容C充電電壓穩定，提高轉速表的測量精度）及轉速表n等組成。其轉速信號取自于點火系統初級電路的脈沖信號。D3起保護作用，防止T集電極出現瞬間高電壓被擊穿。

　　2）工作原理

　　發動機工作使斷電器觸點K閉合時，三極管T 的基極搭鐵無偏壓處于截止狀態，電源正極→R3→C→D2→搭鐵→電源負極。給電容C充電;當觸點斷開時，三極管T的基極電位接近電源電壓，T由截止轉為導通，此時電容C上充滿的電荷→T→轉速表n→二極管D1→C構成放電回路，驅動轉速表。觸點重復開閉，電容C不斷進行充放電，使轉速表n顯示通過電流的平均值。斷電器觸點的開閉頻率與發動機的轉速成正比，通過轉速表n的放電電流平均值也與發動機的轉速成正比。

圖3? 電子式轉速表

　　二、報警裝置

　　蓄電池液面過低報警裝置：

　　圖4所示為電池液面過低報警裝置由鉛棒和加液塞構成的傳感器、T1、T2構成的放大器、發光二極管構成的報警燈等組成。傳感器安裝在蓄電池單格內（一般為正極側第三格）。當電解液液面高度為10~15mm時，鉛棒與電解液化學反應后，產生的電動勢（約為+8V）使T1導通，TZ因無正偏壓而截止，報警燈中無電流通過而不亮。當電解液液面低于10mm時，鉛棒無法與電解液接觸，電動勢為零，故 T1截止，TZ得到正偏壓而導通。報警燈中有電流通過，報警燈亮。從而提醒駕駛員補充蒸餾水。　　

圖4?? 蓄電池液面過低報警裝置

　　機油壓力報警裝置：

　　機油壓力報警裝置有膜片式和彈簧管式兩種，圖5所示為最常見的彈簧管式機油壓力報警裝置。它由裝在發動機主油道的彈簧管式傳感器和裝在儀表板上的報警燈兩部分組成。傳感器內的管形彈簧一端與發動機主油道連接，另一端與動觸點連接，靜觸點經導電片與接線柱連接。當潤滑系統機油壓力低于允許值時，如 EQI的0汽車為50-90kPa，管形彈簧幾乎無變形，動靜觸點閉合，報警燈中有電流通過，燈亮，提醒駕駛員注意。當潤滑系統機油壓力達到允許值時，管形彈簧變形程度增大，使動靜觸點分開，報警燈中無電流通過，燈滅。

圖5? 機油壓力報警裝置

　　冷卻液溫度報警裝置：

　　圖6所示為常見的冷卻液溫度報警裝置。它由雙金屬片式溫度傳感器、儀表板上的冷卻液溫度報警燈兩部分組成。當發動機冷卻液的溫度達到或超過極限溫度時，傳感器內雙金屬片受熱溫度高，變形程度大，使其內動靜觸點閉合，報警燈中有電流通過，燈亮。提醒駕駛員及時停車檢查和冷卻。當發動機冷卻液的溫度正常時，傳感器內雙金屬片受熱溫度較低，變形程度小，其內動靜觸點斷開，報警燈中無電流通過，燈滅。　　

圖6?? 冷卻液溫度報警裝置

　　燃油量報警裝置：

　　圖7所示為常見的燃油量報警裝置。它由負溫度系數熱敏電阻傳感器、儀表板上的燃油量報警燈兩部分組成。當油箱燃油量較多時，熱敏電阻完全浸泡在燃油中，由于其散熱快，溫度低，阻值大，報警燈電路中相當于串聯了一個很大的電阻，流過報警燈的電流很小，燈滅。當燃油減少到熱敏電阻露出油面時（規定值以下），溫度升高，散熱慢，電阻值減小，流過報警燈的電流增大，燈亮。　

圖7?? 燃油量報警裝置

　　制動燈信號斷線報警裝置

　　圖8所示為制動燈信號斷線報警裝置。它由電磁線圈與舌簧開關構成的控制器、儀表板上的報警燈兩部分組成。汽車制動時，制動燈開關閉合，電流分別經點火開關、制動燈開關、控制器兩并聯線圈、左右制動信號燈、搭鐵。使制動信號燈亮。同時兩線圈所產生的磁場相互抵消，舌簧開關維持常開狀態，報警燈不亮。當某一側制動信號燈線路出現故障時，控制器線圈中，只有一個有電流通過，通電的線圈產生電磁吸力使舌簧開關閉合，報警燈亮。

圖8?? 制動燈信號斷線報警裝置

　　制動液面報警裝置：

　　圖9所示為制動液面過低報警裝置。它由安裝在制動液儲液罐內的浮子式傳感器和報警燈兩部分組成。制動液充足時，浮子式傳感器隨制動液上浮，處于較高位置，其內永久磁鐵與舌簧開關的位置較遠，對舌簧開關的吸引力較弱，故舌簧開關仍處于常開狀態，報警燈電路無法接通，報警燈不亮。制動液充不足時，浮子式傳感器隨制動液下浮，當下浮到規定值以下時，永久磁鐵與舌簧開關的位置較近，磁力吸動舌簧開關閉合，報警燈電路被接通，報警燈亮。提醒駕駛員注意，防止制動效能下降而出現安全事故。

圖9?? 制動液面報警裝置