仪表与辅助电器设备-PPT.ppt

1了解汽车传统仪表的工作原理和构成；了解汽车电子仪表的显示装置的基本工作原理；掌握汽车电子仪表的工作原理和电路原理；了解汽车电子组合仪表和综合信息系统。传统汽车仪表汽车电子仪表风窗刮水、清洗和除霜装置2 汽车仪表是用来指示汽车运行以及发动机运转的状况，本章从学习理论着手，针对传统仪表，主要搞懂诸如电流表、电压表、机油压力表、水温表和燃油表等仪表的工作原理，在此基础上，了解汽车电子仪表的显示装置，重点掌握汽车电子仪表的工作原理和构成，理论联系实际，逐步掌握其外观构成和检测维修方法。3第一节 传统汽车仪表第二节 汽车电子仪表第三节 风窗刮水、清洗和除霜装置4 第一节第一节 传统汽车仪表传统汽车仪表一、电流表一、电流表1.电流表的作用 (1)指示蓄电池充放电情况 (2)指示发电机工作情况当电流表的指针指向“”侧时，表示蓄电池充电；当电流表的指针指向“”侧时，表示蓄电池放电。2.电流表的结构与原理 (1)电磁式电流表(见图6-2)结构组成：黄铜板条4固定在绝缘底板上，两端与接柱1和3相连，下面夹有永久磁铁6，磁铁的内侧，在软轴7上装有带指针2的软钢转子5。工作原理：没有电流流过电流表时，软钢转子5在永久磁铁的作用下被磁化，转子5磁化后的极性与永久磁铁的极性相反，两者相互吸引，指针保持在中间“0”的位置。当电流由接柱1通过黄铜板条4流向接柱3时，黄铜板条周围产生磁场，方向与永久磁铁的磁场方向相互垂直，两个磁场产生一个合成磁场。转子带着指针偏转一个角度，转向合成磁场的方向。电流越大，合成磁场的方向越偏，转子带着指针偏转的角度也越大，如果电流反方向通过，指针也反方向偏转。5(2)动磁式电流表(见图6-3)结构组成：导电板2固定在绝缘底板上，两端与接柱1和3相连，中间夹有磁轭6，与导电板2固装在一起的针轴上指针5和总成（磁钢指针）。工作原理：无电流流过电流表时，永久磁铁转子4通过磁轭6构成磁回路，使指针保持在中间“0”的位置。当电流由接柱1通过导电板2流向接柱3时，周围产生磁场，使导电板中心的磁钢指针发生偏转，电流越大，偏转的角度也越大，如果电流反方向通过，指针也反方向偏转。二、电压表二、电压表 1.电压表的作用：(1)指示发电机及调节器的工作情况 (2)指示蓄电池的技术状况62.电压表的结构：（电压表分为电热式和电磁式两种）(1)电热式电压表(见图6-4)由“”形双金属片及绕在其上的电热丝、指针、调整机构及刻度盘等组成。当在两接线柱间加有一定电压时，电热丝中有电流通过而发热，导致“”形双金属片变形，结果推动指针摆动。两接线柱间电压越高，电热丝发热量越大，双金属片变形量越大，指针偏转的角度也越大，反之，指针偏转的角度小。“”形双金属片未绕电热丝的一边，成为补偿臂。用以补偿环境温度为工作臂的影响。(2)电磁式电压表(见图6-5)由两只十字交叉布置的电磁线圈，永久磁铁、转子、指针及刻度盘组成。两线圈与稳压管VS及限流电阻R串联。当电源电压低于稳压管的击穿电压时，永久磁铁将转子磁化，保持指针在初始位置。电源电压达到稳压管的击穿电压后，两电磁线圈通过电流产生合成磁场，该合成磁场与永久磁铁磁场相互作用，使转子带动指针偏转。点源电压越高，通过电磁线圈的电流越大，其磁场就越强，指针偏转的角度也越大7三、机油压力表三、机油压力表 汽车的燃油表、水温表和机油压力表，虽然测量的参数不同，但均由指示表和传感器两部分组成。指示表在结构上分为电热式和电磁式两种，传感器分为电热式和可变电阻式两种。指示表和传感器的配合类型如下：(1)电热式指示表+电热式传感器(2)电磁式指示表+可变电阻式传感器(3)电热式指示表+可变电阻式传感器 电热式油压表又称为双金属片式机油压力表，机油压力表及传感器的结构和工作原理如图66所示。8大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点91机油压力表和传感器的结构 指示表内装有双金属片，上绕有电热线圈，其一端通过接柱9与传感器相连，另一端通过接柱15接电源正极。传感器为圆盒形，内部有可感受机油压力的膜片，膜片的上方为弯曲的弹簧片，弹簧片的一端固定并搭铁，另一端焊有合金触点；另一触点在双金属片上，双金属片上绕有电热线圈，线圈一端接与双金属片，另一端与指示表相连。2机油压力表的工作原理 机油压力较小时，传感器膜片几乎没有变形，触点间压力小，电流通过不久，温度略有上升，双金属片稍有变形，触点就分开，平均电流小，指针偏转角度小；机油压力升高时，传感器膜片拱曲，触点间压力增大，需要通过较大电流，双金属片的变形才能使触点分开，平均电流大，指针偏转角度大。双金属片为“”形，一个为工作臂，另一为补偿臂，它消除外界温度对传感器的影响。安装适应注意外壳上的箭头不应偏出垂直位置300。10四、水温表四、水温表 水温表用来指示发动机冷却液工作温度。水温表的工作电路由水温表和水温表传感器两部分组成，水温表安装在组合仪表内，水温传感器安装在发动机气缸盖的冷却水套上。电热式水温表又称双金属片式水温表，电热式水温表可与电热式水温传感器或热敏电阻式水温传感器配套使用。电热式水温表与电热式水温传感器的工作电路如图6-7所示。电热式水温表与双金属片式机油压力表的构造相同，仅表盘刻度值不同。水温传感器的密封套筒内装有双金属片2，上面绕有加热线圈，线圈的一端通过连接片3与接线柱4相连，另一端经固定触点1搭铁。水温表的工作原理与机油压力表相似。当电路接通，水温不高时，双金属片2主要依靠加热线圈产生变形，故双金属片2需经较长时间的加热，才能使触点分开。触点打开后，由于四周温度低散热快，双金属片2迅速冷却又使触点闭合。所以水温低时，触点在闭合时间长而断开时间短的状态下工作，使流过水温表加热线圈中的电流平均值增大，双金属片7变形大，带动指针向右偏转，指示低的水温。当水温高时，双金属片2周围温度高，触点的闭合时间短而断开时间长，流过水温表加热线圈的电流平均值小，双金属片7变形小，指针向右偏转角小而指示高的水温。11五、燃油表五、燃油表 电热式燃油表又称为双金属片燃油表，它的传感器与电磁式燃油表相同，结构如图6-8所示。当油箱元油时，传感器浮子7在最低位置，将可变电阻5全部接入电路，加热线圈中的电流最小，所以双金属片3没有变形，指针4指示“0”的位置；当油箱中的油量增加时，传感器浮子上浮，带动滑片6移动，可变电阻的阻值减小，加热线圈中的电流增大，双金属片3受热变形，带动指针4向右转动。由于经加热线圈中的电流除与可变电阻的阻值有关夕卜，还与电源电压有关，因此该电路中需配有稳压器。12六、车速里程表六、车速里程表 车速里程表是用来指示汽车行驶速度和累计行驶里程数的仪表，由车速表和里程表两部分组成。磁感应式车速里程表也称永磁式车速里程表，其结构如图6-9所示。磁感应式仪表没有电路连接，它是由变速器输出轴上的一套蜗轮蜗杆以及挠性软轴来驱动的。车速表由永久磁铁1、带有轴及指针6的铝碗2、罩壳3和紧固在车速里程表外壳上的刻度盘5等组成。罩壳3是固定的，铝碗2是杯形的，与永久磁铁1及罩壳3间具有一定的间隙，没有机械连接。铝碗2是与指针6一起转动的，在静态时，由于盘形弹簧（游丝）4的作用使指针指在刻度盘0的位上。车速表的工作原理：当汽车直线行驶时，变速器输出轴上的蜗轮、蜗杆以及软轴等带动永久磁铁转动，同时在铝碗上感应出蜗流，产生转矩，使铝碗反抗游丝向永久磁铁转动方向转动，带动指针同转一个角度，因为蜗流的强弱与车速正比（车速越高，磁场切割速度越高），所以指针指示的速度也必与汽车的行驶速度成正比。里程表是由蜗轮蜗杆和计数轮组成的，蜗轮蜗杆和汽车的传动轴之间具有一定的传动比。在汽车行驶时，软轴驱动车速里程表的小轴，经三对蜗轮蜗杆带动里程表的第一计数轮转动。第一计数轮上的数字为十分之一公里，每两个相临的计数轮之间，又通过本身的内齿和进位计数轮的传动齿轮，形成10的传动比。这样汽车行驶时，就可以将其行驶里程不断累计起来。13七、发动机转速表七、发动机转速表 发动机转速表用于指示发动机的运转速度。发动机转速表有机械式和电子式两种。电子式转速表由于结构简单、指示精确和安装方便，因此被广泛应用。电子转速表获取转速信号的方式有三种：从点火系获取脉冲电压信号、从发动机的转速传感器获得转速信号、从发电机获取转速信号。汽油发动机电子式转速表都是用点火系的一次侧电路为触发信号。图6-10为桑塔纳轿车转速表电路原理图，转速信号来自于点火系的一次侧电路。工作原理如下：当点火控制器使一次侧电路导通时，三极管VT处于截止状态，电容C2被充电。其充电电路为：蓄电池正极贯3C2v蓄电池负极，构成回路。当点火控制器使初级电路截止时，三极管VT的基极得正电位而导通，此时C2便通过导通的三极管VT、电流表A和vD1构成放电回路，从而驱动电流表。当发动机工作时，初级电路不断的导通、截止，其导通、截止的次数与发动机转速成正比。所以当一次侧电路不断地导通、截止时，对电容Cz不断地进行充放电，其放电电流平均值与发动机转速成正比，于是将电流平均值标定成发动机转速即可。14 第二节第二节 汽车电子仪表汽车电子仪表 汽车电子仪表比通常的机械式模拟仪表更精确，模拟仪表显示的是传感器检测值的平均值，而电子仪表刷新速度较快，显示的是即时值。汽车电子仪表采用的数字显示仪表通常都能提供英制单位或米制单位值的显示，并能一表多用，驾驶员可通过按钮选择仪表显示的内容。大多数汽车电子仪表都有自诊断功能，每当打开点火开关时，电子仪表板便进行一次自检，也有的仪表板采用诊断仪或通过按钮进行自检。自检时，通常整个仪表板发亮，同时各显示器都发亮。自检完成时，所有仪表均显示出当前的检测值。如有故障，便以警告灯或给出故障码提醒驾驶员。15一、常用的电子仪表一、常用的电子仪表（一）转速表 转速表显示发动机曲轴转速。一种数字式发动机转速表电路如图6-29所示，这种转速表由一个U1 和U2-a等组成的输入信号调节器、一个脉冲计数器为U3、两个显示驱动器U4 和U5 带动两个电子显示装置DISP1 和DISP2、一个主时钟为U6和一个电源稳压器U7等组成。其输入信号取自发动机点火系分电器中的断电器触点断开时产生的脉冲信号，以此作为电路触发脉冲信号。电路中所有+5V电源均由稳压器U7提供，U7 的电源则由汽车12 V电源提供。可显示两位有效数字的发动机转速。目前在汽车电子仪表中，多数由微机控制的发动机转速表的系统构成如图6-30所示，以柱状图形来表示发动机转速的大小，同样通过发动机点火系分电器中的断电器触点断开时产生的脉冲信号作为电路触发脉冲信号来测量（脉冲信号的频率正比于发动机的转速），这种前沿脉冲信号通过中断口输入微机。为减小计算误差，脉冲的周期通常采用四个周期的平均值来计算，如式6-1和图6-31所示 T=（T1+T2+T3+T4）4（式6-1）n=K（1T）式中：T1、T2、T3、T4见图6-31 n为发动机的转速 K为常数 显示的时间随脉冲时间周期大小变化而不同，并且随发动机的转速由大到小按比例缩短，以便与人的感觉相同。16（二）车速表 车速表主要用来指示汽车行驶速度。即利用车速传感器的测量信号，计算并显示汽车时速的大小。计算车速，通常用两种方法。一种是计算固定时间内传感器输出的脉冲数量，另一种方法是测量固定脉冲周期所用的时间。脉冲数量计算方法是当集成电路或微机检测到从传感器传来信号中的脉冲数有增加时，就开始对代表车速的脉冲进行计数，在设定时间内检测脉冲数量，然后将计数器中的数据和内存中的数据进行比较，如果相差达到或超过每小时一公里或更多时，计数器的数据就输出到显示电路来刷新显示值，整个过程不断重复。若测量时间很短（比如只有0.3s），从车速传感器测得的脉冲数较少，有时会有很大误差，因此大多数的系统都采用每转产生20个以上脉冲的车速传感器。最常见的车速表传感器如图632所示。这是一种采用内置式光电耦合器的车速传感器结构，光电耦合器由发出光线的发光二极管、接收光线的光敏三极管和一个开有20条可透过光线的窄槽的转轮组成。开槽转轮由常规车速表的软轴驱动，其转速根据车速的快慢而变化，发光二极管与光敏三极管相对安装于槽轮的上下两侧，由槽轮隔开。当转轮转动时，由于轮子不断遮断发光二极管射发射的光束，使光敏三极管时通时断，每当轮槽与发光二极管对准时，发光二极管所发光通过轮槽到达光敏三极管，光敏三极管便产生电压脉冲信号。17 车速表系统构成如图633所示。车载微机随时接收车速表传感器送出的电压脉冲信号，并计算在单位时间里车速传感器发出的脉冲信号次数，再根据计时器提供的时间参考值，经计算处理可得到汽车行驶速度，并通过微机指令让显示器显示出来。无论前进还是倒退，汽车的速度都能显示出来。速度单位通常可由驾驶员用按钮选择，即显示km/h(公里时)或MPH(英里时)。车速信号还可传送到制动防抱死系统（ABS）和巡航控制系统（CCS）的电子控制单元中用于它们的控制。当车速超过某极限值时还可向驾驶员发出警报。图6-34和图6-35所示为一种带有磁性电阻元件的车速传感器电路图，该传感器采用一个多极磁铁附加在驱动轴上，当传动齿轮带动驱动轴旋转时，磁铁随之旋转而使磁力线发生变化。集成电路上磁性电阻元件中的电阻值随着磁力线的变化而变化，电阻的变化导致电桥中输出电压的变化，经过比较器后，产生出每转20个脉冲信号。磁性电阻元件的工作原理如图6-36所示，当电流方向和磁力线方向平行时磁性电阻元件上的电阻最大。相反，当电流方向与磁力线方向成直角时，磁性电阻元件上的电阻最小。该车速传感器可在60km/h车速时以637rpm的转速旋转，并在每转中输出20个脉冲信号。18三）里程表 汽车的里程表用于累计、储存和显示汽车所走过的路程，既有在需要的时候重新置值的短途表，也有用来指示汽车走过的总里程表。如果车速表采用内置式光电耦合器传感器，里程表可能仍采用传统的结构。每次行驶里程是利用集成电路通过车速传感器所产生的脉冲数信号来计算并存储汽车所走过的里程。累加各次行驶过的里程数，便可得到总里程数。通常这种里程表显示七位数字，最小的一位数字是里程单位的十分之一。里程范围由指定的一组数字存储空间限定，各国车辆安全规范都有其规定值，其中美国联邦机动车辆安全规范要求英制单位范围是从000000.0到500000.0mile,目前大多数里程表的英制范围为000000.0到199999.9mile。容量范围大的英制单位范围为000000.0到925691.9，然后显示值就固定在这个数字。对于米制单位，范围则从000000.0到858993.4km,然后转到000000.0，再继续增加到622113.6 km(总里程数等价于英制单位的925691.9mile)。一般采用EEPROM存储器，即使蓄电池掉电，也不会使存储的数据丢失。采用集成电路的里程表，如果集成电路坏了，有的制造厂能提供替换的芯片。不过新的芯片要进行程序化处理，以显示里程表最后的读数。大多数替换的芯片会显示一个X、S或*，表示该里程表已经换过了。集成电路里程表回零是不可能的。通常集成电路里程表读数的校正，只能在新车初驶的10英里内进行。如果里程表电路出错，显示屏会给出错误信息提醒驾驶员。错误的形式，各制造厂不完全相同。19（四）电压显示器 电压显示器在于指示汽车电源的电压,即指示蓄电池充、放电电量的大小以及充、放电的情况。传统的采用电流表或充电指示灯的方法不能比较准确地指示出电源电压。在实际使用中，往往因发电机电压失调，而发生蓄电池过充电和用电器过电压造成损坏 LM3914电压显示电路如图6-37所示。该显示器主要由LM3914集成电路构成柱形/点状带发光二极管的显示电路，它采用LED1 LED10 10只发光二极管，电压显示范围是10.515V，每个发光二极管代表O.5V的电压升降变化。电路的微调电位器R5将7.5V电压加到分压器一侧，电阻R7、二极管D2D5是将各发光二极管的电压控制在3V左右，L1 和C2 所构成的低通滤波器，用来防止电压波动干扰，二极管D1 的作用是防止万一电源接反时保护显示器不至损坏。为了提高汽车电源电压的指示精度，可用两个以上的LM3914集成块组成20级以上的电压显示器，用以提高汽车电子仪表板刻度的分辨率。（五）冷却液温度表、机油压力表 为了解和掌握汽车发动机的工作情况，及时发现和排除可能出现的故障，汽车上均装有汽车发动机冷却液温度表和机油（润滑油）压力表。如图638所示的电路具有显示发动机冷却液温度和机油压力两种功能。它主要由冷却液温度传感器w1（热敏电阻型）、机油压力传感器w2（双金属片电阻型）、LM339集成电路和红、黄、绿发光二极管显示器等组成。冷却液温度传感器装在发动机水套内，它与电阻R11组成冷却液温度测量电路。机油压力传感器装在发动机主油道上，与电阻R18组成机油压力测量电路。20 当冷却液温度低于40时，用黄色发光二极管发黄色光显示；当冷却液温度在正常工作温度（约85）时，用绿色发光二极管发绿色光显示；当水温超过95时，发动机有过热危险，以红色发光二极管发光报警，同时由三极管T控制的蜂鸣器也发出报警声响信号。当机油压力过低（低于68.6kPa）时，双金属片式机油压力传感器产生的脉冲信号频率最低，此时红色发光二极管发光显示，并由蜂鸣器发出声响报警信号；当发动机机油压力正常时，绿色发光二极管发光显示，表示发动机润滑系统工作正常；而在油压过高时，机油压力传感器产生的脉冲信号频率较高，黄色发光二极管发光显示，以引起驾驶员的注意，防止润滑系统故障,尤其是注意防止润滑系各部的垫子被冲和润滑装置损坏。图6-39所示为杆图式温度表，温度传感器仍然插在发动机水套中。温度显示用16格亮杆指示温度，亮格愈多，温度愈高。亮格旁有国际标准温度符号（即ISO符号）及冷（C）和热（H）符号。整个亮格中有5个粗亮格，当温度逐渐上升，亮格由下向上逐渐增多，当亮格达到11或12格时，ISO符号开始闪烁，提醒驾驶员注意避免温度过高。图6-40所示为另一种机油压力报警电路，当发动机润滑系中的机油压力低于100kpa时，报警灯会以115Hz的频率发光闪烁。蜂鸣器也发出蜂鸣声，提醒驾驶员采取措施，防止事故发生。21（六）冷却液报警电路 如图6-41 所示为发动机冷却液报警电路。若冷却液液位正常，则传感器通过液体接地，图中a 点电位为零。当接通点火开关时，液位报警系统进行自检。具体工作过程如下：（1）接通点火开关时，主继电器动作。C1 被充电，开始充电电流较大，可维持T1导通，T2导通，T3导通，则指示灯亮。（2）当C1基本充足电时，流过的电流逐渐减少，T1截止，T2截止，T3截止，则指示灯熄灭。灯亮时间与参数C1有关。如果自检时报警灯不亮，表明报警系统有故障，应进行检查。（3）若液位不足，则传感器与接触不到液体，相当于断开，此时a点电位升高，T1基极电位也升高，T1导通，T2导通，T3导通，指示灯亮，且自检时报警灯不熄灭，则表明冷却液液位不足，应加注冷却液。若加注冷却液时发现如果冷却液已满，而报警灯仍不熄灭，说明报警系统有故障。（4）当冷却液液位正常时，若关闭点火开关，C1放电，放电回路为:C1(+)R1R11R10C1(-)。22（七）燃油表 电子燃油表可以随时测量并显示汽车油箱内的燃油情况，一般采用柱状或其它图形方式来提醒驾驶员油箱内可用的剩余燃油量。电子燃油表的传感器仍然采用浮子式滑线电阻器结构，由一个随燃油液面高度升降的浮子、一个带有电阻器的机体和一个浮动臂组成。传感器由机体固定在油箱壁上，当浮子随燃油液面的高度升降时，带动浮动臂使接触片在电阻器上滑动，从而使检测回路产生不同的电信号。当在整个电阻外部接上固定电压时，燃油高度就可根据接触片相对地线的电压变化输出测量值。如图6-42所示为一电子燃油表电路。Rx是浮子式滑线电阻器传感器，两块LM324及相应的电路和D1D7发光二极管作为显示器件组成。由R15 和D8 组成的串联稳压电路，为各运算放大器提供作为基准电压的稳定电压，输入集成电路IC1和IC2 组成的电压比较器反向输入端，为了消除汽车行驶时油箱中燃油晃动的影响，Rx输出端A点的电位通过R16 及C组成的延时电路加到IC1 和IC2 的同向输入端，并与基准电压进行比较并加以放大。当油箱中燃油加满时，传感器Rx的阻值最小，A 点电位最低，由IC1 和IC2 电压比较器输出为低电平，此时，6只绿色发光二极管都点亮：而红色发光二极管D1 熄灭，表示油箱中的燃油已满。23 当油箱中燃油量逐渐减少，显示器中绿色发光二极管按D7,D6,D5次序依次熄灭。油量越少，绿色发光二极管亮的个数越少。当油箱中燃油量达到下限,Rx的阻值最大，A点电位最高，集成块IC2 的第5脚电位高于第6脚的基准电位，6只绿色发光二极管全部熄火，红色发光二极管D1 点亮，提醒驾驶员补充燃油。图6-43所示为微机控制的燃油表系统构成。微机给燃油传感器施加固定的+5V电压，并将燃油传感器输出的电压通过AD转换后送至微机进行处理，控制显示电路以条形图方式显示处理结果。为了在系统第一次通电时加快显示，通常AD转换不到1秒进行一次。在一般的运行环境下，为防止因汽车行驶时油箱中燃油晃动对浮子的影响等因素造成的突然摆动而导致显示不稳定，微处理器将AD转换的结果每隔一定时间平均一次。另外，鉴于仅靠平均办法还不足以使显示完全平稳下来，系统控制显示器只允许在更新数据时每次仅升降一段，并且显示结果经数次确认后才显示出来。微机接收到油量信息时，立即将其转换为操作显示器的电压信号，显示器上有16格亮杆，亮杆愈多，油量愈多。亮格旁有国际标准油量符号（即ISO油量符号）及5个粗亮格，每两个粗亮格之间代表1/4油位，ISO符号上下有空（E）与满（F）符号。当油量逐渐减少时，亮杆自上向下逐渐熄灭，当油量减至危险值时，ISO符号即闪烁，提醒驾驶员补充燃油。24（八）声音报警器 由于有时凭视觉容易看漏，故在有的汽车上还用到声音传递信息的电子装置，除上面介绍的蜂鸣报警器以外，还有谐音器及声音合成器等，用来提醒驾驶员有关汽车的一些状态，主要包括以下这些：请检查车门（车门半开时）；请系好安全带（忘系安全带时）；请检查手制动器（忘记停车制动，离开时）；请检查车灯（当车灯一直未关时）；请检查车钥匙（当钥匙还插在门锁上时）；请加燃油（燃油不够时）。这些信息都可以通过音响装置发送出来。所需的声音模型经过数字化后，存储在计算机的ROM中，计算机接收来自点火开关、充电指示灯继电器、车灯继电器、驻车制动器开关、门窗开关，以及燃料液面指示信号发生器等传感器的信息，经过逻辑判断，从ROM中取出所需的声音模型，再经过DA数模转换器，还原成模拟信号，加以滤波与放大，最后送至扬声器输出。25第三节 风窗刮水、清洗和除霜装置风窗刮水、清洗和除霜装置一、风窗刮水和清洗装置一、风窗刮水和清洗装置 电动刮水器的作用是刮除风挡玻璃上的雨水、雪或灰尘，确保驾驶员有良好的视线。目前在汽车上广泛采用的电动刮水器，普遍具有高速、低速及间歇三个工作档位，而且除了变速之外，还有自动回位的功能。（一）电动刮水器的组成 如图71所示，电动刮水器是由电动机、传动机构组成和刮水片三部分组成。电动机轴端的蜗杆驱动涡轮4，涡轮4带动摇臂6旋转，摇臂6使拉杆往7复运动，从而带动刮水片左右摆动。电动刮水器的电动机一般有永磁式和励磁式两种，而永磁式电动机结构简单、体积小、可靠性好，被广泛采用。26(二)永磁式电动刮水器 图7-2所示为美国福特公司采用的永磁式电动刮水器的电动机结构。为了实现电动机的高、低速档位工作，永磁式电动机一般采用三刷式电动机，其工作原理如图7-3所示。直流电动机工作时，在电枢内的所有线圈中同时产生反电动势，每个小线圈都产生相等的反电动势，电动势的方向如图中所示。当开关S拨到低速档L时，在两个电刷B1、B3之间有两条并联支路，各有3个线圈，反电动势方向如图。当开关S拨到高速档H时，在两个电刷B2、B3之间也有两条并联支路，一个支路有2个线圈串联，另一个支路有4个线圈串联，但其中一个线圈的反电动势方向与另三个线圈的反电动势方向相反。由于反电动势的减小，使电枢的转速上升，重新达到电压平衡，这样永磁式电动刮水器就得到了高、低速不同的工作档位。为了不影响驾驶员的视线，要求刮水器能自动复位，即不论在什么时候关闭刮水器开关，刮水片都能自动停在风窗玻璃的下部。图7-4为刮水器自动复位装置的原理图，其工作原理如下：27 当电源开关接通时，把刮水器开关拉到“I”档时，电流从蓄电池的正极电源开关熔丝电刷B3电枢绕组电刷B1刮 水 器“I”档 搭 铁，刮 水 器 电 动 机 低 速 运 转。当刮水器开关拉到“”档时，电流从蓄电池的正极电源开关熔丝电刷B3电枢绕组电刷B2刮水器“”档搭铁，刮水器电动机高速运转。当刮水开关推到“0”档时，如果刮水器的刮水片没有停在规定的位置，则电流经蓄电池正极电源开关熔丝电刷B3电枢绕组电刷B1刮水器“0”档触点臂5铜环9搭铁（如图74b），这时电动机将继续转，当刮水器的刮水片到规定位置时，触点臂3、5都和铜环7接触，使电动机短路（如图7-4a）。与此同时，电动机电枢由于惯性而不能立刻停下来，电枢绕组通过触点臂3、5与铜环7接触而构成回路，电枢绕组产生感应电流，因而产生制动扭矩，电动机迅速停止转动，使刮水器的刮水片停止在规定的位置。28(三)常见车型电动刮水器与洗涤器电路 如图7-5所示为奥迪轿车电动刮水器与洗涤器电路图。奥迪轿车刮水器电动机是永磁式直流电动机。洗涤器由微型永磁直流电动机、离心式水泵、喷嘴、贮液罐和水管五部分组成,电动机与水泵一体，如图7-6所示，这个总成安装在贮液罐内。其工作原理如下：1低速档 当刮水器开关位于档位“1”时，电流由蓄电池正极卸荷继电器熔断丝刮水器开关53a和53刮水器电动机53搭铁，此时刮水器电动机低速档工作。2高速档 当刮水器开关位于档位“2”时，电流由蓄电池正极卸荷继电器熔断丝刮水器开关53a和53刮水器电动机53b搭铁，此时刮水器电动机高速档工作。3自动停机复位 当刮水器开关位于“0”档时，若此时刮水片没有回到规定位置，则刮水器电动机自动复位开关触点S3与S5相接，电流由蓄电池正极卸荷继电器熔断丝刮水器电动机53a、S5和31b间歇控制器的31b、常闭触点S2和53e刮水器开关53e和53刮水电动机53搭铁，电动机仍继续旋转，直到刮水片到达规定位置时，复位开关中的触点S3与S5断开而与S4接通，电动机被短路，产生制动转矩，刮水器回到规定的位置。294间歇档 当刮水器开关位于“I”档时，三极管VT导通，间歇控制器中的触点S2打开、S1闭合，电流由蓄电池正极卸荷继电器间歇控制器接线柱15、触点S1、接线柱53e刮水器开关53e和53刮水器电动机53搭铁，此时刮水器以低速档工作。当刮水器到达规定位置时，复位开关中触点S3与S4接通，即S3搭铁，使间歇控制器中31b为低电位，C点电位下降，三极管VT截止，间歇控制器触点K1断开，刮水器电动机停止工作。此时C2处于放电状态，随着放电过程的进行，C点电位升高，三极管VT又导通，刮水器电动机再次以低速工作。可见，C2的不断充电、放电，三极管VT就会导通截止反复翻转，如此形成间歇刮水过程。刮洗时间为24s，间歇时间为46s。5点动档 当刮水器开关位于“TiP”档时，刮水器电动机低速工作，松开刮水器开关手柄，开关自动跳回“0”档，刮水器在复位开关的作用下，回到规定的位置。6风窗洗涤 当刮水器开关位于“Wa”档时，风窗洗涤器和刮水器同时工作。洗涤器电机的电路为：蓄电池正极卸荷继电器熔断丝刮水器开关53a和53c洗涤器电动机搭铁，于是洗涤器电动机带动水泵运转，将洗涤液喷洒到风窗玻璃上。与此同时，通过间歇控制器53C接柱，使得间歇控制器工作，刮水器电动机间歇档工作。在此档位工作，当松开刮水器开关手柄时，刮水器开关自动回到“0”档。30二、风窗玻璃防冰霜装置二、风窗玻璃防冰霜装置 在气温较低的环境中，风窗玻璃内侧易结冰霜，通常是采用加热的方法将其除去。前风窗玻璃一般采用暖风加热，而后风窗玻璃通常采用电热线加热的方法除霜，其中电热线由镀在后风窗玻璃的内表面多条金属导电膜制成。有些车辆以相同的电路加热外后视镜。因除霜系统耗电很大（30A以上），所以系统采用了定时电路。图77为LS400轿车风窗除霜系统电路图，其工作过程如下：当接通除霜器开关后，除霜器开关使除霜继电器的磁化线圈搭铁，继电器触点闭合，风窗玻璃及后视镜上的电热丝通电发热，使冰霜受热蒸发。除霜器开关中的时间继电器维持除霜继电器导通1020min，然后自动切断除霜继电器的电路，使电热丝断电。若想继续除霜，可再次接通除霜开关。311.简述电流表的作用及工作原理。2.简述电热式电压表的工作原理。3.简述电热式机油压力表的工作原理。4.简述电热式水温表的工作原理。5.简述电热式燃油表的工作原理。6.简述车速里程表的工作原理。7.简述发动机转速表的工作原理。8.汽车常用电子显示器件的种类有哪些？9.简述汽车电子仪表的显示方法。10.说明电子车速表的工作原理11.说明电子冷却液温度表、机油压力表的工作原理。12.说明冷却液报警电路的工作过程。13.说明电子燃油表电路是如何工作的。32