项目五汽车仪表与显示系统

项目五仪表、信号与照明系
【学习任务】通过本章的学习，使学生熟悉汽车仪表、信号、照明系统的使用和调整，掌握对故障的检查与排除方法。

任务一：仪表
为使汽车驾驶员及时获取汽车各系统工作状态的信息，在汽车驾驶员易于观察的转向盘前方面板上都装有仪表、报警灯及电子显示装置。

常见汽车仪表、报警灯图形符号及文字符号见本书附录中，表2。

汽车常见仪表有电流表、电压表、燃油表、水温表、机油压力表、车速里程表和发动机转速表。

不同的汽车装用的仪表个数及结构类型也有所不同，常见车型仪表的结构类型，见表5-1。

图5-1所示，为解放VA1092型汽车典型仪表板，图5-2所示，为典型组合仪表板线路示意图。

组合式仪表板总成一般由面罩、边框、表芯、表座、底板、印刷线路板、插接器、报警灯及指示灯等部件组成，如图5-3所示。

组合式仪表板中各个仪表单独不具有密封性，它们被装在一个大的仪表外壳中，组成一个密封整体，发光二极管（报警灯）或个别仪表损坏，组合式仪表板可方便分解，单独更换失效管子和表芯，而不影响其它仪表；照明、报警或指示用灯泡损坏则从仪表外面就可将灯泡更换。

（一）电流表、电压表
1. 电流表
电流表用来指示蓄电池的充放电电流值，它串接在蓄电池与发电机之间的线路上。

同时还用以监视充电系是否正常工作，如图6-4所示，是典型电流表的外型图片。

汽车常用电流表的结构可分上为动铁式和动磁式两种。

（1）动铁式电流表
解放CA1092型汽车装用动铁式电流表，结构如图6-4所示。

电流表内有黄铜板条或铅合金架将其固定在绝缘底板上，两端与接线柱相连，下边前侧夹有永久磁铁。

下边的后侧支撑有转轴，在转轴上装有带指针的软钢转子。

当没有电流流过电流表时，软钢转子就被永久磁铁磁化而相互吸引，使指针保持在中间“0”的位置。

当铅蓄电池向外供电时，放电电流通过黄铜板条产生的磁场与永久磁场形成一个合成磁场。

在合成磁场的吸引下，软钢转子顺时针偏转一个与合成磁场方向一致的角度。

于是转子就带动指针指向刻度板“－”的一侧，放电电电流越大，合成磁场越强，电流表指针偏转角度也越大，指示放电电流数值也越大。

当发电机向铅蓄电池充电时，其电流流向相反，则电流表指针朝逆时针方向偏转，指向刻度板“＋”的一侧。

充电电流越大，指针的偏转角度也越大。

（2）动磁式电流表
东风EQ1092型汽车装用动磁式电流表，其结构如图6-6所示。

黄铜导电板固定在绝缘底板上，两端与接线柱相连，中间夹有磁轭，与导电板固装在一起的转轴上装有指针与永久磁铁转子组件。

当没有电流通过电流表时，永久磁铁转子通过磁轭构成磁回路，使指针保持在中间“0”的位置。

当蓄电池向外供电时，放电电流通过导电板产生磁场，使永磁转子带动指针向“－”侧偏转。

放电电流越大，指针偏转角度越大，指示出电电流的数值也越大。

当发电机向蓄电池充电时，充电电流通过导电板产生的磁场传指针向“＋”侧偏转，指示出充电电流的大小。

1
型汽车典型仪表板解放VA10925-1图
5-2典型组合仪表板线路示意图。

图
图5-3 桑塔纳轿车典型仪表板图片（3）电流表使用注意事项：、～20A ①不同型号的发电机应配用不同量程的电流表。

电流表的量程一般有-20A 50A、-50A～等多种。

40A30A-30A～、-40A～电流表应串联在蓄电池和发电机之间且接线时极性不可接错。

即：电流表的“－”②
B）”接线柱相连。

接线性与蓄电池的正板板相连，电流表“＋”接线柱与发电机的“电枢（＋
电流表只允许通过较小电流。

汽车灯系、点火系、仪表系长时间连续工作的小电流③短时间断续型用电设备的大电流可经过电流表。

（如起动机、电喇叭等）均不得通过电流表。

使用安装电流表时应保证接线牢固，接触不良会产生大量的热，造成仪表盘有机玻④
电流表已被充电指示璃熔化。

这也是小客车不用这种电流表的原因之一。

在许多新型车上， 2 灯所取代。

充电指示灯虽不如电流表那样可以直接看出充、放电电流的大小，但其结构简单、成本低，而且可以通过由点亮到熄灭这种简单的信号变化，来表明发电机和调节器的工作是否正常。

⑤检查检验电流表时，可将被试电流表和标准电流表（30A-0-30A）以及可变电阻（0～5Ω，电流为30A）串联在一起，接通电源，逐渐增大电流，比较两个电流表的读数。

如果误差不超过±20％，就可以认为被试电流表良好，否则应予以修理或更换。

当被试电流表的读数高于标准表时，一般是永久磁铁的磁场太弱，应予以充磁；若被试电流表的读数小于标准表，则可能是转子轴或指针转动不灵所致，可拆开检修。

2. 电压表
电压表用来指示发电机和蓄电池的端电压，如图5-7所示，是典型电压表外型图片。

电压表在结构形式上有电热式、电磁式两种。

通常与负载并联连接，且受点火开关控制。

接通点火开关，电
压表即指示蓄电池的端电压，对12V电系的汽车一般为11.5V～12.6V，接通起动机的瞬间，电
压将下降至9V～10V，如起动时电压表指示值过低，则说明蓄电池亏电或有故障。

发电机以正常转速运转时，电压表应指示在13.5V～14.5V的规定范围内，若起动前后，电压表读数不变，则表明发电机不发电；若起动后电压表指示值不在规定范围内，则说明调节器调整不当或损坏。

电热式电压表结构简单，如图5-8所示。

在接通或切断电源时，指针摆动较迟缓，要待指针指示稳定才可读数。

如图5-9所示，为北京切诺基汽车上装用的电磁式电压表的结构，它由两只十字交叉布置的电磁线圈、永久磁铁、转子、指针及刻度盘等零件组成，电路中两只线圈与稳压管及限流电阻成串联。

稳压管的作用是当电源电压达到一定数值后，才将电压表电路接通。

在电压表未接入电路或电源电压低于稳压管击穿电压时，永久磁铁将转子磁化，保持电压表指针在初始的（9V）。

接通电路，当电源电压达到稳压管击穿电压后，两十字交叉线圈产生的磁场与永久磁铁产生的磁场相互作用，从而使转子带动指针偏向高电压方向。

电源电压越高，通过十字交叉线圈的电流就越大，其电磁场就越强，指针偏转角度就越大。

5-4 图典型电流表的外型图片
3
图5-4 动铁式电流表结构示意图动磁式电流表结构示意图图5-5
典型电压表外型图片图5-7
图5-8 电热式电压表结构示意图
图电磁式电压表结构示意图5-9
（二）机油表、水温表、燃油表首先要对照其结构图、燃油表的常见故障检修的操作前，在完成机油压力表、水温表表、电器线路控制图与实验教具掌握不同型表的实际结构和实用线路。

1. 机油压力表所示，是典型机油压力表的外型图片。

其机油压力表简称油压表或机油表，如图5-10（或粗滤器指示发动机主油道机油压力。

作用是在发动机运转时，它由装在发动机主油道上壳上）的油压传感器配合工作。

常用油压表按其结构有电热式和电磁式两种。

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（1）电热式油压表
电热式机油压力表的结构及电路，如图5-11所示，油压传感器为圆盒形，内部有感受机油压力的膜片，膜片下方的油腔与润滑系主油道相通。

膜片上方顶着弓形弹簧片，弹簧片的一端焊有银合金触点，另一端固定并搭铁。

双金属片上绕有电热线圈，线圈的一端焊在双金属片上，另一端接在接触片上。

校正电阻与电热线圈并联。

油压表内装有双金属片，其上绕有电热线圈，线圈一端经接线柱和传感器的触点串联，另一端接电源正极。

双金属片的一端制成钩状，钩在指针上，另一端则固定在调整齿扇上。

当油压表接入电路中工作时，电流由电源正极经油压表双金属片电热线圈到传感器接线拄、接触片校正电阻、电热线圈、触点、弹簧片、搭铁构成回路。

未接通点火开关时，仪表电路不通，指示表靠双金属片保持在“0”位置。

发动机运转时，发动机机油压力增大，膜片向上拱曲，传感器内触点的压力增大，这时，电热线圈必须经过较长时间通电后，才能使双金属片弯曲变形将触点分开。

触点分开后，只需较短时间的冷却，又使触点重新闭合。

因此，当油压升高时，传感器内触点断开的时间短，闭合时间长，电流平均值增大，油压表内双金属片变形相应增大，从而指示较高的油压。

反之，当油压降低时，传感器内触点断开的时间长，闭合时间短，电路中电流的平均值减小，油压表内双金属片变形减
小，指针指示较低油压。

（2）电磁式油压表
电磁式机油压力表的结构及电路，如图5-12所示。

油压传感器是利用油压大小推动滑臂来改变可变电阻阻值的，当压力增大时，其电阻值减小。

油压指示表中有两个正十字交叉线圈，中间放置永久磁铁转子，转子上连有指针。

当油压较低时，传感器中电阻值增大，右线圈中电流相对减小，左线圈中电流相对增大，转子转向合成磁场方向，带动指针指向较低油压值；当油压升高时，传感器中的电阻值减小，右线圈中的电流相对增大，而左线圈中的电流相对减小，转子又朝另一合成磁场方向转动，使指针指向较高油压值。

发动机处于怠速工况时，机油表的指示值不得低于100kPa；处于低速工况时，指示值不得低于150kPa。

一般正常值应为200kPA～400kPa，最高不允许超过500kPa。

（3）油压表使用注意事项。

①油压表必须和与其配套的传感器配合使用。

②电磁式油压表安装时必须注意接线柱极性，保证各导线连接可靠。

③电热式油压传感器安装时，一定要使外壳上的箭头符号向上，箭头与垂直中心线的夹角不得超过30°否则，会造成示值误差。

（4）油压表常见故障与排除。

故障现象：发动机工作以后，油压指示表指示为“0”，而发动机润滑系统无故障。

原因分析：油压表传感器断路；油压指示表内部断路；连接线断路。

检查排除：打开点火开关后，首先将传感器作瞬间短路试验，观察压力表指针是否到满量程，如果是，说明传感器损坏。

如果指示表指针仍不动，则故障在指示表，或是连接线断路。

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图5-10 典型机油压力表的外型图片
电热式油压表的结构及电路图5-11
电磁式油压表的结构及电路图5-12
发动机未工作，打开点火开关压力表指示满量程。

故障现象：油压表传感器短路；连接线短路搭铁；油压指示表表头内部短路。

原因分析：先拆下传感器上的连接线，如指示表指针回到零位，证明传感器内部短路；检查排除：如指针不能回到零位，则表示连接线有短路搭铁处或指示表表头内部有短路搭铁处。

水温表2.
℃。

水温表80℃～105水温表的作用是指示发动机冷却水的温度其正常指示值一般为。

所示，是典型水温表的外型图片由装在发动机水套上的水温传感器配合工作，如图5-13常用的水温表有电热式和电磁式两类，电磁式水温表又分为双线圈式和三线圈式两种。

）电热式水温表1（5-14如图电热式水温表配电热式水温传感器电热式水温表配电热式传感器电路，①所示，由图可见其电热式水温表除刻度板示值与电热式油压表不同外，其他结构都是相同的。

双金属壳内的底板支架上装有可调整触点，并直接搭铁。

水温传感器外面是铜质外壳，另一端经接线柱与水温线圈一端接触点，片与支架平行固定于底板上，其上绕有电热线圈，表相连。

传感器铜壳及双金属片周围温度当水温升高时，双金属片使触点具有一定的初始压力，升高，双金属片向离开固定触点方向弯曲，使触点间压力减弱，触点的闭合时间变短，断开时间变长，流过电热线圈的脉冲电流平均值减小，水温表指针指在高温区。

水温降低时，触 6
点间压力增大，触点的闭合时间变长，断开时间缩短，电流的平均值增大，水温表指针指在低温区。

这种水温表电路有一个明显特点，就是当点火开关切断时，指针停留在刻度值最高位置。

②电热式水温表配热敏电阻式水温传感器热敏电阻式水温传感器主要由热敏电阻、弹簧、壳体等组成，电热式水温表与其配合的电路，如图5-15所示。

热敏电阻下端与壳体接触，通过壳体搭铁，上端通过弹簧与导电柱、接线柱相通。

热敏电阻有负温度系数与正温度系数两种。

负温度系数热敏电阻用二氧化钛与氧化镁的混合物、氧化镍与氧化锰的混合物或氧化锰、氧化镍、氧化钴的混合物等半导体材料制成。

负温度系数热敏电阻的基本特性是温度上升，电阻值减小；温度下降，电阻值上升，如图5-16所示。

正温度系数热敏电阻由半导体钛酸钡作为基本材料制成。

正温度系数热敏电阻的基本特性是温度上升，电阻值增大；温度下降，电阻值减小。

现代汽车多采用负温度系数热敏电阻传感器。

当发动机冷却水温度较低时，传感器负温度系数热敏电阻值较大，水温表电路电流较小，水温表
加热线圈温度较低，双金属片受热弯曲变形量较小，拉动指针指示低温区。

当发动机冷却水温度上升后；负温度系数热敏电阻值减小，水温表电路电流增大，水温表加热线圈温度上升，双金属片受热弯曲变形量增大，推动指针指示高温区。

由于电源电压变化会影响配热敏电阻式传感器的电热式水温表的指示误差，因此电路中配有仪表稳压器。

（2）电磁式水温表
①双线圈式水温表双线圈式水温表的结构和电路，如图5-17所示，由图可见其指示表部分除刻度板外，其他结构与电磁式油压表是相同的。

双线圈式水温表也采用负温度系数热敏电阻式水温传感器。

当周围温度升高时，电阻值变小；当周围温度降低时，电阻值变大。

当发动机冷却水温度发生变化时，热敏电阻传感器直接控制左、右线圈中的电流大小，使两个铁心作用于衔铁上的电磁力发生变化，从而带动指针偏转，指示相应的温度值。

5-13 图典型水温表的外型图片
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图5-14 电热式水温表配电热式水温传感器的电路
5-15 电热式水温表配热敏电阻式水温传感器的电路图
负温度系数热敏电阻水温传感器的特性曲线图图5-16
三线圈水温表与负温度系数热敏电阻式水温传感器配套使用。

五三线圈式水温表②十铃N
系列汽车采用了这种水温表。

框架上绕水温表内有一矩形塑料架，框架中安装永磁转子、转轴与指针的旋转组合件。

所示，通电后产生磁，如图5-18（冷）与线圈有三个环绕永磁转子的线圈。

线圈CH（热）串联，磁场方向一致。

三个线圈的合成磁（补偿）与线圈C场，其方向呈90°夹角。

线圈B 场决定永磁转子的偏转角度以及指针的指向。

电当发动机冷却水温度升高时，传感
器负温度系数热敏电阻阻值变小，水温表线圈 H一侧偏转，永磁转子随之偏转，指针指示H流
增大，磁场增强，三个线圈的合成磁场向线圈高温区。

切断水温表电路，转子会在线圈架上回位磁点的作用下，缓缓退回零位。

为防止车辆行驶过程中由于振动引起指示器指针摆动，该类指示器使用了硅酮阻尼油，因此，当接通或断开点火开关后，指针才缓慢地偏转。

）水温表使用注意事项（3 ①水温表必须和与其配套的稳压器、传感器配合使用。

水温表与传感器安装时，必须保证各导线连接可靠。

电磁式水温表接线柱有极性之②
分不得接错。

水温表与传感器拆卸时不要敲打和碰撞。

③检查水温表传感器时，要拆下传感器上的接线，测量传感器与搭铁之间的电阻，如④
，说明传感器良好。

果室温下热敏电阻的阻值高于100Ω检查水温表指示表头时，可用一电阻
代替水温表传感器，并直接搭铁（其电阻值为⑤。

当接通电源时，如果水温表的指针指在60~70℃之间，则说明水温指示表良好。

80~100Ω）4（）水温表的故障检查
接通电检查水温表时，首先应注意区分水温表是电磁式还是双金属式。

区分的方法是，指针缓慢到位的是双金观察水温表指针的动作情况，源，指针迅速到位的是电磁式水温表，8
属式水温表。

此外，还应注意其传感器的区别；电磁式水温表传感器使用的热敏电阻元什为负阻特性（温度升高电阻降低），常温时的阻值为100Ω左右，而双金属式水温表传感器中加热线圈
的阻值较小，仅为7~9Ω。

因此，它们之间不能互换使用。

水温表的故障原因多为传感器损坏或水温指示表损坏。

检查判断的方法是，将传感器短路，若电磁式水温指示表的指针在满量程，或双金属式水温指示表指向低温端，则说明为传感器故障；否则，为水温指示表故障。

双线圈式水温表的结构和电路图5-17
三线圈式水温表图5-18
燃油表3.
燃油表用来指示汽车油箱中的存油量，它与装在油箱内的燃油传感器配套工作，如图所示，是典型燃油表的外型图片。

燃油表也分电磁式和电热式两种。

传感器一般为可5-19 变电阻式。

（1）电磁式燃油表其燃油指示表刻所示。

如图双线圈式燃油表双线圈式燃油表的结构和电路，5-20 ①，分别表示油箱内无油、半箱油、满油。

可变电阻式传感器2、1／度盘从左至右标明0、1由电阻、滑片、浮子等组成。

浮子漂浮在油面上，随油面的高低而起落，从而带动滑片使电阻的阻值随之改变。

当油箱无油时，浮子下降到最低位置，带动滑动触片将电阻全部串进。

此时，右线圈电流减小，电磁力变小；左线圈通过的电流最大，产生的电磁力也最大，吸引转子带动指针偏”位上。

向最左，指在“0当向油箱中加油时，随着油量的增多，浮子上升，电阻逐渐减小。

左线圈中的电流逐渐减小，右线圈中的电流逐渐增大，电磁力的变化，吸引指针顺时针偏转，指示油量增多。

此时左线圈中的电流最小，浮子上升到最高处，当油已注满时，传感器电阻被全部隔除，9
而右线圈中的电流最大，电磁力也达到最大，带动指针偏向最右指在“1”的刻度，表示油箱已盛满油。

②三线圈式燃油表三线圈式燃油表的结构与三线圈式水温表基本相同。

当燃油表通电后，如图5-21所示，线圈E（空）与线圈F（满）产生的磁场呈90°夹角，其合成磁场的方向决定永磁转子的偏转角度。

线圈B（补偿）产生的磁场极性与线圈E相反。

传感器与线圈F、线圈B并联。

当油箱注满燃油时，传感器浮子上升至最高位置，串于电路中的电阻阻值最大，线圈B与线圈F 的电流达到最大值，磁场强度也达最大值，三个线圈的合成磁场偏转至线圈 F一侧，永磁转子在合成磁场作用下向线圈F一侧偏转，指针在永磁转子的带动下指向满油箱刻度。

当油箱中油量减少，油面下降后，传感器浮子下落，串于电路中的电阻阻值减小，线圈E的电流增大，线圈B 与线圈F的电流减小，合成磁场向线圈E一侧偏转，永磁转子在合成磁场作用下也向线圈E一侧偏转，指针指示低油量刻度。

表中分流电阻的作用是补偿线圈绕制误差对指示精度的影响。

由于三线圈式燃油表的线圈架上没有回零磁点，因此在硅酮阻尼油的阻尼作用下，三线圈式燃油表具有保持转子断电前指示值的功能。

（2）电热式燃油表电热式燃油表的结构和电路如图5-22所示，为了稳定电源电压，在电路中还串接了一个仪表稳压器。

当燃油较多时，浮子上升，传感器阻值减小，流过指示表电热线圈中的电流较大，双金属片变形大，指针指向燃油较多的方向；相反燃油较少时，浮子下降，传感器电阻较大，双金属片变形小，指针指向燃油较少的方向。

（3）燃油表使用注意事项
①燃油表必须和与其配套的稳压器、传感器配合使用。

②燃油传感器与油箱搭铁必须良好。

③电磁式燃油表接线柱有极性之分，接线应正确无误。

5-19 典型燃油表的外型图片图
5-20 图双线圈式燃油表的结构和电路
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图5-21 三线圈式燃油表
4. 仪表稳压器
电热式水温表及燃油表配用可变电阻式传感器时，应在电路中串入仪表稳压器，其作用是当电源电压变化时稳定仪表平均电压，避免仪表的指示误差。

常见的仪表稳压器有电热式和电子式两种。

（1）电热式仪表稳压器
电热式仪稳压器的结构如图5-23所示，它由双金属片、一对常闭触点、电热线圈、座板和外壳等组成。

电热线圈绕在双金属片上，一端搭铁，另一端焊在双金属片上。

双金属片的一端用铆钉固定，并与仪表接线拄相连，另一端铆有活动触点。

固定触点铆在调节片上，调节片的一端也用铆钉固定并与电源接线拄相连。

两触点之间的压力可通过调整螺钉调节。

电热式仪表稳压器的电路原理，如图6-24所示，当电源电压偏高时，电热线圈中的电流增大，产生的热量大，使触点在较短的时间里断开，断开的触点又需较长时间冷却才能重新闭合，于是触点闭合时间短，断开时间长，从而将偏高的电源电压降低为某一输出电压平均值。

若电源电压偏低时，电热线圈中的电流减小，产生的热量少，使触点断开时间短而闭合时间长，从而将偏低的电源电压提高到同一输出电压平均值。

仪表稳压器工作时的电压波形如图5-25所示。

（2）电热式仪表稳压器使用注意事项
①仪表稳压器安装时，两接线拄的接线不得接错。

②凡使用仪表稳压器的燃油表及水温表，不允许直接与电源相接，否则会烧毁仪表。

（3）电子式仪表稳压器采用三端集成稳压器可简化仪表结构，降低仪表成本，提高稳压精度，延长仪表寿命。

桑塔纳、奥迪轿车仪表板采用了专用的三端式电子仪表稳压器。

如图6-26所示，A脚为输出脚，┴脚为搭铁，E为电源输入端。

该稳压器输出电压为9.5V～10.5V。

电热式燃油表的结构和电路图5-22
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图5-23 电热式仪表稳压器的结构示意图。