汽车仪表盘结构图和工作原理图解

1、仪表的种类和形式

种类：电流表、水温表、发动机机油压力表、燃油表、车速里程表、发动机转速表。

结构：电动式、电热式、磁电式、电子式。

作用：实时监测汽车（发动机）的主要部件（机油、水温、车速）的工作状况，并通过仪表（指示灯）显示出来，以便及时发现和排除可能出现的故障。

形式：常见的汽车使用的仪表结构图如图1-3所示。

图1 桑塔纳汽车仪表板

图2 奥迪汽车仪表板

图3宝来汽车仪表板

2、电流表

作用：指示蓄电池充放电情况和发电机的工作情况。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。

结构：黄铜板条固定在绝缘底板上，两端与接柱1和3相连，下面夹有永久磁铁，磁铁的内侧，在软轴上装有带指针的软钢转子。如图4所示。

图4 电流表的结构

工作情况：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。

3、机油压力表

作用：检测发动机润滑系统的机油压力。

结构：由传感器由指示表两部分组成，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。传感器安装在发动机缸体上，直接感受发动机润滑油的压力。指示表安装在仪表板上，有的汽车还有机油压力过低指示灯或报警器。指示表内装有双金属片，上绕有电热线圈，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，如图5所示。

1— 油腔；2—膜片；3—弹簧片；4，11—双金属片；5—调节齿轮；6—接触片；7—传感器接线柱；8—校正电阻；9，15—油压表接线柱；10，13—调节齿扇；12—指针；14—弹簧片

图5 机油压力表和传感器

工作情况：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。所以，机油压力越大，触点的压力越大，加热线圈需要更长的通电时间才能使触点打开；而压力低时，只需较短的通电时间就可使触点打开。双金属片为“Π”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。

4、水温表

作用：指示发动机冷却液工作温度。

结构：由水温传感器和指示表组成，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，水温低时，双金属片变形小，触点间的压力大，需要较大的电流才能使触点打开。水温高时，双金属片变形大，触点间的压力减小，需要较小的电流便可使触点打开。水温表的指示表与机油压力表结构相同。

图6 电热式水温表

工作情况：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。正常的工作水温应在75-95℃之间。

5、燃油表

作用：指示燃油箱中燃油的存量。

结构：由传感器（浮子）和指示表组成，传感器由可变电阻和浮子组成。浮子在浮在燃油中，直接感受燃油量的变化。随着油量的变化浮子在油箱中的位置发生变化，从而改变了可变电阻的阻值，实现了将非电量转换成电信号。有两个匝数不等的线圈，一个和传感器串联（匝数少），一个和可变电阻并联，两个线圈之间有指针。当可变电阻的值发生变化时，通过两线圈的电流大小发生变化，从而改变指针的计数。如图7所示。

图7 燃油表

工作情况：燃油液面低时，可变电阻的阻值减小，流过串联线圈的电流大，而并联线圈的电流小，故指针指向小数值。而燃油液面高时，可变电阻的阻值增大，流过并联线圈的电流增加，且匝数多，故吸引指针指向满的位置。

6、车速里程表

作用：指示汽车行驶速度和累计行驶里程数。

结构：由车速表(speedometer)和里程表(mileometer)两部分组成。

磁感应式车速里程表结构：车速表由永久磁铁、带有轴及指针的铝罩、罩壳和紧固在车速里程表外壳上的刻度盘等组成。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。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。如图8所示。

图8 磁感应式车速里程表

磁感应式车速里程表工作原理: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涡流，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。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⒈10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。

电子式车速里程表的结构：由车速传感器、电子电路、车速表和里程表等组成，如图9、10所示。

图9 电子车速里程表结构框图

A 车速里程传感器 B 里程表计数器 C 电子电路

图10 车速里程表的结构与电路

工作情况：车速传感器由变速器驱动，能够产生正比于汽车行驶速度的电信号。电子电路将车速传感器送来的电信号整形、触发，输出一个与车速成正比的电流信号。车速表是一个磁电式电流表，通过电子电路输出的与车速成正比的电流信号驱动。里程表由步进电机及六位数字的齿轮计数器组成。

7、 发动机转速表

作用：实时显示发动机的运转速度。

种类：机械式和电子式两种，广泛使用电子式。

信号取得方式：从点火系获取脉冲电压信号(汽油机通常采取此方式)；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。

电路：如图11所示。

图11 桑塔纳汽车发动机转速表电路

工作情况：当点火控制器使初级电路导通时，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→R3→C2→VD2→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。所以当初级电路不断地导通、截止时，对电容C2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。可见,发动机的转速越高，电容器充放电次数越多，电流的平均值越大，转速表指示的值越大。