李雪梅
汽車儀表的識別、使用與發展趨勢
李雪梅
(安徽江淮汽車集團股份有限公司,安徽 合肥 230601)
汽車上較常用的一般有5種儀表和3種相應的傳感器,即轉速表、機油壓力表、水溫表、燃油表、車速里程表等指示儀表和機油壓力傳感器、水溫傳感器和油量傳感器。目前,電子化儀表已取代機械式儀表。這是由于機械式儀表一旦出現故障很難處理,另外,由于汽車裝用的電子控制機構不斷增加,而采用電子化儀表,不僅可以改進駕駛員的目視性,還有助于汽車儀表的多樣化。
汽車儀表;識別;使用;發展趨勢
CLC NO.: U471 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)16-194-03
儀表板中最顯眼的是車速里程表,它表示汽車的時速,單位是km/h。車速里程表實際上由兩個表組成,一個是車速表,另一個是里程表。
傳統的車速表是機械式的,典型的機械式里程表連接一根軟軸,軟軸內有一根鋼絲纜,軟軸另一端連接到變速器某一個齒輪上,齒輪旋轉帶動鋼絲纜旋轉,鋼絲纜帶動里程表罩圈內一塊磁鐵旋轉,罩圈與指針連接并通過游絲將指針置于零位,磁鐵旋轉速度的快慢引起磁力線大小的變化,平衡被打破,指針因此被帶動。這種車速里程表簡單實用,被廣泛用于各種類型汽車上。隨著電子技術的發展,現在很多轎車儀表已經普遍使用電子車速表,常見的一種是從變速器上的速度傳感器獲取信號,通過脈沖頻率的變化使指針偏轉或者顯示數字。

圖1 車速里程表
近二十年以來,汽車儀表上的轉速表是標配的,不再像早期有些廠商還將它作為顯示汽車檔次的配置內容。轉速表單位是1/min×1000,即顯示發動機每分鐘轉多少千轉。轉速表能夠直觀地顯示發動機在各個工況下的轉速,駕駛員可以隨時知道發動機的運轉情況,配合變速器檔位和油門位置,使之保持最佳的工作狀態,對減少油耗,延長發動機壽命有好處。
轉速表一般設置在儀表板內,與車速里程表對稱地放置在一起。轉速表是按照磁性原理工作的,它接收點火線圈中初級電流中斷時產生的脈沖信號,并將此信號轉換為可顯示的轉速值。發動機轉速越快,點火線圈產生的脈沖次數越多,表上顯示的轉速值就越大。
電量表顯示發電機與蓄電池之間的充放電狀態,有電流表和電壓表之分。以前的汽車多數是用電流表,它有一塊永久磁鐵,使固定在支點上的指針保持中間位置,有線圈環繞在支點周圍,當有電流通過線圈時會感應出磁場,指針在磁場作用下左右擺動,擺動方向決定于電流流經線圈的方向。因此電流表串聯在蓄電池與發電機之間,當發電機向蓄電池充電時,儀表顯示正極,若蓄電池向負載放電量大于發電機的充電量,則顯示負極。由于電流表接線柱承受電流比較大,不太安全,所以現在的汽車多數使用充電指示燈或者電壓表。充電指示燈的接地端是由調節器控制的,當發動機未運轉時,充電燈接地線路接通,充電燈發亮;當發動機運轉時,充電燈接地線路斷開,充電燈熄滅;如果充電燈仍然亮時,說明充電系統有故障。
油壓力表是顯示機油壓力的儀表,單位是kPa。機油壓力表傳感器是一種壓阻式傳感器,用螺紋固定在發動機機油管路上。由機油壓力推動接觸片在電阻上移動,使阻值變化從而影響到通過儀表到地的電流量,驅動指針擺動。由于機油壓力有一定的壓力范圍,為了清晰明了,目前有許多汽車的機油壓力表用指示燈表示,如果發動機運轉時它仍然亮著,就表示發動機潤滑系統可能不正常了。
水溫表是顯示冷卻水溫度的儀表,單位是℃。它的傳感器是一種熱敏電阻式傳感器,用螺紋固定在發動機冷卻水道上。熱敏電阻決定了流經水溫表線圈繞組的電流大小,從而驅動表頭指針擺動。以前汽車發動機的冷卻水都是用自來水來充當,現在很多汽車發動機冷卻系統都用專門的冷卻液,因此也稱為冷卻液溫度表。
燃油表是顯示油箱內油量的儀表,單位是L,指針指向“F”,表示滿油,指向“E”表示無油;也有用1/1、1/2、0分別表示滿油、半箱油和無油。燃油表內有兩個線圈,分別在“F”與“E”一側,傳感器是一個由浮子高度控制的可變電阻,阻值變化決定兩個線圈的磁力線強弱,也就決定了指針的偏轉方向。

圖2 燃油表
汽車的電氣儀表主要有車速里程表、電流表、燃油表、水溫表及機油壓力表等。其作用是監測和指示各有關部分的性能和狀態,為正確使用和維修發動機提供依據。為保證各儀表能正常工作,準確指示各有關部分的性能和狀態,必須正確使用并及時維護保養。
(1)經常擦拭各儀表的表面,一方面防止灰塵和油污侵人儀表內部損壞表芯,另一方面也便于觀察儀表指針的動態。(2)掌握各儀表的性能及儀表指示狀態與發動機有關部分工作狀況的關系,以便根據儀表指示狀態,判斷發動機的工作狀況,查找故障部位及原因。(3)發動機起動時,必須觀察各儀表的動態,發現異常,及時處理;發動機運轉及汽車行駛中,也應經常觀察各儀表的動態,以便掌握各相關系統的工作情況。(4)電壓值不同的儀表,除電流表外一律不得相互代用,以免損壞儀表。(5)電熱式和電磁式儀表的傳感器性能截然不同。如電熱式燃油表的可變電阻式傳感器,其電阻值隨油箱油平面升高而減小,而電磁式燃油表的可變電阻式傳感器的電阻值變化則相反;而電磁式水溫表傳感器的熱敏電阻,在水溫為100℃時電阻值仍較高,溫度繼續土升其電阻值才明顯減小。因此,電熱式和電磁式儀表及其傳感器應配套使用,不得互換使用或單獨更換。(6)水溫表傳感器必須良好接地,傳感器的導線不得搭鐵、短路,以免損壞水溫表。(7)安裝機油壓力傳感器時,應使“↑”記號朝上,否則會降低機油壓力表指示的準確性。(8)電磁式燃油表的下接線柱應接傳感器,上接線柱則接點火開關。否則,指針始終指向“0”。(9)燃油箱內浮子的移動應靈活;油箱及燃油表傳感器接地應可靠。若搭鐵不良,指針會始終指向“0”端。
目前,電子化儀表已取代機械式儀表。這是由于機械式儀表一旦出現故障很難處理,另外,由于汽車裝用的電子控制機構和相關的臨近項目不斷增加,而采用電子化儀表,不僅可以改進駕駛員的目視性,還有助于汽車儀表的多樣化,其總的發展趨勢為如下幾點:
(1)向“綜合信息系統”的方向發展
以液晶顯示器為基礎,車內通信與互聯網相連,乘員室內各操縱件通過語音進行控制。構成信息通信系統的主要部件有漫游器、移動電話、電子郵件和國際互聯網終端、視頻或電子游戲中控臺等。系統的主要功能有導航、音響、通信、遠程微機通信和信息處理等。
(2)電光學技術在汽車儀表上廣泛應用
1)薄型平面電子顯示器
汽車平面儀表板顯示數字及信息,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。
2)高效冷光源發光器件
顯示和內照明器件不再用白熾燈泡,而是選用高效冷光源發光器件,導光系統更多體現出光學領域的新技術。具有可視性能好、可靠性高、體積小、功耗低等優點。
總而言之,汽車儀表是汽車與駕駛員進行信息交流的窗口,也是汽車高精尖技術的主要部分,各汽車企業一直在努力開發汽車儀表技術,并不斷取得新的發展。
[1] 李楊,藍偉銘.一種汽車儀表指針帽體與儀表盤壓裝系統的設計[J].裝備制造技術,2016,(01)∶74-77+94.
[2] 王少杰,王偉.汽車儀表板的設計及分析[J].中小企業管理與科技(中旬刊),2016,(04)∶182-183.
[3] 李躍鵬,雷霖.一種汽車儀表的步進電機回零策略分析[J].西南民族大學學報(自然科學版),2016,42(04)∶457-461.
[4] 席靜,盧章平,李瑞,沙春發.數字化背景下汽車儀表盤界面設計研究[J].包裝工程,2016,37(18)∶102-108.
[5] 李靜,蔡祥寶,陶志闊.汽車儀表背光燈的恒流源電路設計[J].微型機與應用,2016,35(24)∶30-33.
[6] 孫鋒.通用汽車儀表自動化測試系統[J].自動化與儀器儀表,2016, (12)∶26-27+30.
The identification use and development trend of automobile instrument
Li Xuemei
(Anhui Jianghuai Automotive Co., Ltd., Anhui hefei 230601)
the car is generally used 5 meters and 3 corresponding sensors, namely tachometer, oil pressure gauge, water temperature gauge, fuel gauge, speedometer indication instrument and oil pressure sensor, temperature sensor and oil quantity sensor. At present, the electronic instrument has replaced the mechanical instrument. This is due to mechanical instrument once the failure is difficult to handle, in addition, because the car electronic control mechanism for increasing, and the use of electronic instruments, not only can improve the driver's visual, and contribute to the diversification of the automobile instrument.
automobile instrument; identification; use; development trend
U471
A
1671-7988 (2017)16-194-03
10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.16.068
李雪梅,就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。