子任务一　仪表系统结构原理认知

学习目标

1.知识目标

（1）能说出仪表系统的主要类型及作用。

（2）能叙述仪表系统主要类型的结构特征。

2.能力目标

（1）通过学习，能准确查找识别出仪表系统的主要类型。

（2）通过学习，能识别出仪表系统主要类型的结构特征。

3.素养目标

（1）培养学生良好的沟通交流表达能力。

（2）培养学生自主探索的学习习惯。

实训内容

（1）仪表系统的主要类型及特征识别。

（2）仪表系统主要类型的结构组成查找识别。

课时计划

第1次课：2课时。

知识准备

一、汽车仪表的作用及类型

汽车仪表能使驾驶员掌握车辆各种状况，并能及时发现和排除潜在的故障。在驾驶员座位前方的仪表板上装有各种仪表、计量表、报警灯和警示灯等。这些仪表除应具有结构简单、工作可靠、耐震、抗冲击性好等优点外，仪表的显示数字还必须准确，在电源电压波动时所引起的变化应尽可能小，而且不随周围温度的变化而改变。

现代汽车大多釆用各种组合仪表，如图6-1-1所示。组合仪表将车速里程表、冷却液温度表、燃油表、机油压力表、发动机转速表等不同的仪表表芯、指示灯和报警灯等安装在同一外壳内组合而成，具有结构紧凑、体积小、便于安装和组合接线等特点，容易实现仪表的多功能要求。

图6-1-1　汽车组合仪表板

汽车仪表按其工作原理分为机电模拟式仪表和电子式仪表。机电模拟式仪表在汽车上应用最为广泛，但随着汽车电子技术的不断发展，近年来电子仪表在汽车上，特别是高档轿车上的应用越来越多。

微课：汽车主要仪表的类型识别

二、汽车主要仪表的结构原理

（一）冷却液温度表

1.作用与结构

冷却液温度表用来检测和显示发动机水套中冷却液的工作温度，以防止发动机过热，它由安装在仪表板内的冷却液温度指示表和安装在发动机气缸盖上的冷却液温度传感器等组成，如图6-1-2所示。冷却液温度表可分为电热式和电磁式两种，现代轿车一般采用电磁式。冷却液温度传感器可分为双金属片式和热敏电阻式两种，现代轿车一般采用热敏电阻式，当它周围温度升高时，电阻值会变小；当周围温度降低时，电阻值会变大。

图6-1-2　冷却液温度表的作用和组成

2.工作原理

如图6-1-3所示，冷却液温度指示表刻度盘从左至右标明C、H，分别表示低温和高温，一般发动机工作时，指针不达到红色区域为正常。位于发动机气缸盖水套上的冷却液温度传感器阻值随温度升高而减小。当发动机冷却液温度较低时，传感器电阻值较大，流经主线圈和副线圈的电流差不多，但由于副线圈匝数多，产生的磁场强，吸引衔铁，使指针偏向C侧（低温侧）。当冷却液温度逐渐增高时，热敏电阻阻值逐渐减小，分流作用增强，流经副线圈的电流减小，磁力减弱，衔铁被主线圈的磁场吸引，指针向右偏转指向H侧（高温侧）。

图6-1-3　冷却液温度表的工作原理

（二）燃油表

1.作用与结构

燃油表用来指示燃油箱内燃油的储存量。它由安装在仪表板上的燃油指示表和安装在燃油箱内的燃油量传感器组成，如图6-1-4所示。燃油指示表有电热式和电磁式两种，如图6-1-5所示，目前广泛使用电磁式。燃油量传感器采用可变电阻式。

图6-1-4　燃油表的作用与组成

图6-1-5　燃油指示表的类型

2.工作原理

如图6-1-6所示，燃油指示表刻度盘从左至右标明E、1/2、F，分别表示燃油箱内无油、半箱油、满油。可变电阻式传感器由电阻、滑片、浮子等组成。浮子漂浮在油面上，随油面的高低而起落，从而带动滑片使可变电阻的阻值随之改变。

当燃油箱无油时，浮子下降到最低位置，带动滑动触片，使可变电阻阻值最小。此时，左线圈电流最大，电磁力最大；右线圈通过的电流最小，产生的电磁力也最小，吸引衔铁带动指针偏向最左，指在“E”位上。

当向燃油箱中加油时，随着油量的增多，浮子上升，可变电阻阻值逐渐增大。左线圈中的电流相对原来逐渐减小，右线圈中的电流逐渐增大，电磁力的变化吸引衔铁带动指针顺时针偏转，指示油量增多。

当油已注满时，浮子上升到最高处，可变电阻阻值最大，此时左线圈中的电流最小，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“F”的刻度，表示燃油箱已盛满油。

图6-1-6　燃油表的工作原理

（三）车速里程表

1.作用与结构

车速里程表是用来指示汽车行驶速度和累计汽车行驶里程数的仪表，它由车速表和里程表两部分组成，如图6-1-7所示。按其工作原理的不同可分为机械式和电子式两种，其中电子式目前应用得最广泛。

图6-1-7　车速里程表的类型与组成

2.工作原理

电子式车速里程表主要由安装在仪表板内的车速表、里程表、电子电路和步进电动机，以及安装在变速器输出端的车速传感器组成，如图6-1-8所示。

车速传感器由变速器输出轴驱动，能够产生正比于汽车行驶速度的电信号，如图6-1-8所示。它由1个干簧开关和1个含有4对磁极的转子组成。变速器输出轴带动转子每转1周，干簧开关中的触点闭合8次，产生8个脉冲信号，汽车每行驶1 km，车速传感器将输出4 127个脉冲。

电子电路的作用是将车速传感器送来的具有一定频率的电信号，经整形、触发，输出一个与车速成正比的电流信号。该电子电路主要包括稳压电路、单稳态触发电路、恒流源驱动电路、64分频电路和功率放大电路等。

车速表实际上是一个磁电式电流表，当汽车以不同车速行驶时，从电子电路输出的与车速成正比的电流信号便驱动车速表指针偏转，从而指示相应的车速。

里程表由一个步进电动机及6位数字的十进位齿轮计数器组成。步进电动机是一种利用电磁铁的作用原理将脉冲信号转换为线位移或角位移的电动机。车速传感器输出的频率信号经64分频后，再经功率放大器放大到足够大的功率，驱动步进电动机，带动6位数字的十进位齿轮计数器工作，从而积累行驶的里程。

图6-1-8　车速里程表的工作原理

（四）发动机转速表

1.作用与组成

发动机转速表用来测量发动机曲轴的转速，它由安装在仪表板内的转速指示表和安装在发动机带轮处的转速传感器（也称为曲轴位置传感器，见图6-1-9）等组成，如图6-1-10所示。

图6-1-9　转速传感器

2.工作原理

转速表按其转速信号获取方式的不同可分为：从点火系统获取信号的转速表；测取飞轮、正时齿轮或曲轴转速的转速表；从发电机上获取转速信号的转速表。

图6-1-10　转速表的组成与工作原理

当发动机运转时，转速传感器的信号转子随曲轴一起转动，使曲轴位置传感器产生随转速变化而变化的电压信号，并将该信号传输到发动机ECU，ECU将该信号处理后，向转速指示表输出一个与转速成正比的频率信号，转速指示表内部的电子电路便驱动转速表指针偏转，从而指示相应的转速。

发动机转速表指针示值为×1000 r/min，表示发动机每分钟转速。使用转速表能使驾驶人正确地选择换挡时机，防止发动机超速运转。转速表上标有红色危险区，发动机转速一般不得越过危险标线，否则会使发动机早期损坏。

知识测试

一、不定项选择题

（1）（　　）是监控发动机机油道内机油压力的装置。

A.机油压力表　B.冷却液温度表　C.车速里程表　D.发动机转速表

（2）（　　）指示发动机冷却液温度的高低。

A.燃油表　B.冷却液温度表　C.车速里程表　D.发动机转速表

（3）（　　）是指示油箱存油多少的仪表。

A.燃油表　B.冷却液温度表　C.机油压力表　D.发动机转速表

（4）（　　）用来获得发动机转速信号。

A.机油压力表　B.冷却液温度表　C.车速里程表　D.发动机转速表

（5）燃油箱中盛满油时，燃油表指针应指在（　　）。

A.“0”处　B.正中处　C.“1”处　D.正下方

（6）以下属于电子式车速里程表主要组成的是（　　）。

A.转速表　B.里程表　C.车速传感器　D.冷却液温度传感器(https://www.daowen.com)

（7）汽车上常见仪表有（　　）。

A.发动机转速表　B.冷却液温度表　C.燃油表　D.车速里程表

二、判断题

（1）发动机转速表指针示值为×1000r/min，表示每分钟发动机转速。　（　　）

（2）燃油指示表刻度盘从左至右标明E、1/2、F，分别表示燃油箱内无油、半箱油、满油。　（　　）

（3）图6-1-3的冷却液温度指示表刻度盘从左至右标明C、H，分别表示高温和低温，一般发动机工作时，指针不达到红色区域为正常。　（　　）

实训指导

一、实训任务

实训任务1　仪表系统的主要类型及特征识别

（1）要求：结合指定的车辆、全车电气灯光示教板、全车电气台架，每组通过团队合作按要求完成实训任务，并完成实训指导相关填写记录，遇到问题小组讨论、查询资料或咨询老师。

（2）完成时间：30 min。

实训任务2　仪表系统主要类型的结构组成查找识别

（2）完成时间：45 min。

二、实训准备

1.安全要求及注意事项

（1）严格遵守实训管理制度。

（2）严格遵守实训室安全操作规程。

2.场地检查

检查工作场地是否清洁及存在安全隐患，如不正常，请汇报老师并及时处理。

异常记录：_______________________________________________________________。

3.设备安全状况检查（需要/正常打√，不需要/不正常打×，并记录）

（1）检查车辆状况□、全车电气灯光示教板状况□、全车电气台架状况□。

异常记录：_______________________________________________________________。

（2）检查蓄电池□、充电机技术状况□。

异常记录：_______________________________________________________________。

4.其他准备：

毛巾、笔、白纸等。

三、实训操作指导

实训任务1　仪表系统的主要类型及特征识别

1.安全操作流程

（1）连接蓄电池正、负极。

（2）观察识别仪表类型及常见的仪表。

（3）打开点火开关查找识别常见的仪表；如使用过程中有需要对蓄电池充电，先确保充电机在关闭状态，再分别连接充电机与蓄电池的正负极连线，最后按规定电压打开开关充电。

（4）关闭点火开关。

（5）先断开蓄电池负极，再断开蓄电池正极。

（6）进行7S管理。

2.观察识别仪表类型

（1）观察仪表外观，识别是否为组合仪表：是□/否□。

（2）观察仪表外观，识别具体类型：机电模拟式仪表□/电子式仪表□。

3.查找识别常见的仪表（找到打√，没找到打×）

冷却液温度表□，燃油表□，车速表□，里程表□，发动机转速表□。

未找到原因：_____________________________________________________________。

4.识别常见仪表的特征。

1）观察冷却液温度表，描述其特征