中级汽车维修电工：常规仪表及工作原理简介

一般汽车常规仪表有电压表、电流表、机油压力表、冷却液温度表、燃油表、发动机转速表和车速里程表等。

1.电压表

电压表用来指示电源系统的工作情况。它不仅能指示发电机和电压调节器的工作状况，同时还能指示蓄电池的技术状况，比电流表和充电指示灯更直观和实用。

发动机起动时，电压表指示值在9～10V范围内为正常。如果电压表示值在起动时过低，说明蓄电池亏电或有故障。若起动前后，电压表示值基本不变，则表明发电机不发电。若汽车正常行驶时，电压表示值不在13.5～14.5V范围之内，说明电压调节器有故障。

常见的电压表有电磁式和电热式两种，受点火开关控制。下面以电磁式电压表为例介绍其结构和工作原理。

北京切诺基汽车上装用的电磁式电压表的结构如图8-20所示，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。两只电磁线圈与稳压管VS以及阻值为112Ω的限流电阻R串联。在电磁线圈电路中稳压管串联。

电磁式电压表的工作过程如下（图8-21）：

当电压表尚未接通或电源电压低于稳压管的稳定电压时，永久磁铁将转子磁化，使指针保持在初始位置（即指针指向9V位置）。

当电压表电路接通、电源电压达到稳压管稳定电压时，电磁线圈通过电流I₁和I₂，产生磁场（磁通量分别用Φ₁和Φ₂表示）将转子磁化，磁场的方向是Φ₁和Φ₂的合成磁场的方向，电流的合成磁场Φ_电与永久磁铁的磁场Φ_永合成磁场Φ_合，便使转子带动指针偏转。

电源电压越高，通过电磁线圈的电流就越大，电流的合成磁场就越强，因此指针偏转的角度就越大。

图8-20　北京切诺基汽车上装用的电磁式电压表

1—交叉电磁线圈　2—转子　3—指针　4—刻度板 5—稳压管　6—接线柱　7—永久磁铁　8—限流电阻

图8-21　电磁式电压表的工作原理图

2.电流表

电流表主要用于指示蓄电池的充、放电电流值，同时通过电流表还可监视汽车充电系统工作是否正常。汽车上多使用电磁式电流表和动磁式电流表，下面以电磁式电流表为例介绍其结构及工作原理。

电磁式电流表的结构如图8-22所示。黄铜板条固定在绝缘底板上，两端与接线端子相连，下面夹有永久磁铁。在磁铁内侧的转轴上装有带指针的软钢转子。

图8-22　电磁式电流表

1—转轴　2—指针　3—软钢转子　4—永久磁铁

电磁式电流表的工作原理如图8-23所示。当电流表没有电流流过时，由于软钢转子被永久磁铁磁化，且转子磁化后的极性与永久磁铁的极性相反，因此两者互相吸引，使指针偏转，如图8-23b所示。

当蓄电池的放电电流流过黄铜板条时，在其周围就会产生磁场，方向可用安培定则（即右手螺旋定则）判定，如图8-22所示。由图可见，放电电流的磁场方向与永久磁铁的磁场方向垂直。因此，放电电流的磁场（磁通量用Φ_d1表示）与永久磁铁的磁场（磁通量用中Φ_m表示）就会产生一个合成磁场（磁通量用Φ₁表示），如图8-23a所示，转子与指针在合成磁场的作用下，就会向刻度盘上的负值（-）方向偏转一个角度，指示充电系统处于放电状态。放电电流越大，电流的磁场就越强（磁通量用Φ_d2表示），合成磁场也就越强（磁通量用Φ₂表示），转子与指针偏转的角度也就越大，如图8-23a中双点画线所示。

如果交流发电机向蓄电池充电，则电流及其磁场方向放电时恰好相反，如图8-23c）所示。充电电流小时的磁通量用Φ_c1表示，合成磁场的磁通量用Φ₁表示，此时合成磁场使转子与指针向刻度盘正值（+）方向偏转的角度小。充电电流大时的磁通量用Φ_c2表示，合成磁场的磁通量用Φ₂表示，此时合成磁场使转子与指针偏转的角度增大。

电磁式电流表的两个接线端子具有正负极之分，标有正极“+”标记的端子应与交流发电机的输出端子“B”相连，标有负极“-”标记的端子应与蓄电池正极端子“BAT”相连。

图8-23　电磁式电流表的工作原理(www.xing528.com)

3.机油压力表及传感器

机油压力表简称油压表或机油表，其作用是指示发动机主油道机油压力。它由装在发动机主油道（或粗滤器壳）上的油压传感器配合工作。常用的油压表有电热式和电磁式两种。下面以电热式油压表为例介绍机油压力表的结构及工作原理。

电热式机油压力表及传感器的电路结构如图8-24所示。

发动机未工作时，无机油压力作用在机油压力传感器的膜片上，此时触点断开，无电流通过机油压力表和传感器的电热丝，表针指在“0”位。

图8-24　机油压力表及传感器电路

1—发动机润滑油　2—膜片　3—加热线圈　4—双金属片 5—调节齿轮　6—绝缘层　7—接线柱　8—指针　9—固定螺口

当发动机工作时，存在机油压力，有电流通过机油压力表的电热丝，双金属片由于受热发生弯曲，带动表针摆动一个角度，摆动角度的大小取决于通过电热丝上的平均电流，而平均电路的大小又取决于机油压力传感器触点闭合时间长短。

4.燃油表及传感器

燃油表用来指示汽车油箱中的存油量，常见有两种类型，一种为电热式，另一种为电磁式。它与装在油箱内的燃油传感器配合工作。下面以电热式燃油表为例介绍其结构及工作原理。

电热式燃油表的结构如图8-25所示，电热式燃油表与机油压力表相似，也是一种双金属结构，依靠双金属元件随温度变化发生的变形，带动表针摆动一定角度以显示燃油量。流经电热丝的电流强度要受到传感器输出电阻的控制，燃油传感器（油量表传感器）实际上是一种由浮子位置控制的可变电阻器。当浮子位置高时，输出电阻小，电流大，指针指向“1”（或F）的一侧；当浮子位置低时，输出电阻大，电流小，指针指向“0”（或E）的一侧。

电源电压的波动会引起电路中电流的变化，从而造成仪表指示产生误差。为了避免这种误差，燃油表内装了稳压器，用以保证仪表工作电压的稳定。

图8-25　电热式燃油表

1—电热式稳压器　2—指针　3—加热线圈　4—双金属片　5—电阻器　6—滑片

5.冷却液温度表及传感器

冷却液温度表的作用是指示发动机冷却液的温度，它分成两种形式，即电热式和电磁式，工作原理与燃油表基本相同，不同的是冷却液温度传感器为热敏元件。

6.车速里程表

车速里程表的功用是指示汽车行驶速度和累计行驶里程数，由车速表和里程表两部分组成，常规车速表一般为磁感应式，其结构如图8-26所示。

车速表由与主动轴紧固在一起的永久磁铁1、带有针轴和指针7的感应罩2、磁屏（铁护罩）3和紧固在车速里程表外壳上的刻度盘等组成。

汽车停驶时，铝罩在盘形游丝弹簧的弹力作用下，使指针指向刻度盘的“0”位置。当汽车行驶时，主动轴带动永久磁铁旋转，磁力线在铝罩上就会产生涡流，涡流产生的磁场与永久磁铁的旋转磁场相互作用就会产生转矩，这个转矩克服游丝弹簧的力矩就会使铝罩沿着永久磁铁转动的方向转动一定的角度与游丝弹簧的弹力平衡。与此同时，铝罩通过针轴带动指针转过一个与车速成正比的角度，从而在刻度盘上指示出相应的车速。车速越高，永久磁铁旋转越快，铝罩上的涡流越强，转矩越大，铝罩带动指针偏转的角度越大，指示的车速也就越高。

里程表由蜗轮蜗杆机构和十进制数字轮组成。数字轮上制作有传动齿轮和进位齿轮。蜗轮蜗杆具有一定的传动比，汽车行驶时，钢缆软轴带动主动轴转动，并经三对蜗轮蜗杆驱动里程表右边的第一数字轮转动。第一数字轮上所刻的数字为1/10km。在两个相邻的数字轮之间，既通过自身的内齿进行齿轮传动，又通过进位数字轮进行进位传动，从而形成1∶10的传动比。即在右侧数字轮转动一周，数字由“9”翻转到“0”的同时，其进位数字轮便使左侧相邻的数字轮转动1/10周，形成十进位递增关系。当汽车行驶时，就可累计出行驶里程数。

图8-26　磁感应式车速里程表

1—永久磁铁（磁钢）　2—感应罩　3—磁屏（铁护罩） 4—针轴　5—计数轮　6—游丝　7—指针　8—卡簧 9—竖直蜗轮轴　10—水平蜗轮轴　11—主动轴