【任务目标】
【任务描述】
一辆桑塔纳轿车的车速里程表不显示数字，经过检测是里程表软轴折断。更换里程表软轴后，故障排除。
【知识准备】
一、汽车仪表系统的组成
汽车仪表均集中安装在驾驶室转向盘前方的仪表盘上，主要由发动机转速表、燃油表、冷却液温度表、机油压力表及车速里程表等组成，如图6-1-1所示。
图6-1-1 汽车组合仪表
1-发动机转速表
发动机转速表可以直观地指示出发动机的转速，是发动机运转工况重要的指示装置，便于驾驶员选择发动机最佳速度范围，把握好车速和换挡时机，以获得发动机最佳经济运转。转速表获取发动机转速的方法主要有以下3种：
①从转速传感器获取脉冲（或交变）信号。
②从点火线圈一次电流中断时获取脉冲信号（只限于汽油机）。
③从发电机获取转速信号。
如图6-1-2所示为桑塔纳轿车发动机转速表原理图。其获取发动机转速的方法是从点火线圈一次电流中断时获取脉冲信。
图6-1-2 桑塔纳轿车发动机转速表原理图
其工作原理是：从点火线圈的一次电流中断时获取脉冲电流信号，该信号经整形电路整形后，加至频率/电压变换器，其输出信号与输入信号等频、等幅、等宽，而且其频率与发动机转速成正比。因此，当发动机转速较低时，该电路整流后的输出电压值就低，流过毫安表的电流就小，指针偏转小，指示低转速值；反之，整流后的输出电压值就高，流过毫安表的电流就大，指针偏转大，指示高转速值。
2-燃油表
燃油表用来指示燃油箱内燃油的储存量。它由装在仪表板上的燃油指示表和装在燃油箱内的传感器两部分组成。燃油表一般有双金属片电热式和电磁式两种，传感器均为可变电阻式。
（1）电热式燃油表
电热式燃油表工作原理如图6-1-3所示。当燃油箱无油时，浮子下沉，滑片处于可变电阻的最右端。当点火开关接通时，由于传感器的电阻全部串入电路中，此时电路中电流最小，燃油表加热线圈产生较小的热量，使双金属片产生较小的变形，带动指针，指示在“0”处，表示燃油箱无油。当燃油箱内油量增加时，浮子上升，带动电阻滑片移动，只有少部分电阻接入电路，于是流入加热线圈的电流增大，双金属片受热变形增大，带动指针向右偏转，指出相应较大的读数。当燃油箱充满油时，指针指示在最右边“1”处。
图6-1-3 电热式燃油表工作原理图
图6-1-4 电磁式燃油表工作原理图
1—左线圈；2—右线圈；3—转子；4—指针；5—可变电阻；6—滑片；7—浮子；8，9，10—接线柱；11—点火开关
（2）电磁式燃油表
电磁式燃油表工作原理如图6-1-4所示。指示表中有左右两只铁芯，铁芯上分别绕有左线圈和右线圈，中间置有转子，转子上连有指针。当燃油箱无油时，浮子下沉，可变电阻被短路。此时，右线圈两端均搭铁，电路被短路，无电流通过，因此左线圈在全部电源电压的作用下，通过的电流达最大值，产生的电磁吸力最强，吸引转子，使指针停最左边的“0”位上。随着燃油箱中油量的增加，浮子上浮，便带动滑片移动，可变电阻部分接入，此时左线圈由于串联了电阻，线圈内电流相应减小，使左线圈电磁吸力减弱，而右线圈中有电流通过产生磁场。转子带动指针在合成磁场的作用下向右偏转，使燃油量指示值增大，当燃油箱油满时，指针指在“1”位置。有些汽车上还装有副油箱，这时在主、副油箱中各装一个传感器，在传感器与指示表支间装有转换开关，可分别测量主、副油箱的油量。
3-冷却液温度表
冷却液温度表是用来指示发动机水套中冷却液工作温度的仪表。它由冷却液温度指示表和温度传感器两部分组成。温度传感器又称感温塞，装在发动机汽缸盖水套上。冷却液温度表常用的水温指示表有电热式和电磁式。
（1）电热式水温指示表
电热式水温指示表又称双金属片式水温指示表，它的传感器和指示表均为双金属片电热式。其指示表与电热式机油压力指示表构造完全相同，只是刻度盘值与油压表相反而已，如图6-1-5所示。
图6-1-5 电热式水温指示表结构图
1—固定触点；2，7—双金属片；3—接触片；4，5，10—接线柱；6，9—调节齿扇；8—指针；11—弹簧片
当冷却液温度较高时，触点间的闭合压力小，只要有较小的电流便使双金属片进一步上翘即可断开触点。触点断开后，由于冷却液温度高，双金属片冷却速度慢，触点恢复闭合需要的时间长。其结果使得触点闭合的时间短而断开的时间长，电路中脉冲电流的平均值较小，指示表中双金属片变形小，带动指针向右偏转较小的角度而指示出较高的温度值。
（2）电磁式水温指示表
电磁式水温指示表的原理如图6-1-6所示。热敏电阻是一种半导体材料，其阻值的大小随温度的变化而变化，水温表中传感器多采用负温度系数的热敏电阻，其电阻值随温度升高而下降。
热敏电阻水温传感器的工作原理是将水温的变化由热敏电阻变换成电阻值的变化，从而控制水温表电路中电流的大小，使水温表指示出相应的温度。热敏电阻水温传感器一般与电磁式温度指示表配用，组成电磁式水温表。
4-机油压力表
机油压力表简称油压表，用来指示发动机工作时润滑系统润滑油压力的大小。润滑油是由机油泵经过滤后从各油道送至各机件接触面上，因而对机油有一定的油压要求，其大小视发动机功率而定。汽车上传统的油压表有电热式和弹簧管式两种，但最常见的是电热式机油压力表（又称双金属片式油压表）。
图6-1-6 电磁式水温指示表的原理图
双金属片式油压表结构原理图如图6-1-7所示。它由装在发动机润滑系主油道中的油压传感器和装在仪表板上的油压指示表两大部分组成。
图6-1-7 双金属片式油压表结构原理图
油压传感器俗称感压盒，为一圆形钢壳密封件。盒内装有膜片，膜片的中心上顶着弓形弹簧，弹簧片的悬臂端焊有动触点，另一端搭铁。弹簧片悬臂端上顶着双金属片的工作臂触点，即保持触点冷态接触。双金属片工作臂上绕有电热线圈，线圈的一端连接在工作臂的端头触点上，另一端经接触片和接线柱与指示表相连。双金属片的另一臂为补偿臂，当外界温度变化时，工作臂的附加变形可由补偿臂的相应变形补偿。补偿臂头与接触片连接，接触片的一端通过调节齿轮相连并搭铁，另一端接校正电阻，校正电阻与电热线圈并联。膜片下面为油腔，油腔上边缘与传感器罩形顶盖周边扣压密封。
当电源开关接通时，电流流过双金属片，使金属片受热变形弯曲；触点分开，电流被切断，双金属片冷却伸直，触点闭合……如此反复，形成如图6-1-8所示的脉动电流。
图6-1-8 脉冲电流波形图
图6-1-9 磁感应式车速里程表
1—永久磁铁；2—铝碗；3—磁屏；4—盘形弹簧；5—刻度盘；6—指针
机油压力较大时，膜片被顶升，弹簧变形，需流过金属片的电流较大，触点才分断，造成整个回路中触点闭合时间长而分断时间短，电流的有效值较大，双金属片受热弯曲程度增加，带动指示仪表的指针偏转较大，指示高油压；反之，当机油压力较小时，则弹簧变形减小，整个回路的电流有效值减小，仪表指针偏转较小，指示低油压。
5-车速里程表
车速里程表是用来指示汽车行车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。车速里程表有磁感应式和电子式两种。
（1）磁感应式车速里程表
磁感应式车速里程表的结构如图6-1-9所示。它的主动轴由变速器传动蜗杆经软轴驱动。车速表由与主动轴紧固在一起的永久磁铁，带有轴与指针的铝罩、磁屏和紧固在车速里程表外壳上的刻度盘等组成。不工作时，铝罩在游丝的作用下，使指针位于刻度盘零的位置。当汽车行驶时，主动轴带着永久磁铁旋转，磁感线在铝罩上引起涡流，涡流产生的磁场与旋转的永久磁铁磁场相互作用产生转矩，克服游丝的弹力，使铝罩朝永久磁铁转动方向转过一个角度，与游丝的弹力相平衡，指针便在刻度盘上指示相应的车速。车速越高，永久磁铁旋转越快，铝罩上的涡流越强，因而转矩越大，指针指示的车速也越高。
里程表则由蜗轮蜗杆机构减速和用数字轮显示。蜗轮蜗杆具有一定的传动比。汽车行驶时，软轴带动主动轴，并经3对蜗轮蜗杆驱动里程表右边第一数字轮。第一数字轮上所刻数字为1/10km，两个相邻的数字轮之间，又通过本身的内齿和进位数字轮传动齿轮，形成1/10的传动比，即当第一数字轮传动一周，数字由9翻转到0时，使相邻的左面第二数字轮转动1/10周，成十进位递增。这样汽车行驶时，就可累计出其行驶里程数。
（2）电子式车速里程表
电子式车速里程表工作原理如图6-1-10所示。汽车行驶时，变速器带动磁铁转动，磁力线切割线圈产生交流电，经M接线柱输出，并通过连线至仪表的M接线柱接入仪表，经二极管整流器整流，输出直流电，该直流电流经电阻线圈和电阻，通过游丝到动圈产生磁场。这样，动圈磁场和永久磁场相互作用产生力矩，推动指针顺时针转动。速度越快，产生的力矩越大，指针偏角越大。计数器由电磁铁不断吸合、断开，推动启动叉，启动叉不断拨动6个计数轮组成的里程表，而电磁铁的电源接通和断开由感应器中的断电器控制。
图6-1-10 电子式车速里程表原理图
二、数字仪表
现代汽车对工况信息显示的项目越来越多，但驾驶员的有效视野及驾驶室的可用容积是有限的，因而传统的机电型仪表及指示装置逐渐被电子化仪表及显示装置所代替，如图6-1-11所示。这些新型的工况信息显示装置具有体积小、精度高、便于装配和维护等特点，已成为现代汽车的主要显示装置。
图6-1-11 数字仪表
三、仪表总成的拆装
①断开蓄电池的负极电缆。
②拆卸方向盘定位螺母。
③在方向盘和转向轴上做装合标记。
④使方向盘回正，处于正前方（中间）位置。
⑤旋松扭矩螺钉，拉出喇叭按垫。
⑥断开连接器来拆卸喇叭按垫。
⑦拆卸组合仪表罩壳。
⑧拆卸卡扣。
⑨按压两个卡扣的末端。
⑩断开连接器，拆卸组合仪表。
【任务实施】
一、实施内容
仪表总成的拆装。
二、准备工作
1-所需设备、工具和材料
实训用车辆，拆装工具，前栅格布，翼子板防护套，环保三件套，以及干净抹布、车轮挡块等。
2-安全防护用品
标准作业装、安全鞋、线手套等。
3-信息收集
车辆VIN码：_____________________
车辆型号：_____________________
三、技术规范与注意事项
①严禁违规操作。
②使用维修手册和电路图时，要注意避免残缺不全，资料应与使用车辆型号相对应。
③要遵守维修手册规定的其他技术和安全要求。
四、任务实施步骤及方法
1-一般准备工作
①清点所需工量具数量和种类。 □任务完成
②检查设备、工量具性能是否良好。 □任务完成
2-安全防护准备工作
①安装车轮挡块阻挡车轮。 □任务完成
②使用空挡和驻车制动。 □任务完成
③安装好前栅格布、翼子板防护套、环保三件套。 □任务完成
3-仪表总成拆卸
①断开蓄电池的负极电缆。 □任务完成
②拆卸方向盘定位螺母。 □任务完成
③在方向盘和转向轴上做装合标记。 □任务完成
④使方向盘回正，处于正前方（中间）位置。 □任务完成
⑤旋松扭矩螺钉，拉出喇叭按垫。 □任务完成
⑥断开连接器来拆卸喇叭按垫。 □任务完成
⑦拆卸组合仪表罩壳。 □任务完成
⑧拆卸卡扣。 □任务完成
⑨按压两个卡扣的末端。 □任务完成
⑩断开连接器，拆卸组合仪表。 □任务完成
4-现场恢复
①收回、清点、整理工具及设备。 □任务完成
②与小组成员共同清洁场地及实训车辆。 □任务完成
【任务检测】
一、填空题
根据图示在方框中写出STN2000仪表各部件名称。
1-
2-_____________________
3-_____________________
4-_____________________
5-_____________________
6-_____________________
7-_____________________
8-_____________________
9-_____________________
10-_____________________
二、简答题
1-叙述桑塔纳2000发动机转速表的工作原理。
2-写出电热式燃油表的结构名称。
3-写出电热式水温表的结构名称及工作原理。
【评价与反馈】
【教师评估】
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