《仪表与安全设备》PPT课件.ppt

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第七章仪表与安全设备第一节汽车常见仪表及电子显示装置第二节安全设备为使驾驶员及时获取汽车各系统工作状态的相关信息在驾驶室转向盘的前方台板上都装有仪表报警灯及电子显示装置见图7 1 常见的汽车仪表有电流表电压表燃油表水温表机油压力表车速里程表发动机转速表等一汽车常见仪表1 电流表电流表用来指示蓄电池的充电电流值同时还用以监视充电系是否正常工作汽车常用电流表的结构可分为动铁式也称电磁式和动磁式两种 1 动铁式电流表解放CA1092型汽车用动铁式电流表其结构第一节汽车常见仪表及电子显示装置下一页见图7 2 a 黄铜板条或铅合金架固定在绝缘底板上两端与接线柱相连下边前侧夹有永久磁铁下边的后侧支撑有转轴在转轴上装有带指针的软钢转子当无电流流过电流表时软钢转子被永久磁铁磁化而相互吸引指针保持在中间0的位置当蓄电池向外供电时放电电流通过黄铜板条产生的磁场与永久磁场形成一个合成磁场在合成磁场吸引下软钢转子偏转一个与合成磁场方向一致的角度于是转子就带动指针指向刻度板的一侧放电电流越大合成磁场越强电流表指针偏转角度也越大指示放电电流数值也越大第一节汽车常见仪表及电子显示装置下一页上一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置当发电机向铅蓄电池充电时指针指向与蓄电池向外供电时相反 2 动磁式电流表东风EQ1092型汽车装用动磁式电流表其结构见图7 2 b 黄铜板固定在绝缘底板上两端与接线柱相连中间夹有磁扼与导电板固装在一起的转轴上装有指针与永久磁铁转子组件当无电流通过电流表时永久磁铁转子通过磁扼构成磁路使指针保持在中间的0位当蓄电池向外供电时放电电流通过导电板产生磁场使永磁转子带动指针向侧偏转放电电流越大指针偏转角越大指示放电电流的数值也越大当发电机向蓄电池充电时指针指向与蓄电池向外供电时相反 2 电压表下一页上一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置电压表是用来指示发电机和蓄电池的端电压通常与负载并联连接且受点火开关控制 1 电热式电压表电热式电压表结构简单指针摆动较迟缓要待指针指示稳定后才可读数电压表在结构上有电热式电磁式两种见图7 3 a 在接通或切断电源时 2 电磁式电压表图7 3 b 为北京切诺基汽车上装用的电磁式电压表的结构它由两十字叉布置的电磁线圈永久磁铁转子指针及刻度盘等零件组成电路中两只线圈与稳压管及附加电阻串联稳压管的作用是当电源电压达到一定数值后才将电压表电路接通在电压表未接入电路或电源电压低于稳压管击穿电压时下一页上一页永久磁铁将转子磁化保持电压表指针在初始的位置 9V 接通电路当电源电压达到稳压管击穿电压后两十字交又线圈产生的磁场与永久磁铁产生的磁场相互作用从而使转子带动指针偏向高电压方向电源电压越高其电磁场就越强指针偏转角度也就越大 3 机油压力表机油压力表的作用是在发动机运转时指示发动机主油道机油压力它由装在发动机主油道上或粗滤器壳上的油压传感器配合工作常用油压表结构有电热式和电磁式两种现代汽车上大多采用电热式油压表下一页上一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置 1 电热式油压表的结构电热式油压表结构及电路如图7 4所示油压传感器为圆盒形内部有感受机油压力的膜片膜片下方的油腔与润滑系主油道相通膜片上方顶着弓形弹簧片弹簧片的一端焊有银合金触点另一端固定并搭铁双金属片上绕有电热线圈线圈的一端焊在双金属片上另一端接在接触片上校正电阻与电热线圈并联油压表内装有双金属片其上绕有电热线圈线圈一端经接线柱和传感器的触点串联另一端接电源正极双金属片的一端制成钩状钩在指针上另一端则固定在调整齿轮上当油压表接入电路中工作时电流由电源正极经油压表双金属片电热线圈到传感器接线柱接触片校正电阻电热线圈触点弹簧片搭铁构成回路下一页上一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置 2 电热式油压表的工作原理未接通点火开关时仪表电路不通指示表靠双金属片保持在0位置发动机转动时如果机油压力较大膜片向上拱曲传感器内触点的压力较大这时电热线圈必须经过较长时间通电后才能使双金属片弯曲变形将触点分开触点分开后只需较短时间的冷却又使触点重新闭合当油压较高时传感器内触点断开时间短闭合时间长电流平均值较大油压表内双金属片变形相应较大从而指示较高的油压当油压较低时传感器内触点断开时间长闭合时间短电路中电流的平均值较小油压表内双金属片变形较小指针指示较低油压电磁式两类现代汽车常用电热式水温指示表配热敏电阻式下一页上一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置下一页上一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置水温传感器热敏电阻式水温传感器如图7 5所示热敏电阻下端与壳体接触通过壳体搭铁上端通过弹簧与接线柱相通当发动机冷却水温度低时传感器热敏电阻阻值较大水温表电路电流较小水温表加热线圈温度较低双金属片受热弯曲变形量较小拉动指针指示低温区当冷却水温度上升后热敏电阻阻值减小水温表电路电流增大水温表加热线圈温度上升双金属片受热弯曲变形量增大指针指示高温区 5 燃油表燃油表是用来指示油箱内储蓄油量多少的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构成燃油指示表有电磁式和电热式两种现代汽车常用电热式燃油指示表配可变电阻式传感器电热式燃油表的结构与电热式水温表相似仅指示表的刻度不同为了稳定电源电压在电路中串接了一个稳压器其结构如图7 6所示燃油表的工作原理如下当油箱无油时传感器中的浮子处于最低位置此时接通点火开关电流便从蓄电池正极点火开关稳压器触点稳压器双金属片燃油指示表加热线圈传感器电阻滑片搭铁蓄电池负极第一节汽车常见仪表及电子显示装置下一页上一页由于传感器电阻全部串入电路中流过燃油指示表加热线圈的电流很小所以双金属片几乎不变形指针指在0处表示油箱无油当油箱的油量增加时传感器的浮子上浮滑片移动使部分电阻被接入电路于是流入加热线圈中的电流增大双金属片受热弯曲而带动指针向移动指出油量的多少 6 仪表稳压器电热式水温表及燃油表配用可变电阻式传感器时应在电路中串人仪表稳压器其作用是当电源电压变化时稳定仪表平均电压避免仪表的指示误差仪表稳压器常见有电热式和电子式两类 1 电热式仪表稳压器电热式仪表稳压器的结构见图7 7 a 第一节汽车常见仪表及电子显示装置下一页上一页它由双金属片一对常闭触点电热线圈座板和外壳等组成电热线圈绕在双金属片上一端搭铁另一端焊在双金属片上双金属片的一端用铆钉固定并与仪表接线柱连接另一端铆有活动触点固定触点铆在调节片上调节片的一端也用铆钉固定并与电源接线柱相连两触点之间压力可通过螺钉调整仪表稳压器的原理电路见图7 7 b 其工作原理如下当电源电压偏高时电热线圈中的电流增大产生热量大使触点在较短时间里断开断开的触点又需较长时间冷却才能重新闭合于是触点闭合时间短断开时间长从而将偏高的电源电压降低为某一输出电压平均值下一页上一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置当电源电压偏低时电热线圈中的电流减小产生热量小使触点断开时间短而闭合时间长从而将偏低的电源电压调整到同一输出电压平均值 2 电子式仪表稳压器采用三端集成稳压器可简化仪表结构降低仪表成本提高稳压精度延长仪表寿命桑塔纳奥迪轿车采用专用的三端式电子仪表稳压器图7 8中A脚为输出脚 Z脚为搭铁 E为电源输入端该稳压器输出电压为9 5 10 5V 7 车速里程表车速里程表用来指示汽车行驶速度和累计汽车行驶里程数下一页上一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置它由车速表和里程表两部分组成按其工作原理可分为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7 9 a 所示它没有电路连接由汽车的变速器或分动器软轴驱动仪表的主动轴磁感应式车速里程表的工作原理如图7 9 b 所示当汽车行驶时主动轴带动U形永久磁铁旋转在感应罩上产生涡流磁场和转矩驱使感应罩克服盘形弹簧弹力作同向旋转从而带动指针在刻度盘上指示相应的车速值车速越快永久磁铁旋转越快感应罩上的涡流转矩越大下一页上一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置感应罩带着指针偏转的角度越大指示的车速值也越大车速越慢则指示车速值越小里程表主动轴与三套蜗轮蜗杆按一定传动比传动从而逐级带动数字轮转动计数器为十进制右边数字轮每旋转一周相邻的左边数字轮指示数便自动增加1 从右往左其单位依次为1 10km 1km 10km 依此类推就能累计出汽车所行驶过的里程汽车停驶时永久磁铁以及蜗轮蜗杆均停止转动感应罩上的涡流转矩消失在盘形弹簧作用下使转速表指针回到0位置同时里程表也停止计数当汽车继续行驶时里程表又继续计数 2 电子式车速里程表桑塔纳2000型轿车采用的是电子车速第一节汽车常见仪表及电子显示装置下一页上一页里程表由于它是从装于变速器后的传感器中取得脉冲信号通过导线输送给指示器克服了原机械式车速里程表用软轴传输转矩的缺点并具有精度高指针平稳和寿命长等特点车速表由永久磁铁矩形塑料框内线圈针轴游丝组成里程表由电子模块步进电动机机械计算器组成 8 发动机转速表发动机转速表用来测量发动机曲轴转速转速表按其结构不同可分为机械式和电子式其中应用较广泛的是电子式转速表电子式转速表按转速信号的获取方式不同可分为从点火系获取信号的转速表测取飞轮或正时齿轮转速的转速表从发电机上获取下一页上一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置转速信号的转速表图7 10为脉冲式电子转速表的原理图其信号取自点火系初级电路二报警信号装置为了警示汽车发动机或某一系统处于不良或特殊状态引起汽车驾驶员的注意保证汽车可靠工作和安全行驶汽车仪表板上安装了多种报警装置报警装置由报警灯和报警灯开关组成当被监测的系统或总成工作不正常时开关自动接通而使报警灯发亮以提醒驾驶员注意如水温报警灯机油压力报警灯燃油不足报警灯气压不足报下一页上一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置警灯制动灯断线报警灯液面过低报警灯等报警灯通常安装在仪表上功率为1 4W 在灯泡前设有滤光片使报警灯发出黄光或红光滤光片上通常制有标准图形符号 1 机油压力报警灯某些汽车上除装有机油压力表之外还装有机油压力报警灯当润滑系统压力降低到允许限度时报警灯亮以便引起汽车驾驶员注意东风EQ1090型载货汽车装用的弹簧管式机油压力报警灯的电路如图7 11所示它由装在发动机主油道的弹簧式传感器和装在仪表板上的红色报警灯组成传感器为盒形内有管形弹簧管形弹簧一端经管接头与润滑系主油道相通另一端与动触点相接静触点第一节汽车常见仪表及电子显示装置下一页上一页经接触片与接线柱相连当机油压力低于6 10kPa时管形弹簧变形很小于是触点闭合电路接通使报警灯发亮当机油压力超过6 10kPa时管形弹簧变形大使触点分开电路切断报警灯熄灭说明润滑系工作正常 2 燃油箱存油量报警灯当燃油箱内燃油减少到规定值以下时燃油存量报警灯点亮如图7 12所示它由热敏电阻式传感器和报警灯组成当燃油箱内燃油量多时热敏电阻元件浸没在燃油中散热快其温度较低电阻值大报警灯处于熄灭状态第一节汽车常见仪表及电子显示装置下一页上一页当燃油减少到规定值以下时热敏电阻元件露出油面散热慢温度升高电阻值减小电路中电流增大则报警灯发亮提醒驾驶员及时加油 3 水温报警灯水温报警灯的作用是当冷却系水温升高到一定限度时报警灯自动发光以示报警其电路如图7 13所示在传感器的密封套管内装有条形金属片双金属自由端焊有动触点静触点直接搭铁冷却水正常时传感器因感温低双金属片几乎不变形触点分开报警灯不亮当冷却水温升高到95 以上时双金属片则由于温度高而弯曲下一页上一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置第一节汽车常见仪表及电子显示装置使触点闭合红色报警灯便通电发亮以警告驾驶员采取适当降温措施 4 制动系低气压报警灯在采用气制动的汽车上当制动系气压过低时制动系低气压报警灯即发亮以引起汽车驾驶员注意低气压报警灯开关装在制动系储气筒或制动阀压缩空气输入管路中红色报警灯装在仪表板上其电路如图7 14 a 所示低气压报警灯开关的结构见图7 14 b 电源接通后当制动系贮气筒内的气压下降到35 38kPa 由于作用在气压报警灯开关膜片上的压力减小于是膜片在复位弹簧的作用下向下移动而使触点闭合电路接通低气压报警灯发亮上一页下一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置当贮气筒中的气压升高到45kPa以上时由于开关中的膜片所受的推力增大而使复位弹簧压缩触点打开于是电路切断低气压报警灯熄灭 5 制动信号灯断线报警灯如图7 15所示在制动信号灯电路中接有两个电磁线圈分别与左右两侧的制动信号灯串联在正常情况下制动时踩下制动踏板制动灯开关接通电流分别经电磁线圈使左右制动信号灯亮此时两线圈所产生的磁场互相抵消报警灯不亮若有一侧制动信号灯断路或灯丝烧断制动时该侧电磁下一页上一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置线圈无电流通过而通电的线圈所产生的磁场吸力吸动舌簧开关触点闭合报警灯亮三电子显示装置1 汽车常用电子显示器件电子显示器件可分为两大类发光型和非发光型发光型显示器件有发光二极管 LED 真空荧光管 VFD 阴极射线管 CRT 等离子显示器件 PDP 和电致发光显示器件 ELD 等非发光型的有液晶显示器件 LCD 和电致变色显示器件 ECD 等这些均可作为汽车电子显示器件 1 发光二极管 LED 其发光的颜色有红绿黄橙可下一页上一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置单独使用也可用来组成数字在实际应用中常把它焊接到印刷电路板上以形成数字显示或带色光杆显示图7 16 a 为用七只发光二极管组成的数码显示装置有些仪表则用发光二极管所组成的光点矩阵型显示器如图7 16 b 所示 IED只适用于作汽车指示灯数字符号段或点数不太多的光杆图形显示不宜作大型显示 2 真空荧光管 VFD 它实际上是一种低压真空管由玻璃金属等材料构成它是一种主动显示其发光原理与电视机中的显像管相似真空荧光管的结构和工作原理如图7 17所示下一页上一页下一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置图示为汽车用的数字式车速表的真空荧光显示屏三位数字其阳极为20个字形笔画小段上面涂有荧光体或磷光体各与一个接线柱相接且笔画内部相互连接其阴极为灯丝在灯丝与笔画小段阳极之间插入栅格其构造与一般电子管相似整个装置密封在一个被抽空了的玻璃罩内 VFD具有色彩鲜艳可见度高立体感强等特点是目前汽车上采用最多的一种但由于做成大型的多功能VFD成本较高故现在大多由一些单功能小型的VFD组成汽车电子式仪表盘 3 液晶显示器件 LCD 液晶是一种有机化合物它由长杆形分子构成在一定的范围它具有普通液体的流动性质也具有上一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置晶体的某些特征液晶显示器件是一种新型的非发光型平板显示器件其结构见图7 18 它有两块厚约1mm的玻璃基板基板上涂有透明的导电材料以形成电极图形两基板间注入主层5 20N m厚的液晶再在两玻璃基板外表面分别贴上前偏光板和后偏光板并将整个显示板完全密封以防湿气和氧侵入这便构成透射式LCD 由于LCD为非发光型显示所以夜间显示必须采用照明光源这便削弱了它所具有的低功耗之优点其次是LCD的低湿响应特性较差再就是LCD的显示图形不够华丽明显这是所有非发光型下一页上一页显示器件共有的缺陷 2 电子显示装置实例 1 数字式电子钟夏利轿车安装的数字式石英钟采用了数码发光显示其特点是明亮清晰并配有调时按钮便于对时切断点火开关时钟的显示消失但内部始终处于计时状态除非断开蓄电池接线有些汽车则用液晶显示式数字电子钟由于耗电省不需汽车蓄电池供电只需配扣式电池第一节汽车常见仪表及电子显示装置下一页上一页第一节汽车常见仪表及电子显示装置 2 光杆式仪表板它通常用数字或杆状图形的形式显示被监控系统的工作状态可以实现一表多用的功能仪表的功能通常用标准化符号或形象图形表示装用在京燕牌JK6420A BM213A 轻型越野车上的国产ED一02电子式组合仪表外观见图7 19 返回上一页第二节安全设备一安全气囊1 安全气囊系统的种类按照系统中气囊的数量可分为单安全气囊系统双安全气囊系统和多安全气囊系统单安全气囊系统只在驾驶员转向盘上安装一个安全气囊双安全气囊系统在驾驶员转向盘和前乘员前仪表台上各安装一个安全气囊多安全气囊系统除了在转向盘和仪表台上各安装一个安全气囊外个别高级轿车还在车门上座椅侧面也分别安装安全气囊按照气囊系统的功用可分为正面安全气囊系统和侧面安全气囊系统下一页第二节安全设备按照气囊引爆控制方式可分为机械控制式和电子控制式两类机械控制式安全气囊采用机械方式检测和引爆气囊目前已很少使用电子控制式安全气囊采用碰撞传感器和电控单元检测和控制安全气囊的引爆是目前广泛采用的控制方式 2 电子控制式安全气囊的结构和原理电子式安全气囊系统的组成部件分布在汽车的不同位置虽然各型汽车安全气囊系统采用部件的结构和数量有所差异但是其基本组成和工作原理都大致相同其主要部件在轿车上的位置如图7 20所示主要有安全气囊传感器安全气囊装置电子控制装置 ECU 缆线及报警灯等组成下一页上一页驾驶席侧安全气囊装置在转向盘中乘员侧防撞安全气囊一般装置在仪表板上外面用一个塑料盖遮住安全气囊传感器分别安装在驾驶室间隔板左右侧及中部中部的安全气囊传感器与安全气囊系统电子控制装置安装在一起 1 传感器按结构可分为全机械式机电式和电子式3种形式根据其所承担任务不同还可分为三种第一种是前碰撞传感器主要用来感侧汽车低速正面所受到的冲击信号通常安装在前左右档泥板保险杠中央第二种是中央传感器主要用来感知汽车高速碰撞的信号通常安装在安全气囊ECU中第二节安全设备下一页上一页第二节安全设备第三种是安全传感器主要用来防止非碰撞状况引起安全气囊误动作通常也安装在安全气囊ECU内当车辆发生在两个前碰撞传感器的传感器区内正面碰撞时系统检测车辆减速度的部件有三种前碰撞传感器中央传感器和安全传感器其中安全传感器闭合所需的减速度较另外两个要小安全气囊的触发条件是当车辆发生正面碰撞时某个安全传感器与某个前气囊传感器同时闭合或者某个安全传感器与中央气囊传感器同时闭合或者三种传感器同时闭合 1 碰撞传感器碰撞传感器现大多数采用惯性式机械开关结构如图7 21所示传感器装在一个密封的防震保护盒内下一页上一页第二节安全设备碰撞传感器的工作原理如图7 22所示在正常情况偏心转子与偏心重块在游丝弹簧弹力的作用下顶靠在与外壳相连的止动块上此时活动触点与固定触点不接触当车辆受到从前至后的冲击力且冲击力超过设定值时在惯性力作用下偏心重块带动偏心转子克服游丝弹簧弹力而产生旋转使安装在偏心转子上的活动触点与固定触点接合从而向安全气囊ECU发出闭合电信号同时安全传感器也接通安全气囊ECU发出引爆气囊指令使安全气囊迅速充气 2 中央传感器中央传感器大多采用半导体压力式传感器它具有稳定性好应变灵敏系数值大及压敏电阻效应性好等特点下一页上一页第二节安全设备其结构如图7 23所示当汽车的速度越大碰撞后产生加速度的力就越大输出的电压也越高 3 安全传感器安全气囊系统通常设有两个安全传感器它装在安全气囊ECU内实际是一个水银常开开关如图7 24所示当减速度超过预定值时水银在惯性作用下将水银上抛接通触点安全传感器闭合它只有在车辆前方发生碰撞时才对减速度做出响应否则当碰撞以外其他原因即便中央传感器和碰撞传感器有信号愉出如果安全传感器无信号愉出则应判定汽车无碰撞以防止气囊误动作下一页上一页第二节安全设备 2 安全气囊ECU安全气囊ECU大多安装在仪表台中央下端其作用是根据各个传感器的信号来控制气囊的触发此外还对系统故障进行自我诊断在汽车行驶过程中安全气囊电脑不断接收前碰撞传感器和安全传感器传来的车速变化信号经过数学计算和逻辑判断后确定是否发生碰撞当判断结果为发生碰撞时立即运行控制点火的程序并向点火电路发出指令引爆点火剂使安全气囊充气除此之外安全气囊电脑还要对控制组件中关键部件的电路如传感器电路后备电源电路点火电路安全气囊指示灯及其驱动电路不断进行诊断测试并通过安全气囊指示灯和存储在存储器中下一页上一页第二节安全设备的故障代码来显示测试结果仪表板上的安全气囊指示灯可直接向驾驶员提供安全气囊系统的状态信息信号处理电路信号处理电路主要由放大器和滤波器组成其功能是对传感器检侧的信号进行整形放大和滤波以便安全气囊电脑能够接收识别和处理后备电源电路防止碰撞中气囊系统中断电源当汽车电源与安全气囊电脑之间的电路切断后在一定时间一般为65 内维持安全气囊系统供电保持安全气囊系统的正常功能保护电路和稳压电路在汽车电器系统中许多电器部件带有电感线圈工作时会产生瞬时脉冲电压即过电压为防止SRS元件下一页上一页受损安全气囊ECU中必须设置保护电路同时为了保证汽车电源电压变化时安全气囊系统能够正常工作还必须设置稳压电路 3 安全气囊组件1 气体发生器和气囊在气体发生器中气囊位于转向盘中央部位不可拆开气体发生器内有一个发火极其外围是点火剂通过两层隔离板最外侧和气体发生器上部为一折叠着的气囊驾驶员侧气囊多由涂有硅橡胶或氯丁橡胶的尼龙布制成橡胶涂层起密封和阻燃作用气囊背面有两个泄气孔乘客侧气囊没有涂层靠尼龙本身的孔饰盖是充气组件的盖板其上制有撕缝以便气囊能冲破饰盖而充开第二节安全设备下一页上一页图7 25为驾驶侧转向盘中央气囊图7 26为乘客侧仪表板上方气囊为了便于安装驾驶席侧安全气囊气体发生器一般都做成圆形气体发生器壳体由上盖和下盖两部分组成上盖上有若干个充气孔充气孔有长方形孔和圆形孔两种上盖与下盖用冷压工艺压装成一体壳体内装充气剂滤网和点火器金属滤网安装在气体发生器壳体的内表面用以过滤充气剂和点火剂燃烧后的渣粒气体发生器的工作情况见图7 27 当车辆正面严重碰撞时减速力使气囊传感器导通电流流入传爆管使其产生高热从而点燃传爆管内的点火物质第二节安全设备下一页上一页第二节安全设备火焰随即扩散到点火剂和气体发生剂于是产生大量氮气这些氮气经过滤器降温后进入气囊乘员侧气囊的气体发生器为长筒形乘员侧气囊气体发生器用药质量一般为500g左右主要由于乘员侧气囊距离乘员比驾驶席侧气囊距离驾驶员的距离大因此乘员侧气囊的体积比驾驶席侧体积要大 2 点火器点火器外包铝箔安装在气体发生器内部中央位置其功用是在前碰撞传感器和安全传感器将气囊电路接通时引爆点火剂产生热量使充气剂分解点火器的结构见图7 28 点火器的所有部件均安装在药筒内点火剂包括引爆炸药和引药引出导线与气囊连接器插头连接连接器一股多为黄色中设有下一页上一页短路片铜质弹簧片当连接器插头拔下或插头与插座未完全接合时短路片将两根引线短接防止静电或误通将电热丝电路接通而造成气囊误膨开点火器的工作情况是当安全气囊电脑发出点火指令时电热丝电路接通电热丝迅速加热引爆引药引爆炸药瞬间爆炸产生热量热量使药筒内的温度和压力急剧升高并冲破药筒使充气剂叠氮化钠受热分解释放氮气充入安全气囊 3 电器连接件气囊系统的电器连接件有螺旋电缆线连接器和线束第二节安全设备下一页上一页第二节安全设备螺旋电缆线其功用是把电信号输送到安全气囊引爆器的接线上它用于转向盘上的电器开关到方向柱及车身侧的电器连接由于驾驶员侧气囊是安装在转向盘上而转向盘需要转动为了实现这种静止与活动端的可靠连接因此采用螺旋弹簧它由旋转接线螺旋电缆线盘壳扁平电缆线盘复位凸轮等构成复位凸轮和螺旋线盘壳凹凸相嵌为一体扁平电缆线长4 8m 卷成一盘置于螺旋电缆盘壳内一端与可转动的盘壳上的接插头相连一端与盘壳固定件的接插头相连向左或向右转动3圈也不会使电缆有任何被拉紧的现象如图7 29所示如果点火开关转到ACC或ON位置时螺旋电缆线盘断开下一页上一页第二节安全设备 SRS电脑将判断为故障并记入故障码连接器气囊系统的连接器的可靠性很重要所有连接器均使用耐久的铂金作接触端子采用双保险锁定和分断自动短接措施连接器分断后引爆器的电源端和搭铁线会自动短接防止因误通电或静电造成引爆器误触发连接器分为气囊控制电脑连接器熔断丝盒连接器互联连接器气囊连接器和前传感器连接器线束安全气囊系统的线束采用了特殊的包装和色标以保证在碰撞中能保持线路连接可靠和便于检查 3 安全气囊系统的基本原理当汽车受到前方一定角度范围内的高速碰撞时安装在汽车前端下一页上一页第二节安全设备的碰撞传感器和与SRS电脑安装在一起的防护碰撞传感器就会检测到汽车突然减速的信号使传感器触点闭合将减速信号传送到SRS电脑 SRS电脑中预先设置的程序经过对传感器所检测的信号进行数学计算和逻辑判断必要时立即向SRS气囊组件内的电热点火器电雷管发出点火指令引爆电雷管点火剂引药受热爆炸即电热丝通电发热引爆炸药点火剂引爆时迅速产生大量热量充气剂叠氮化纳固体药片受热分解释放大量氮气充入气囊气囊便冲开气囊组件的装饰盖板鼓向驾驶员使驾驶员头部和胸部压在充满气体的气囊上将人体与车内构件之间的碰撞变为弹性碰撞并通过气囊产生变形来吸收人体碰撞时产生的动能达到保护人体的目的其基本原理见图7 30 下一页上一页第二节安全设备二中央门锁与防盗报警系统1 中央门锁门锁是锁止车门的机构是保证汽车行驶安全的一项重要措施门锁的一般要求是门锁不仅能将车门可靠锁紧或打开而且要求门锁在锁止位置时操纵内外手柄均不能打开车门为了提高汽车使用的安全性方便性现代轿车大多安装中央门锁控制系统 1 中央门锁的功能能对车门及行李舱锁进行集中控制当驾驶员对左前门进行控制锁门开门时汽车所有的门锁及行李舱锁能同时实现相同的控制效果下一页上一页下一页上一页第二节安全设备在中央门锁系统不工作时乘客仍可使用各车门的机械锁扣开关车门 2 中央门锁系统的组成中央门锁系统一般由门锁开关门锁执行机构和门锁控制器组成系统零部件位置如图7 31所示 1 门锁开关大多数汽车的中央门锁系统在驾驶室车门上装有门锁总开关驾驶员操纵此开关其他几个车门锁扣包括后车门或行李箱将同时扣下或同时打开另外除驾驶席侧车门外其他车门上单独设置门锁开关独立地控制一个车门便于单独操作有些汽车的中央门锁系统由门锁杆兼作门锁开关不另设门锁开关当提起驾驶席侧车门的门锁杆时则可使其他锁都打开当压下门锁杆时下一页上一页第二节安全设备其他门锁也同时锁定其功能与门锁开关相同 2 门锁执行机构驱动中央门锁执行机构动作的形式有直流电机式门锁如图7 32所示在中央集控门锁系统中还有一种执行机构是电磁线圈式门锁两种结构都是通过改变极性转换其运动方向而执行锁门或开门动作的图7 33所示为一种双线圈式电磁式门锁执行机构当给锁门线圈通正向电流时衔铁带动连杆左移锁门当给开门线圈通反向电流时衔铁带动连杆右移开门直流电动机式门锁执行机构其驱动力由可逆转的直流电动机提供利用电动机正转和反转完成锁门和开门动作第二节安全设备下一页上一页 3 门锁控制器为门锁执行机构提供锁开脉冲电流的控制装置称为门锁控制器常用形式有以下3种晶体管式门锁控制器如图7 34所示该门锁控制器内部有两个继电器一个控制锁门一个控制开门继电器由晶体管开关控制它利用电容器的充放电过程控制一定的脉冲电流持续时间使执行机构完成锁门和开门动作电容式门锁控制器如图7 35所示该门锁控制器利用电容充放电特性平时电容器充足电工作时把它接入控制电路使电路放电使两电路中之一通电而短时吸合电容器完全放电后通过继电器的电容中断而使其触点断开门锁系统不再工作第二节安全设备车速感应式门锁控制器见图7 36 在中央门锁系统中加装一车速为10km h的感应开关当车速在10km h以上时若车门未上锁驾驶员不需动手门锁控制器自动将门上锁如果个别车门要自行开门或锁门可分别操作当点火开关接通时电流流经报警灯可使3个车门的报警灯开关此时门未锁搭铁报警灯亮若按下锁门开关定时器使三极管V2导通一下在三极管V2导通期间锁定继电器线圈L1通电锁定继电器常开触点闭合门锁执行机构通过正向电流执行锁门动作当按下开锁开关则开锁继电器线圈L2通电开锁继电器常开触点闭合门锁执行机构通过下一页上一页第二节安全设备反向电流执行开门动作汽车行驶时若车门未锁且车速低于10km h时置于车速表内的10km h开关闭合此时稳态电路不向三极管V1提供基极电流当行车速度高于10km h时车速感应开关断开此时稳态电路给三极管V1提供基极电流 V1导通定时器触发端经三极管V1和车门报警开关搭铁如同按下锁门开关一样使车门锁定从而保证行车安全 2 防盗报警系统为了防止车辆被盗大多数轿车上装有防盗系统下一页上一页第二节安全设备初期的防盗系统主要在控制门锁门窗转向盘制动器切断供油等方面设置机械防盗装置但安全性较差不能解决防抢和远距离遥控报警问题随着电子技术的发展汽车防盗系统日趋完善现已发展为电子密码遥控呼救信息报警等电子防盗系统其功能是当偷盗者企图行窃时使偷盗者不能开动汽车并随即以蜂鸣警笛灯光等方式吓退窃贼并同时引起路人的注意汽车防盗装置通常分为机械式防盗装置和电子式防盗装置 1 机械式防盗装置机械式是比较常见而又古老的方式就是在开车所必须用到的零件上加锁结构原理也比较简单只是将转向盘控制踏板钢圈或挡柄锁住安全性差所以正在趋于淘汰下一页上一页第二节安全设备 2 电子式防盗装置电子式防盗装置由于其强大的安全性正在走进千家万户电子式防盗装置按照密码输入方式的不同可分为按键式电子锁按键式电子锁采用键盘或组合按钮输入开锁密码操作方便内部控制电路常采用电子锁专业集成电路ASIC 此类产品包括按键式汽车电子门锁和按键式汽车点火锁拨盘式电子锁这种电子锁采用机械式拨盘开关输入开锁密码很多按键式电子锁可以改造成拨盘式电子锁电子钥匙式电子锁这种电子锁使用电子钥匙输入或作为开锁密码电子钥匙是构成控制电路的重要组成部分电子钥匙可以由元器件或由元器件构成的单元电路组成做成小型手持单元形式下一页上一页第二节安全设备触摸式电子锁这种电子锁采用触摸方法输入开锁密码操作简便相对于按键开关触摸开关使用寿命长造价低因此优化了电子锁控制电路安装了触摸式电子锁的轿车前门没有门把手而是代之以电子锁和触摸传感器生物特征式电子锁这种电子锁将声音指纹等人体生物特征作为密码输入由计算机进行模式识别控制开锁因此生物特征式电子锁的智能化程度相当高电子式防盗装置又可根据其功能使用情况分为电子式防盗锁就是给车门锁加上电子识别开锁配钥匙需要输入十几位密码的防盗方式下一页上一页按类别来分现在我们常见的主要有插片式按键式和遥控式3种电子防盗方式机电结合式电子防盗系统采用机械锁自身坚固性能的优点由无线遥控电动执行机构控制机械锁的动作使机械与电子编程技术相结合达到了机电的统一网络式防盗装置该类系统目前大体有两种一是利用车载台对讲机通过中央控制中心进行定位监控二是利用卫星进行定位跟踪 GPS 发达国家已开始试用三汽车音响及无线电防干扰装置1 汽车音响第二节安全设备下一页上一页第二节安全设备汽车音响系统像空调器一样音响系统有助于创造车内舒适环境驾驶员和乘客能轻松自在地从音响系统上收听音乐和节日汽车音响也使驾驶员能听到重要新闻包括道路交通消息它除了收听广播电台外还可欣赏自己喜欢的音乐磁带目前汽车音响系统采用电子调谐收音机 ETR 用数字显示所收到的频率大多还将汽车收音机盒式磁带唱机和CD唱机组合为一个整体其电路部分又分为收音部分放音部分功率放大部分以及其他的信号部分图7 37是常见简单的汽车音响方框图 1 收音机收音机由天线无线电接收机和扬声器组成无线电接收机包括两大部分调谐器和放大器下一页上一页 1 天线为取得较好的收听效果汽车安装的电动天线在车内即可控制天线的伸缩接收天线的形式有电动天线和全自动天线两种 2 调谐器把从天线接收到的低压信号选择出听众想听的节目的频率进人高频放大器电路放大再传送到解调电路把声音信号和载波信号分开然后送至低频放大器进一步放大经过放大器放大的声音信号可分左右声道放出 3 放大器放大来自调谐器的声音信号并将其传送至扬声器放大器是与调谐器结合在一起的放大器由两大部分组成前置放大器和主放大器前置放大器控制音量音调和左右前后平衡并通过LCD 液晶显示显示工作情况第二节安全设备下一页上一页第二节安全设备主放大器则将来自前置放大器的信号原样放大驱动扬声器放大器的性能可用输出功率 W 和信噪比 SN 来表示放大器的性能和质量 4 扬声器把来自放大器的电信号转换成声波为了取得高保真声音效果汽车音响系统安装有全频段扬声器还包括低中高各频段扬声器 2 盒式磁带唱机盒式磁带唱机将盒式磁带上的磁信号转换成为声音盒式磁带唱机由磁带控制机构和放大器两部分组成磁带控制机构用来控制走带以及磁盒的送人与弹出它包括有送人放音快进倒带停止弹出等功能 3 CD唱机CD唱机用激光光束读出刻录在CD唱片上的数字下一页上一页第二节安全设备音乐信号并将其转换为原来的模拟电信号这些信号传送至放大器放大后再传送至扬声器转换为声音 CD唱机主要包括机械系统信号读取系统激光头系统伺服系统包括聚焦伺服跟踪伺服径向进给伺服主轴伺服解码纠错和数模转换器等数字信号处理系统及系统控制等如图7 38所示 2 汽车无线电防干扰装置 1 汽车无线电防干扰装置的重要性汽车电气设备中有许多导线线圈和电子元件都具有不同程度的电容和电感而任何一个具有电感和电容的闭合回路都会形成振荡回路当电气设备工作产生火花时就会产生高频率振荡并以电磁波形式发射出来对汽车上及下一页上一页第二节安全设备周围数百米范围内的收音机电视机和其他无线电装置的正常工作产生不同程度的干扰 2 汽车无线电装置的干扰源汽车无线电装置的干扰源主要是发动机的点火系统其干扰波是由配电器中的分火头导电处间隙和火花塞间隙的火花放电引起的其次发电机负载电流在突变和整流时也会产生电磁波起动机触点式电磁振动电喇叭仪表系统等也都会产生较小的干扰波汽车电器产生的干扰电磁波具有脉冲特性且频率较宽其频率一般在0 15 1000MHz之间 3 防干扰措施在装有电子设备的汽车上除了无线电设备本身采取防干扰措施外如在收音机天线上加扼制线圈在电源上加滤下一页上一页第二节安全设备波器合理选择收音机的安装位置并加金属屏蔽等还必须在产生干扰电磁波的汽车电器上采取抑制措施一般采取的措施有以下几种加阻尼电阻在点火装置的高压电路中串入阻尼电阻可以削弱火花产生的干扰电磁波抑制无线电干扰阻尼电阻一般用碳质材料制成电阻为10 20kSL 阻尼电阻一般加在点火线圈端和火花塞接头端加并联电容器在可能产生火花处并联电容器如在调节器的电池接柱与搭铁之间和发电机电枢接柱与搭铁之间并联0 2 0 8F的电容器在水温表和机油压力表的传感器触点间并联0 1 0 2F的电容器在闪光继电器和电喇叭的触点处并联0 5F 下一页上一页第二节安全设备电容器等图7 39是装有无线电的防干扰装置采用无触点点火装置或无分电器点火系统采用无触点点火装置则以脉冲发生器和点火电子组件取代了分电器中的触点和凸轮无分电器电子点火系统采用微电脑控制点火由于去掉了断电器消除了干扰源减少了电磁辐射金属屏蔽在容易产生火花的汽车电器上用金属网遮蔽起来导线也用密织的金属网或金属导管套起来并将其搭铁这样就使这些电器因工作火花而发射的电磁波在金属屏蔽内感应寄生电流产生焦耳热耗散从而起到防干扰的作用这种措施有较好的防干扰效果但装置复杂成本高并且会增大高压电路的分布电容影响下一页上一页第二节安全设备点火性能因此一般只用在特殊需要的汽车上抗型高压阻尼线目前国内外多采用抗型高压阻尼线其线芯是用直径0 1mm的镍铬铂丝绕成相当于电感电容及电阻三者的复合体其阻值约为3 5k 2 m 抑制效果比集中电阻的效果更好利用电子控制降低触点电流例如电喇叭工作时普通触点闭合电流为3A 这么大的电流在触点开闭时会产生电火花和噪声如果稍加改动设置一个三极管开关电路取三极管的基极电流为触点电流则触点闭合电流仅为几十毫安如此一来既减少了电火花产生的可能性也消除了噪声下一页上一页第二节安全设备搭铁搭铁是系统结构设计电路设计器件组装及现场安装等过程中的一个重要环节是实施系统中抑制干扰的重要和有效方法正确搭铁与屏蔽相结合可以解决大部分干扰问题汽车电子系统中有系统搭铁机壳搭铁屏蔽数字电路搭铁和模拟电路搭铁等返回上一页图7 1桑塔纳2000型轿车仪表板布置返回图7 2电流表返回 a 动铁式中流表 b 动磁式中流表图7 3电压表返回 a 中热式 b 电磁式图7 4电热式油压表返回图7 5电热式水温表配热敏电阻式水温传感器返回图7 6电热式燃油表返回图7 7电热式仪表稳压器返回 a 稳压器的结构 b 工作原理图7 8电子式仪表稳压器返回图7 9磁感应式车谏里程表返回 a 结构 b 原理图7 10脉冲式电子转谏表返回图7 11弹簧管式机油压力报警灯返回图7 12热敏电阻式存油量报警灯返回图7 13水温报警灯返回图7 14低气压报警灯接线图返回 a 报警灯中路 b 报警灯开关图7 15制动信号灯断线报警灯线路图返回图7 16发光二极管的显示返回 a 数码显不 b 光点矩阵显不图图7 17真空荧光管返回图7 18液晶显示器结构返回图7 19国产光杆式电子仪表板返回 1 水温表 2 燃油表 3 制动故障报警灯 4 油压报警灯 5 左转向指示灯 6 充中指示灯 7 水温讨高报警灯 8 缺燃油报警灯 9 车谏表 10 蓄电池继电器开关 11 电压表 12 15 车门状态指示灯 16 右转向指示灯 17 倒车指示灯 18 雾灯指T灯 19 平制动指示灯 20 21 前照灯远光近光指示灯图7 20安全气囊主要部件分布位置返回图7 21性机械式碰撞传感器结构返回 a 外形 b c 结构 d 电路图7 22惯性机械式碰撞传感器工作原理返回 a 未发生碰撞时 b 碰撞时图7 23中央传感器返回图7 24水银式安全传感器返回图7 25驾驶侧转向盘中央气囊返回图7 26乘客侧仪表板上方气囊返回图7 27驾驶席侧安全气囊气体发生器截面图返回图7 28点火器组件返回图7 29螺旋电缆线盘返回图7 30安全气囊系统的基本原理示意图返回图7 31中央门锁系统零部件位置图返回图7 32电动机式门锁执行机构返回图7 33电磁线圈式门锁执行机构返回图7 34晶体管式门锁控制器返回图7 35电容式门锁控制器返回图7 36车速感应式门锁控制器系统电路图返回图7 37汽车音晌方框图返回图7 38CD唱机系统组成框图返回图7 39汽车电气设备无线电的防干扰系统返回

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