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1、第七章 仪表与安全设备,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
2、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
3、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
4、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
5、。.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
6、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
7、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
8、，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
9、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
10、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
11、，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9.510.5V。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,
12、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
13、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1/10 km,1 km,10 km。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
14、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
15、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14W，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
16、引起汽车驾驶员注意，东风E Q 1090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610kPa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610kPa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
17、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
18、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3538kPa，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
19、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45 kPa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
20、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(LE D)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
21、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
22、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
23、，以形成电极图形。两基板间注入主层520 N.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
24、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
25、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
26、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
27、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
28、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
29、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
30、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
31、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)
32、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
33、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500 g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
34、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
35、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
36、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
37、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
38、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
39、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，
40、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
41、: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
42、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10 km/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
43、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。
44、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
45、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
46、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
47、 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
48、，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，
49、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
50、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
