第六章  汽车仪表与报警信息系统
    1．仪表的作用
为了使驾驶员随时掌握车辆的各种工作状况，保证行车安全，并及时发现和排除车辆存在的故障，现代汽车上都安装有多种监控仪表和报警信息装置。
2．仪表的分类
汽车仪表按工作原理可分为机械式仪表、电气式仪表、模拟电路电子仪表和数字化电子仪表。传统仪表一般是指机械式仪表、电气式仪表和模拟电路电子仪表。随着现代汽车不断向信息化和电子化方向发展，数字化电子仪表相对于传统仪表具有集成度和精确度高、信息含量大、可靠性好及显示模式自由等优点，逐步取代传统仪表。
现代汽车最常用的是组合式仪表。组合仪表又分为可拆式（桑塔纳2000）和整体不可拆式（宝马、别克）2种。可拆式组合仪表的仪表、指示灯等组成部件如果损坏可以单独更换，而整体不可拆式仪表的仪表、指示灯等组成部件如果损坏就要更换总成，代价较高。
图6-1  新宝马3系汽车仪表台布局
现代轿车的仪表台（如图6-1所示）总成一般分成2部分，一般是指转向盘前的主仪表板和驾驶员旁通道上的副仪表板以及仪表罩构成的平台。主仪表板上一般集中了全车的监控仪表，如车速表、发动机转速表、油压表、冷却液温度表、燃油表等。有些仪表还设有变速档位指示、时钟、环境温度表、路面倾斜度和海拔高度表等。按照当前流行的仪表台设计款式，一般将空调、音响、导航、娱乐等设备的显示和控制部件安装在副仪表板上，以方便驾驶者的操作，同时也显得整车布局紧凑合理。汽车仪表装在仪表台上最便于驾驶员观察的位置，并且以最清晰、直观、简便的方式来显示信息。主仪表板上最醒目的位置都是用来指示车辆最基本也最重要的工况信息，同时也用其他指示形式来指示一些次要信息。一般汽车仪表都具备最基本最重要的如车速、里程、发动机转速、冷却液温度、燃油量等信息的指示功能，以及发动机电控、灯光、电源、安全、润滑、制动等系统相关工况信息的指示及报警功能。例如，宝马新3系仪表及其功能如图6-2所示。
图6-2  宝马新3系汽车仪表及其功能
1-车速表  2-转向信号灯的指示灯  3-指示灯和报警灯  4-主动巡航控制显示  5-转速表  6-能量控制  7-显示屏，用于显示：时钟、车外温度、指示灯和报警灯  8-显示用于：自动变速器档位、保养需求日期和剩余的行驶里程、里程表和里程分表、设置和信息等  9-燃油表  10-里程分表复位
第一节  电磁驱动式仪表
电磁驱动式仪表是根据电流的磁效应和电磁驱动原理而工作的仪表。根据指示仪表的工作方式不同，电磁驱动式仪表可分为电磁式和动磁式两种类型。
一、电磁式电流表
1．功用
在现代汽车上，充电系统工作状态的指示方式有电流表指示、充电指示灯指示和电压表指示三种。电流表的显著特点是：不仅能够指示充电系统的充放电状态，而且还能指示充放电电
流的大小，适合于整车负载电流相对较小、仪表盘安装空间相对较大的载货汽车选装。充电指示灯只能指示充电系统的充放电状态，不能指示充放电电流的大小，适合于整车负载电流相对较大、仪表盘安装空间相对较小的轿车选装。
汽车报警系统
电流表的功用是指示充电系统的工作状态。电流表串接在蓄电池与发电机之间的电路中使用。当蓄电池向用电设备放电时，其指示值为负值，当发电机向蓄电池充电时，其指示值为正值。
图6-3  电磁式电流表的结构
1、2-接线端子 3-黄铜板条  4-软钢转子与指针 5-转轴  6-永久磁铁
2．结构组成
电磁式电流表的结构如图6-3所示。黄铜板条3固定在绝缘底板上，两端与接线端子1和2相连，下面夹有永久磁铁6。在磁铁内侧的转轴5上装有带指针的软钢转子4。
3．工作原理
电磁式电流表的工作原理如图6-4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。
图6-4 电磁式电流表的工作原理
（a）I < 0  （b）I = 0  （c）I > 0
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6-3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Φdl表示）与永久磁铁的磁场（磁通量用中Φm表示）就会产生一个合成磁场（磁通量用Φ1表示），如图6-4（a）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（一）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Φd2 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6-4（a）中虚线所示。
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6-4（c）所示。充电电流小时的磁通量用Φcl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Φc2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“一”标记的端子应与蓄电池正极端子“BAT”相连。
二、电磁式电压表
1．功用
电压表的功用是指示电源系统的工作情况。因为电压表能够指示电压的高低来反映发电机、调节器和蓄电池的技术状况，所以比电流表和充电指示灯更为直观实用。这正是装备电压表的汽车逐年增多的原因。
电压表有电磁式和双金属片式两种。由于双金属片式在接通或断开电源时，指示摆动较为迟缓，故应用较少。
2．结构组成
北京切诺基（BJ2021型）汽车用电磁式电压表的结构原理如图6-5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。在电磁线圈电路中串联稳压管的目的是：当电源电压达到一定数值时，电磁线圈才有电流流过，电压表电路才能接通。
3．工作原理
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），如图6-5（a）所示。
图6-5  电磁式电压表结构原理
（a）无电流流过时  （b）有电流流过时
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（磁通量分
别用Φ电）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，如图6-5（b）所示。
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。