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61学习手册

“冷却液温度表指针不动故障检修”学习手册

学生姓名

学生学号

《冷却液温度表指针不动故障检修》学习手册

学习情境5汽车仪表与警报系统检修

学习单元5.1冷却液温度表指针不动故障检修

学习目标

能获取车辆检修信息，根据故障症状制定检修计划，选择诊断设备。

能使用万用表、故障诊断仪、示波器等仪器对冷却液温度表进行检测并判断故障点。

能正确读取冷却液温度表电路图。

任务载体

工具媒体

案例：

冷却液温度表指针不动故障。

车型：

捷达轿车。

症状：

冷却液温度表指示不正常。

学习手册、教学课件、教学录像、维修资料、设备手册、任务工单、测试习题

捷达轿车实验台、捷达轿车、欧姆表、光盘、学习软件、可以上网查阅资料的电脑工作台、拆装工具等

知识要求

技能要求

学习拓展

掌握冷却液温度表的结构、原理和特性。

掌握冷却液温度表的工作原理。

能够分析冷却液温度表电路

掌握万用表、故障诊断仪的正确使用。

掌握冷却液温度表故障分析和检修方法。

自主学习仪表系统的新发展。

汽车仪表系统

为了监测发动机的运转状况，使驾驶员随时观察与掌握汽车各系统的工作状态，在驾驶室仪表板上装有各种指示仪表，主要包括机油压力表、水温表、发动机转速表、燃油表、电流表等，如图1所示。

图1汽车仪表

一、机油压力表

机油压力表用来指示发动机机油压力的大小，以便了解发动机润滑系工作是否正常。

它由装在发动机主油道上的机油压力传感器和仪表板上的机油压力指示表组成。

常用的机油压力表有双金属片式、电磁式和动磁式三种。

其中以双金属片式机油压力表应用最为广泛。

如图2所示为双金属片式机油压力表的结构图。

机油压力表传感器内部装有弹性膜片2，膜片下的内腔1与发动机主油道相通，机油压力可直接作用在膜片上，膜片的上面顶着弓形弹簧片3，弹簧片的一端与外壳固定搭铁，另一端的触点与双金属片4端部触点接触，双金属片上绕有电热线圈，校正电阻8与双金属片4上的线圈并联。

图2双金属片式机油压力表

1-油腔；2.-膜片；3、15-弹簧片；4-传感器双金属片；5-调节齿轮；6-接触片；7-传感器接线柱；8-校正电阻；9、14-指示表接线柱；10、13-调节齿扇；11-指示表双金属片；12-指针

机油压力指示表内装有特殊形状的双金属片11，它的直臂末端固定在调节齿扇10上，另一钩形悬臂端部与指针12相连，其上也绕有电热线圈，线圈的两头构成指示表的两个接线柱。

当电源开关接通时，电流由蓄电池正极→电源开关→接线柱14→指示表双金属片11的电热线圈→接线柱9→接触片6→分两路,一路流经传感器双金属片4的电热线圈（另一路流经校正电阻8→双金属片4）→双金属片4的触点→弹簧片3→搭铁→蓄电池负极构成回路。

由于电流流过双金属片4和11上的电热线圈，使双金属片受热变形。

双金属片是用两种膨胀系数不同的金属制成，受热时，膨胀系数大的一面向膨胀系数小的一面弯曲。

当电路中有电流通过时，绕在双金属片上的线圈产生热量，造成传感器双金属片受热弯曲，使触点断开，切断电路；而指示表双金属片受热弯曲，使指针偏转，指示机油压力的大小。

当机油压力很低时，膜片2几乎没有变形，这时作用在触点上的压力甚小。

当电流流过而温度略有上升时，双金属片4就受热弯曲，使触点分开，切断电路并停止产生热量，一段时间后，双金属片冷却伸直，触点又闭合，电路又被接通。

因此触点闭合时间短，而打开时间长，通过指示表电热线圈的平均电流值小，使指示表双金属片11因温度较低而弯曲程度小，指针12偏转角度很小，即指示出较低的油压。

当机油压力升高时，膜片2向上拱曲增大，加在触点上的压力增大，双金属片4需要在较高温度下，即其上电热线圈通过较大电流、较长时间后，才能弯曲，使触点分开,而触点分开后稍加冷却就会很快闭合，因此触点打开时间短，而闭合时间长，通过指示表电热线圈的平均电流值大，指针12偏转增大，指示出较高的油压。

为使机油压力的指示值不受外界温度的影响，双金属片4制成“”形，其上绕有电热线圈的一边称为工作臂，另一边称为补偿臂。

当外界温度变化时，工作臂的附加变形被补偿臂的相应变形所补偿，使指示表的读数不变。

在安装传感器时，必须使传感器壳体上的箭头向上，不应偏出30位置，这样可保证工作臂位于补偿臂之上，使工作臂产生的热气上升时，不致影响补偿臂，造成读数误差。

二、水温表

水温表用来指示发动机内部冷却水温度。

它由装在气缸盖水套中的温度传感器和装在仪表板上的水温指示表组成。

其型式有双金属片式和电磁式两种。

由于双金属片式水温表的结构和原理与双金属片式机油压力表基本相同，下面主要介绍电磁式水温表，如图3所示。

图3电磁式水温表

1-热敏电阻；2-传感器；3-衔铁

如图6.2所示为电磁式水温表的结构原理图。

它主要由热敏电阻传感器和电磁式水温指示表组成。

传感器中装有负温度系数热敏电阻，其电阻值会随水温升高而减小。

当电源开关接通时，电流由蓄电池正极→电源开关→电阻R→线圈L2→分两路,一路流经热敏电阻1（另一路流经线圈L1）→搭铁→蓄电池负极构成回路。

当水温低时，传感器中热敏电阻的阻值大，流经线圈L1与L2的电流相差不多，但由于L1的匝数多，产生的磁场强，带指针的衔铁3会向左偏转，使表针指向低温刻度；当水温增高时，热敏电阻阻值减小，分流作用增强，流经L1的电流减小，磁场力减弱，衔铁向右偏转，表针指向高温刻度。

检查电磁式温度传感器和水温指示表时，可拆下传感器上的接线，测量传感器输入端与搭铁之间的电阻，若室温下热敏电阻的阻值为100左右，则表明传感器良好；另用一阻值为80～100的电阻代替传感器直接搭铁，当接通电源时，如果水温指示表的表针指在60～70℃之间，则表明水温指示表良好。

三、发动机转速表

发动机转速表用来指示发动机运转速度。

常用的有机械式和电子式两种。

由于电子式转速表具有结构简单、指示准确、安装方便等优点，因此被广泛应用。

如图4所示为汽油机用的电容放电式转速表电路原理图，其转速信号来自于点火系初级电路的脉冲信号。

当断电器触点K闭合时，三极管V的基极搭铁而处于截止状态，电源经R3、C3、VD2，向电容C3充电；当触点K断开时，三极管V由截止转为导通，此时电容C3经三极管V、转速表n和二极管VD1构成放电回路，驱动转速表。

发动机工作时，断电器触点的开闭频率与发动机的转速成正比，电容C3不断进行充放电，通过转速表n的放电电流平均值也与发动机的转速成正比。

电路中的稳压管VD3使电容C3有一个稳定的充电电压，提高转速表的测量精度。

图4电容放电式转速表

四、燃油表（油量表）

燃油表用来指示燃油箱内燃油的储存量。

它由装在燃油箱内的传感器和装在仪表板上的燃油指示表组成。

燃油指示表有电磁式、动磁式和双金属片式，近年来还出现了新型的电子燃油表，传感器均为可变电阻式。

由于电磁式和双金属片式指示表的结构与原理与前述仪表基本相同，下面主要介绍动磁式和电子燃油表。

1．动磁式燃油表

如图5所示为动磁式燃油表的结构原理图，它的两个线圈互相垂直地绕在一个矩形塑料架上，塑料套筒轴承和金属轴穿过交叉线圈，金属轴上装有永久磁铁转子，转子上连有指针。

可变电阻式传感器由滑片电阻和浮子组成。

图5动磁式燃油表

1.永久磁铁转子；2.左线圈；3.指针；4.右线圈；5.可变电阻；6.接线柱；7.滑片；8.浮子

当接通电源开关后，燃油表中的电流回路是：

蓄电池正极→电源开关→左线圈2→分两路,一路经右线圈4（另一路经接线柱6→可变电阻5→滑片7）→搭铁→蓄电池正极。

当油箱无油时，浮子8下沉，可变电阻5上的滑片7移至最右端，可变电阻5和右线圈4均被短路，永久磁铁转子1在左线圈磁力作用下向左偏转，带动指针4指示油位为“0”。

随着油量的增加，浮子上升，可变电阻部分接入，使左线圈2中的电流相对减小，右线圈中的电流相对增大，永久磁铁转子在合成磁场作用下转动，使指针向右偏转，指示出与油箱油量相应的标度。

动磁式燃油表的优点是当电源电压波动时，通过左、右两线圈的电流成比例增减，使指示值不受影响；又因为线圈中没有铁心，所以没有磁滞现象，指示误差小。

2．电子燃油表

如图6所示为电子燃油表电路原理图，其传感器仍采用浮子式可变电阻传感器。

Rx是传感器的可变电阻，油箱无油时，其电阻值约为100，满油时约为5。

电阻R15和二极管VD8组成稳压电路，其稳定电压作为电路的标准电压，通过R8～R14接到由集成电路IC1和IC2组成的电压比较器的反向输入端；传感器的可变电阻Rx由A端输出电压信号，经电容器C和电阻R16组成的缓冲器后，接到电压比较器的同向输入端，电压比较器将此电压信号与反向输入端的标准电压进行比较、放大，然后控制各自对应的发光二极管，以显示油箱内燃油量的多少。

图6电子燃油表电路图

当油箱内燃油加满时，传感器可变电阻Rx阻值最小，A点电位最低，各电压比较器输出为低电平，此时六只绿色发光二极管VD2～VD7全部点亮，而红色二极管VD1因其正极电位变低而熄灭，这表示油箱已满。

随着汽车的运行，油箱内的燃油量逐渐减少，绿色发光二极管按VD7、VD6、VD5…VD2依次熄灭。

燃油量越少，绿色发光二极管亮的个数越少。

当油箱内燃油用完时，Rx的阻值最大，A点电位最高，集成块IC2第5脚电位高于第6脚的标准电位，第7脚可输出高电位，此时红色发光二极管亮，其余六只绿色发光二极管全部熄灭，表示燃油量过少，必须给油箱补加燃油。

五、电流表

电流表串接在蓄电池充电电路中，主要用来指示蓄电池充、放电电流值，同时还可通过它检视电源系统的工作是否正常。

电流表通常为双向工作方式，表盘中间的示值为“0”，两侧分别标有“＋”、“－”标记，其最大读数为20或30。

当发电机向蓄电池充电时，示值为“＋”，蓄电池向用电设备放电时，示值为“－”。

汽车上使用的电流表分为电磁式和动磁式两种。

其工作原理基本相似。

如图7所示为电磁式电流表的结构原理图。

条形永久磁铁6两端分别与黄铜片4固定联接，再用螺栓将黄铜片固定在绝缘底板上，两个螺栓即形成电流表的两接线柱。

永久磁铁内侧转轴上装有带指针2的软钢转子5。

当电流表中无电流通过时，软钢转子5在永久磁铁6的作用下被磁化，由于磁场方向相反，使指针2停在中间“0”标度上。

当蓄电池放电时，放电电流通过黄铜片产生的环形磁场垂直于永久磁铁的磁场，形成逆时针偏转的合成磁场，吸动软钢转子也逆时针偏转，使指针指向表盘的“－”侧标度值。

放电电流越大，合成磁场越强，偏转角度越大，指针指示读数越大。

当发电机向蓄电池充电时，流过黄铜片的电流方向相反，磁场也反向，合成磁场顺时针偏转，指针指向“＋”侧。

图7电磁式电流表

1、3-接线柱；2-指针；4-黄铜片；5-软钢转子；6-永久磁铁；7-转轴

电流表的接线原则：

①电流表应与蓄电池串接，由于汽车为负极搭铁，蓄电池的负极也搭铁，故电流表的负极必须与蓄电池的正极相连接；②电流表只允许通过较小电流。

一般对点火系、仪表等长时间连续工作的小电流可通过电流表；而对短时间断续用电设备的大电流，如起动机、转向灯、电喇叭等均不通过电流表。

六、电压表

电压表用来指示发电机和蓄电池的端电压。

有电热式、电磁式两种结构形式。

通常与负载并联，并受点火开关控制。

接通点火开关，电压表即可指示蓄电池的端电压，对12V电系的汽车一般为11.5V～12.6V，接通起动机的瞬间，电压将下降至9V～10V，如起动时电压表指示值过低，则说明蓄电池亏电或有故障。

发电机以正常转速运转时，电压表应指示在13．5V～14．5V的规定范围内，若起动前后，电压表读数不变，则表明发电机不发电；若起动后电压表指示值不在规定范围内，则说明调节器调整不当或损坏。

电热式电压表结构简单，如图8所示。

在接通或切断电源时，指针摆动较

图8电热式电压表

迟缓，要待指针指示稳定才可读数。

图9为北京切诺基汽车上装用的电磁式电压表的结构，它由两只十字交叉

图9电磁式电压表

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限流电阻成串联。

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，永久磁铁将转子磁化，保持电压表指针在初始的位置，当电源电压达到稳压管击穿电压后，两十字交叉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，通过十字交叉线圈的电流就越大，其电磁场就越强，指针偏转角度就越大。

七、仪表稳压器

双金属片式水温表和燃油表配用可变电阻式传感器时，应在电路中串入仪表稳压器，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如图10所示，它由双金属片、一对常闭触点、电

图10电热式仪表稳压器结构

热线圈、座板和外壳等组成。

电热线圈一端搭铁，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性相连。

两触点之间压力可通过调节螺钉调整。

仪表稳压器的原理电路如图11所示，当电源电压偏高时，电热线圈中的

图11电热式仪表稳压器原理

电流增大，产生热量大，使触点在较短的时间里断开，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。

若电源电压偏低时，电热线圈中的电流减小，产生热量少，使触点断开时间短而闻合时间长，从而将偏低的电源电压提高到同一输出电压平均值。

仪表稳压器工作时的电压波形如图12所示。

图12电热式仪表稳压器电压波形

电热式仪表稳压器在使用中应注意以下几点：

①仪表稳压器安装时，两接线性的接线不得接错。

②凡使用仪表稳压器的燃油表及水温表，不允许直接与电源相接，否则会烧坏仪表。

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、奥迪轿车仪表板采用了专用的三端式电子稳压器，如图13所示。

图中A脚为输出脚，┴脚为搭铁，E为电源输入端。

该稳压器输出电压为9.5V~10.5V

图13电子式仪表稳压器

八、冷却液温度表指针不动故障检修

1．仪表与警报系统电路特点

仪表与警报系统的一般电路如图14所示。

仪表与警报系统电路的特点可以归纳如下：

（l）所有的电气仪表都要受点火开关控制，在点火开关的工作挡（ON）与起动（ST）挡与电源接通，在附件专用挡（Acc）与电源断开。

（2）汽车仪表常用双金属片电热丝式结构，表头一般只有2根线；也有双线圈十字交叉，中间有一个磁性指针的，多为3条线引出，其中一条接点火开关15号线（IG线），另一条线搭铁，还有一条线接传感器。

（3）各仪表的表头与其传感器串联，燃油表、水温表一般还串有电源稳压器。

（4）指示灯、报警灯常与仪表装配在一个总成内或在附近布置，它们与仪表一起同受点火开关控制。

在ON挡，能检验大多数仪表、指示灯、报警灯是否良好。

（5）指示灯与报警灯按照电路接法可分为两种：

一种是灯泡由点火开关的（15号线或IG线）供电，外接传感开关。

开关接通则搭铁构成通路，灯亮。

如充电指示灯18、手制动指示灯19、制动液面报警灯20、门未关报警灯21、机油压力报警灯22、水位过低报警灯24等。

另一种接法是指示灯接地，控制信号来自控制开关的正极端，如远光指示灯25，转向指示灯26（左）、27（右），座椅安全带指示灯28，防抱死制动指示灯29，巡航控制指示灯30等。

在这里需要说明的一点是，机械式仪表常不需与电路相接，如软轴传动的车速里程表，直接作用的弯管弹簧式制动气压表，油压表以及乙醚膨胀式水温、油温表等。

这些仪表读数精度较高，但要引入许多管路、软轴进人仪表盘，拆装麻烦，甚至易于泄漏，正在逐步被电子控制仪表所代替。

图14仪表与指示灯、报警灯电路

l—点火开关；2—蓄电池；3—点火线圈；4—火花塞；5—点火模块；6—熔断器；7—发动机转速表；8—仪表稳压器；9—发动机冷却系温度表；10—温度表传感器；11—燃油表；12—燃油表传感器；13—机油压力表；14—机油压力表传感器；15—电压表；16—车速表；17—车速表传感器；18—充电指示灯；19—停车制动指示灯；20—制动液面报警灯；21—门未关报警灯；22—机油压力报警灯；23—备用报警灯；24—水位过低报警灯；25—远光指示灯；26、27—左右转向指示灯；28—座椅安全带未系报警灯；29—防抱死制动指示灯（ABS）；30—巡航控制指示灯

2．冷却液温度表指针不动故障诊断与分析

在掌握仪表与警报系统工作电路和工作原理之后，对仪表与警报系统进行故障诊断就比较容易。

下面以冷却液温度表、燃油表、冷却液警报灯、发动机机油压力警报灯的常见故障为例，介绍仪表与警报系统故障诊断方法。

（1）故障现象

发动机工作时，冷却液温度表指针不动，反应不出发动机冷却液温度。

（2）故障原因

①稳压器工作不正常；

②冷却液温度自身故障（如：

双金属片发热线圈断路或脱落）；

③冷却液温度表传感器故障（如：

热敏电阻失效）；

④线路有断路。

（3）故障诊断

将冷却液温度表传感器的接线插头拔下，使该导线直接搭铁，打开点火开关，观察冷却液温度表的指针情况，如指针开始移动，则说明故障在传感器；如表针仍无指示则说明故障在仪表自身、稳压器或线路有断路。

如果冷却液温度表与燃油表同时出现故障，稳压器或线路出现故障的可能性较大，应首先检查稳压器工作是否正常。

在排除稳压器和线路故障之后即可断定故障发生在仪表自身。