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电控空气悬架系统的原理、设置与检修
来源:汽车维修与保养  作者:佚名  2014-04-04 08:05:42

    悬架是汽车车身与车轮之间连接和传递动力的装置(图1),汽车的全部载荷通过悬架作用在车轮上。目前,不少中、高档轿车和大型客车装备了电子控制空气悬架(ECAS)系统,这种悬架的刚度、阻尼以及车身高度能够自动适应汽车不同载重量、不同道路条件以及不同行驶工况的需要,在保证车辆具有良好操纵性和燃油经济性的前提下,使汽车的舒适性得到进一步提高。

    一、结构原理
    电子控制空气悬架系统由模式选择开关、车速传感器、转向角度传感器、加速度传感器、车身高度传感器、悬架ECU、可调阻尼减振器(图2)、空气压缩机、空气弹簧以及高度控制电磁阀等部件组成。

    空气悬架ECU采集的信号主要有:车速、转向角度、压力信号、制动开关状态、车身垂直加速度、悬架模式选择、实际车身水平高度以及驾驶人选择的车身高度等,它的控制原理如图3所示。

    对于奥迪轿车来说,下列控制单元与空气弹簧悬架控制单元J197有关联:①J104—ESP控制单元;② J220—发动机控制单元;③J533—网关;④J527-转向柱控制单元;⑤J431—前照灯控制单元;⑥J285—仪表盘控制单元;⑦ J345—挂车识别控制单元;⑧J 518进入和授权控制单元。因此,如果空气弹簧悬架系统工作不正常,上述相关联的控制单元可能存在故障。

    二、主要功能
    对于传统的机械式悬架系统,其钢板弹簧的刚度、减振器的阻尼力以及车身高度都是固定不变的,只能被动地吸收因地面不平引起的车轮跳动,因而乘坐不太舒适。电子控制空气悬架系统由于装配了传感器、电子控制单元(ECU)和执行器,能够根据不同的车速、行驶状态、装载质量以及乘客人数的变化,对弹性元件的刚度、减振器的阻尼力以及车身的高度等项目自动地进行无级调节,无需驾驶人员调节,大大提高了乘坐的舒适性和操纵的稳定性。

    1.控制减振器的阻尼力
    空气悬架系统采集车速传感器、转向角度传感器和车身高度传感器等信号,由悬架ECU计算和处理后,指令电磁式或步进电机式执行器动作,以调节减振器的阻尼力。当汽车急转弯、急加速和紧急制动时,能够抑制汽车后挫、点头和侧翻,防止汽车剧烈变化,提高车辆的操纵稳定性。

    2.调节弹性元件的刚度
    空气悬架系统通过改变减振器弹性系数的方式,调节减振器的刚度,使汽车能够按照实际行驶的需要,自由地选择模式。

    3.调节车身的高度
    如果汽车车身长时间离地面太高,在行驶过程中会感觉非常颠簸,好像没有安装减振器一样;如果车身离地面太低,行驶中汽车底盘下部容易碰撞凸起的地面,会使汽车无法行驶。电控空气悬架系统的主要功能是在各种工况下,使车身的高度始终保持在合理范围之内。电控空气悬架系统通过控制空气压缩机、高度控制阀和排气阀动作,使空气弹簧自动压缩或伸长,从而降低或升高底盘的离地间隙,使车身保持在合适的高度上。当汽车高速行驶时,让车身高度降低,以减小空气阻力,提高操纵的稳定性;当汽车在坏路上行驶时,让车身高度增加,以提高汽车的通过性;当关闭点火开关时,因乘客和行李减少,又让车身高度降低,以保持良好的驻车状态。

    三、工作模式的设置
    有的新车存在急转弯时车身发抖的现象,更换相同型号的减振器后无效,产生原因可能是电控悬架系统的“软”、“硬”工作模式调整和选择不当。性能良好的空气悬架系统的标准是:汽车制动不点头、加速不后仰、转弯不外甩、乘坐不晕车、坏路升高走、好路降低跑、普通路舒适、高速路安全。如果不符合这些要求,就要对系统进行设置或者修理。以下以奥迪轿车装备的空气悬架系统为例予以说明。

    1.操作按键介绍
    首先按下多媒体人机交互系统(MMI)控制面板上的CAR键(图4),调出MMI显示屏上的可调式空气悬架系统菜单,然后转动操纵钮,并且按下相应的按钮,就可以设置所需要的悬架模式。在显示屏上,当前模式用白色高亮显示,调整方向用白色的上箭头或下箭头表示,因故障或系统限制不允许选择的模式用灰色显示。

    2.空气悬架的工作模式
    空气悬架几种工作模式的选择如图5所示。

    (1)自动模式
    在自动模式下(正常车身高度),减振器的特性将调整到本车的最佳状态。当车速高于120km/h(在高速公路上)时,汽车的车身高度在30s内自动降低15mm;当车速低于70km/h两分钟后,车身高度自动升高,或者在车速低于35km/h时立即降低。
    (2)舒适模式
    在舒适模式下(正常车身高度),减振器的特性将调整到舒适状态,不执行高速公路降低车身高度功能。
    (3)动态模式
    在动态模式(车身高度比正常高度低15mm)下,减振器自动调整为运动型配置,没有高速公路降低车身高度的功能。
    (4)野地模式
    野地模式又称为“越野模式”,当汽车在崎岖不平的路面上行驶时,可以选择野地模式。

    (5)高位模式
    高位模式又称为“提升模式”:车身高度比正常高度提升15mm。当汽车低速行驶而且需要极高的离地间隙时,可以选择高位模式。在车速高于100km/h的情况下,系统会自动取消高位模式,返回到先前设置的模式;当车速不足80km/h时,可以用手动方式设置高位模式;当牵引挂车以50km/h的速度行驶时,自动取消高位模式,返回到先前设置的模式。

    3.空气弹簧的放气与充气
    空气弹簧的放气与充气必须在汽车静止的状态下进行,而且故障存储器中不得有故障信息。具体操作方法如下:连接专用诊断仪,进入空气悬架系统,选择04功能—“基本设置”,然后进入到下列显示组—显示组20:储压器放气;显示组21:前桥空气弹簧放气;显示组22:后桥空气弹簧放气;显示组23:储压器充气(最大压力16bar,1 bar=105Pa);显示组24:前桥空气弹簧充气;显示组25:后桥空气弹簧充气。
    注意事项:①操作空气弹簧放气会导致车身降低,需要防范人身伤害。②建议在熄火前降低车身高度。一般来说,发动机熄火后ECAS停止工作,系统本身不会造成车身歪斜的现象。但是如果ECAS管路漏气,例如ECAS电磁阀到各气室间的管路密封性变差,就可能在发动机熄火一段时间后出现车身歪斜的现象。

    4.空气悬架系统指示灯显示解读
    奥迪轿车在仪表盘上安装了空气悬架系统指示灯,该指示灯显示的含义如下。
    (1)黄色指示灯点亮:说明系统存在故障,此时应当连接诊断仪,读取故障信息。
    (2)黄色指示灯闪烁:说明汽车的车身高度过高或者过低。
    (3)绿色低位指示灯点亮:说明汽车的车身低于正常的高度。
    (4)绿色低位指示灯闪烁而且黄色指示灯点亮:说明汽车的车身高度极低。
    注意:如果车身高度过低,并且不得不在电控空气悬架系统有故障的情况下牵引,必须使用悬架弹簧挡块。

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关键词:空气悬架

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