凌志轿车的空气悬架结构与故障诊断 刘旭东.doc

实 习 报 告凌志轿车的空气悬架结构与故障诊断+姓 名： 刘旭东 专 业 班 级 ： 电气自动化技术 实 习 单 位 ：大连汽车综合性能检测中心有限公司指 导 教 师 ： 陈 彤 完 成 日 期 ： 2011年4月22号 1凌志轿车的空气悬架结构与故障诊断摘 要大连汽车综合性能检测中心有限公司位于大连市甘井子区华北路411号，距市内2.5Km，距沈大高速公路口3Km，紧靠沈大高速公路通往市内延伸路段华北路旁，交通十分便利，是理想的地理位置。自2010年11月来到大连汽车综合性能见车中心，经过为期十七周的实习我对汽车电子空气悬架系统有了一些了解。近年来，人们不断开发适应各种行驶路况的最优悬架控制系统。在轿车，尤其是高档轿车中，相继出现了性能更优的电子控制旋架，丰田的（TEMS）就是其中的一种，这一系统最早用于1984年的姬先达（CRESSIDA）车型上，但只对减振器的减振阻尼进行控制，80年代末，发展为电子控制空气悬架，应用在凌志轿车上，具有弹簧刚度控制，减振阻尼力控制，车身高度控制等先进性能，具有优越的乘坐舒适性和操纵稳定性，是空气悬架的典型代表。随着汽车技术的不断换代升级，以微电脑为代表的电子技术、传感器技术的飞速发展，使电子控制技术被广泛地应用于包括悬架在内的汽车各个部分，大大地改善了汽车的动力性、经济性、舒适性、安全性和环保性，同时也对我汽车使用者和维修人员提出了新的更高的要求，在本报告中有一些凌志轿车更新的悬架控制技术。在实习的过程中，通过了解了汽车的基本结构。写下了这篇实习报告，请指导老师对于报告存在的不足之处给予指点。关键词：弹簧；空气悬架；乘坐舒适性1实习概述1.1公司介绍大连汽车综合性能检测中心有限公司位于大连市甘井子区华北路411号，距市内2.5Km，距沈大高速公路口3Km，紧靠沈大高速公路通往市内延伸路段华北路旁，交通十分便利，是理想的地理位置。该中心占地面积39000平方米。停车场地及通道面积29000平方米，绿化面积5500平方米，建筑面积4900平方米，有独立的供电、供暖、供水系统，通风照明系统先进合理有效。总体工艺布局先进、合理、宏伟、气派；检测设备、仪器的配备齐全，技术先进，功能完善，自动化程度高，计算机控制网络系统国内领先，可对车辆的动力性、经济性、安全性、可靠性及尾气排放实现自动化检测。该中心于1999年12月，通过辽宁省技术监督局的计量认证；2000年3月通过交通部现场评审认定为国家级辽宁省中心站；2001年6月该站通过了交通部辽宁交通汽车检测设备计量检定站的评审验收；2004年6月，被辽宁省司法厅批准为大连汽车司法鉴定中心。大连汽车综合性能检测中心有限公司作为国家级省中心站，必将为推动我国汽车检测行业发展做出更大贡献。1.2岗位介绍2010年11月份我来到了大连汽车综合性能检测中心有限公司，刚刚参加工作的我对这个陌生的工作充满了兴趣，经过几周的汽车检测入职教育和安全培训，使我对工作有了一定的了解。在来到公司的第四周，我被安排在检测中心汽车修配厂部门，主要从事汽车底盘、制动、灯光、转向系和空气悬架的下线调休工作。我的师傅是汽车修配厂的厂长：李平修、在这十七个月的实习过程中我跟随着李师傅学习了空气悬架的结构与维修使我从对汽车什么都不懂到能够诊断维修汽车的转变。虽然工作的环境很恶劣，但是我对工作的热情一点也没有减少。2.空气悬架介绍在实习过程中师傅给我们讲了空气悬架的作用和发展，主要是针对凌志轿车。传统的悬架系统主要由弹簧、减振器、稳定杆等组成。弹簧用于使路面产生的振动和车轮摆动不致直接传到车身，弹簧也有助于提高轮胎着地能力。减振器能迅速衰减弹簧的振动，使乘坐舒适，并能改善汽车的方向稳定性。正是弹簧和减振器的综合特性，确定了汽车的行驶性能和操纵性能。而传统的机械弹簧其刚度是不能变化的，即使是变刚度弹簧，其变化范围也十分有限，传统减振器其减振力同样不能变化。因此，由这些传统元件组成的悬架不可能同时满足良好的乘坐舒适性和良好的操纵稳定性。 随着汽车速度的提高，对汽车的性能也提出了很高的要求，以微电脑为代表的电子技术、传感器技术的飞速发展，电子设备性能的大幅改善和可靠性的不断提高，促成了汽车电子装置的高可靠性、低成本和空间节省，使电子控制技术被广泛地应用于包括悬架在内的汽车的各个部分，通过采用电子技术实现汽车悬架的控制，既能使汽车乘坐的舒适性达到令人满意的程度，又能使汽车的操纵稳定性达到最佳状态。近年来，人们不断开发适应各种行驶工况的最优悬架控制系统，在轿车上，尤其是豪华高档轿车中，相继出现了性能更加优越的各种电子控制悬架系统。 这一系统最早用于1984年的姬先达（CRESSIDA）车型上，但只对减振器的减振阻尼进行控制。80年代末发展为电子控制空气悬架系统，应用在凌志轿车上。这一系统除控制减振器的减振阻尼外，还可控制空气弹簧的刚度及车身的高度。 经过师傅的讲解使刚接触汽车的我对汽车空气悬架又了一点基本的了解，使我对汽车空气悬架产生了浓厚的兴趣。以下是师傅对凌志汽车空气悬架的结构和故障诊断的一些讲解使我更加的认识了空气悬架对轿车乘坐舒适性和操纵稳定性的重要性。3.空气悬架的组成和结构 凌志轿车的电子控制空气悬架系统主要组成部件，如图3.1。 图3.1 Ucf10电子控制空气悬架系统3.1高度控制通断开关 对于ucf10车型，这一开关位于行李箱的工具储藏室内。将开关拨至OFF位置悬架控制系统中止车辆高度控制，当车辆被举升停在不平的路面或车辆被拖起时，这样可避免空气弹簧中压缩空气排出，从而可防止车身高度的下降。 当开关拨至OFF位置时，悬架ECU的NSW端子接地，电压为0V，ECU中止高度控制。 3.2制动灯开关 这一开关位于制动踏板支架上，当制动踏板踩下时，开关接通。12V的电压加在悬架ECU的STP端子上，悬架ECU利用这一信号判断汽车是否在制动。3.3门控灯开关 四个车门各有一个门控灯开关，这些开关都位于门柱上，当所有的门都关上时，所有开关都断开，蓄电池电压加在悬架ECU的DOOR端子上，当有任一个门打开时，悬架ECU的DOOR端子电压变为0V，悬架ECU据此判断车门是打开还是关上。3.4车速传感器 车速传感器位于变速器输出轴上，用来检测变速器输出轴的转速，车速传感器有两种形式，ucf10车型采用磁阻式，输出轴每转一圈产生20个信号，此信号可直接驱动组合仪表内的车速表，之后组合仪表内的脉冲转换电路转换为输出轴每转一圈产生4个信号，再传送到悬架ECU。3.5节气门位置传感器 节气门位置传感器装在节气门体上，用来检测节气门的开度。发动机和变速器ECU将5V的恒定电压加在传感器的Vc端子上，当传感器的节气门信号触点随节气门开度在可变电阻器上滑动时，加在传感器Vta端子上的电压就与节气门开度成正比。发动机和变速器ECU将这一代表节气门开度的信号Vta经过转换送到悬架ECU。3.6转向传感器 转向传感器位于组合开关总成内，用于检测汽车转弯的方向和转弯的角度。转向传感器由一个信号盘（有缝圆盘）和两个遮光器组成。每个遮光器有一个发光二极管和光敏二极管，两者相互对置，并固定在转向柱管上。信号盘沿圆周开有20条光缝，它被固定在方向盘主轴上，随主轴转动而转动。3.7高度传感器 高度传感器的作用是检测车身高度及因路面不平引起的每个悬架的位移量，并将之转换成电子信号输入到悬架ECU。 传感器由传感器轴、转板、电刷和印刷电路板组成。传感器轴、转板和电刷组合成一个整体，由导杆带动而转动，印刷电路板上有一电阻器，电刷可在电阻器上滑动。 当由于车身高度变化使与转板和传感器轴一体的电刷在电阻器上滑动时，A和B之间的电阻值就发生变化，电阻值的变化与转板的转动角度成正比，也即与车身高度的变化成正比，当悬架ECU把一个恒定电压加在整个电阻器时，A和B之间产生的电压变化取决于转板的转动角度。这一电压信号送到悬架ECU，悬架ECU即可从电压的变化中检测出车身高度的变化。3.8加速度传感器 加速度传感器用来测量车身的垂直加速度。只有ucf20车型才装有加速度传感器。加速度传感器共有三个，两个前加速度传感器分别装在前左、前右高度传感器内，一个后加速度装在行李箱后侧的下面。这三个加速度传感器分别检测车身的前左、前右位置的垂直加速度。 3.9悬架控制执行器 悬架控制执行器装在各空气弹簧和可调减振器的上方，对于ucf10车型，执行器同时驱动减振器的转阀和空气弹簧的连通阀，以改变减振器的减振阻尼和空气弹簧的刚度， 3.10可调式减振器 可调式减振器装在空气弹簧下面，与空气弹簧一起构成悬架支柱，上端与车架连接，下端装在悬架摆臂上。 可调式减振器减振阻尼的改变是由流过活塞节流孔油量的变化来实现的，而油量的变化是靠改变活塞节流孔的大小来实现的，以ucf10车型为例，与控制杆连成一体的转阀上有两组节流孔，活塞杆上也有两个节流孔。悬架控制执行器驱动控制杆，使转阀在活塞杆内转动，从而打开或关闭这些节流孔，使通过这些节流孔的油液量发生变化，从而来控制减振器的减振阻尼。 3.11空气压缩机 空气压缩机用来产生供车身高度调节所需的压缩空气。空气压缩机采用单缸活塞连杆式结构，由直流电机驱动，悬架ECU通过控制1号高度控制继电器来控制空气压缩机，当车内乘员人数或汽车载荷增加时，车身高度降低，悬架ECU控制1号高度控制继电器，启动空气压缩机，并打开高度控制电磁阀，给空气弹簧主气室充气，使车身高度升高，当车内乘员人数或汽车载荷减少时，车身高度会上升，这时悬架ECU打开高度控制电磁阀和排气电磁阀，使空气弹簧主气室内的空气排出，从而使车身下降。见图3.2。图3.2 空气压缩机4.空气悬架故障诊断分析 4.1故障诊断分析程序 图4.1 空气悬架控制系统故障诊断框图师傅手把手教我空气悬架控制系统故障诊断过程,如图4.14.2基本检查 基本检查的内容有：车身高度调整功能检查，减压阀检查，漏气检查和车身高度初始调整。 （1）.车身高度调整功能检查 通过操作高度控制开关来检查汽车车身高度的变化，步骤如下： 检查轮胎充气压力是否正确。 检查汽车高度。 起动发动机，将高度控制开关“NORM”位置转换到“HIGH”位置。 在汽车处于“HIGH”高度时，起动发动机并将高度控制开关从“HIGH”位置切换至“NORM”位置。 以下是车身高度调整检查，见图4.2。图4.2车身高度调整检查(2)减压阀检查 迫使压缩机工作以检查减压阀的动作，方法如下： 将点火开关转到ON位置，连接高度控制连接器的端子3和6，使压缩机工作。 压缩机工作一段时间后，检查减压阀应有空气逸出。 将点火开关转至OFF位置。 清除故障代码。 （3）漏气检查 检查空气悬架系统的软管、硬管及其连接处是否漏气。 将高度控制开关切换至“HIGH”位置，升高车身。 发动机熄灭。 在软、硬管连接处涂抹肥皂水检查有漏气。 （4）车身高度初始调整 此项调整是使车身初始高度处于标准范围内。调整时，高度控制开关必须在“NORM”位置，汽车要停在平坦的路面上。检查车身高度。测量高度传感器控制杆的长度。调节车身高度。4.3故障诊断维修（1）故障1 悬架升高按键上的LED 灯不停闪烁实习中有一辆轿车仪表板灯光系统报警，中央控制面板的悬架升高按键上的LED 灯不停闪烁。连接故障诊断仪对空气悬架系统进行检测，发现了故障含义为加注中央蓄压器的时间异常的故障码。利用故障诊断仪的驱动功能为中央蓄压器充气，发现控制单元的指令可以发出但充气泵不工作。根据驱动测试结果可以判定，既有可能是线路问题，也有可能是元件问题。我和师傅先检查了充气泵的电源线，结果无电压。对照电路图进行线路检查发现，提供电源的40 A 熔丝已经熔断。但检查充气泵及线路无短路现象，于是更换熔断的熔丝试车。但进行试车后故障还是存在。根据以上检查结果，可以确定充气泵损坏。在更换新的充气泵后悬架系统升降功能恢复，升降开关上的LED 灯在车辆悬架达到预定高度后LED 灯熄灭，故障排除。（2）故障2 空气悬架不能升降有一辆轿车，车主反映该车的空气悬架不能升降。于是我和师傅连接故障故障诊断仪对系统进行检测，我们先对充气泵的线路进行了检查，没有发现异常。既然线路没有问题，那么很有可能是空气悬架系统存在泄漏的问题。于是对管路及分配阀进行测漏，结果发现分配阀处有泄漏现象。一旦分配阀出现泄漏，将使得充气泵产生的高压空气从此处泄漏，这样进入空气悬架系统的高压空气量将减少，因此空气悬架在规定的时间内将无法达到设定的高度，此时按键上的LED灯便会持续闪烁。由于充气泵的工作时间超长，最终还会导致线路过载烧毁熔丝。在更换中央分配阀后，故障排除。5.实习收获和体会在大连汽车综合性能检测中心实习连续十七周的实习很快就结束了，在实习的日子里我感到非常的充实。这次实习，也是对我们所学专业知识的一个浓缩，一次总结。通过实习，考验了我们对自己专业的认识，同时也弥补了许多不足，这对于今后我们走向正式工作岗位并且能够胜任非常有帮助。使我对课堂所学知识有了一个更深刻，更系统的了解同时，我也接触到了许多课堂上所没有的东西