汽车行驶、转向与制动系统检修（第2版）课件：电子控制悬架系统的检修

电子控制悬架系统的检修·1.掌握电控悬架系统功用。·2.掌握电控空气悬架组成及原理。·3.能够对电控空气悬架进行诊断检查。·

通过本任务的学习，贯彻7S

管理项目，使学生养成树立劳动光

荣信念，力争上游，促进行业未来发展。学习目标知识目标技能目标素养目标2露面晚说华师鞭

条作的变化，调

节弹簧刚度、减想紧般煎查置

宜银樱

进

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携医装和黏露为振

器H

尼

义

牛

自立

庄

和

次

太有传高度传感器自适应电子控制力

励力源b)计算机控制自适应悬架a)传统的无源悬架个加速度传感器31.功用1)减振器阻尼力调节根据汽车的负载、行驶路面条件、汽车行驶状态等来控制悬架减振器的阻尼力，防止汽车急速起步或急加速时的车尾下蹲、紧急制动时的车头下沉，以及急转弯时车身横向摇动和换挡时车身纵向摇动等，提高行驶平顺性和操纵稳定性。2)弹性元件刚度调节在各种工况下，通过对悬架弹性元件刚度的调整，改变车身的振动强度和对路况及车速

的感应程度，来改善汽车的乘坐舒适性与操纵稳定性。3)汽车车身高度调节可以使得车辆根据负载变化自动调节悬架高度以保持车身的正常高度和姿态。当汽车在

坏路面行驶时可以使车身升高，增强其通过性；当汽车在高速行驶时，又可以使车身降低，减少空气阻力并提高行驶稳定性。相关知识相关知识

52.类型告

县

力

口

玄

统

亡

要

右

半

主

云

动

力嘉劫奏鑫精盘驾龚件翰鲜离

癞

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抱

力

以

夯为壑气弹簧里动悬架和油弹箍来动悬架在肆岙穷氤弹簧蛛能及适应性好而被现代车辆广泛。它由压缩机相关知识上

电

挖架系

望

控制送入空

气弹簧空气

压力及减振

器油流动阻空气压缩机

电动机速度传感器E

CU报警器刀

，大

现

十身

高

度、

弹进气电磁阀空气干燥器制动传感器(G传感器)主动悬架，节气门位置传感器转向盘转角传感器一继电器变化速度10ms步进电动机车身高度传感器(霍尔传感器)空气

弹簧减振器6压缩机、

电子控制相

肆A6

白遁座牵气悬一

L笨

离

世

振器调

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合

、蓄压器阳车身加速

庶

仕

咸

哭7空气弹簧空

气

弹

簧—

电气线路—

FlexRay-

总线又TIL转角、车速和制

相等信号，经过悬架控制执行器减振器传感器选择开关高速驾驶时制动时稳定性

防俯冲转变时抗侧倾正常驾驶时乘坐平顺性超动和加速时防后坐出控制信号，控

制各种电磁阀和

步进电动机，对

汽车

悬

架

参

数

。振器阻尼系数、ECU8三、空气弹簧及减振器1.空气弹簧弹簧作为弹性元件将车轮悬架及车身连在一起，构成了一个振动系统。车身及其附件质量作用于弹簧上面称为悬架质量，载荷。相同载荷下，变形量大的弹簧，刚度小，称为软弹簧；变形量小的弹簧，刚度大，称为硬弹簧。相关知识9(1)空气弹簧的匹配如图4-5所示，悬架质量较大或弹簧较软，车身固有频率就低，弹簧的行程(振幅)较大。悬架质量较小或弹簧较硬，车身固有频率就高，弹簧的

行

程

(

振幅

)

较

小

。为减小非悬架质量对车身的固有频率影响，现代轿车广

泛采用铝制辐条式车轮和铝制车轮附属件，重量经过优

化的轮胎。相关知识

10悬挂质量弹性元件非悬挂质量

1个周期图4

-

5

悬挂质量和弹簧刚度与车身固有频率关系质量较小或弹簧较硬1个周期弹簧行程悬架的空气弹簧就是具有固定结构形状的空气气囊，它取代车桥和车身之间的钢质弹簧。自水平调节机构通过调节空气弹簧的压力，将车身(悬挂质量)始终保持在同一水平高度，由于空气弹簧

内的空气压力是按载荷来调整的，空气压力与弹簧刚度变化一致，因此弹簧的刚度与悬挂质量就会成比例

变化。由此带来的好处是：车身固有频率和行驶舒适性与载荷无关，基本保持恒定。当车身的固有频率在1-1.5Hz范围内，乘员感觉舒适，为此，应根据车桥的负荷匹配相应刚度范围的空气

弹簧。空气弹簧弹力(承载力)F由有效作用面积Aw和空气弹簧的压力P,决定。因此，在匹配带有管状气囊的空气弹簧时，可以变动如下参数：①有效面积的大小。②弹簧体积的大小。③活塞的截面。相关知识

11返

鼎蠡

骧

苟

囊点活塞用窣蠕

盖)、张紧环组相关知识

12结构如图4-

6所上端盖张紧环内保护层织物芯层1织物芯层2-外保护层活塞4

2

物

年

步

收师相关知识

13空气弹簧与减振器是分开布置式空气弹簧2.减振器(1)奥迪PDC

(气动减振控制)阀的双筒式充气减振器。PDC

一减振器能在部分负荷和全负荷之间使得衰减度保持恒定，减振器可根据空气弹簧压力来改变阻尼力。PDC

一减振器/空气弹簧的结构如图4-7所示。阻尼力的变化是通过一个单独的PDC

阀来实现的，该阀集成在减振器内，它通过一根软管与空气弹簧相连，为了平衡空气弹簧中不希望出现的动态压力变化，PGC

阀的空气接口上装有一个节流阀。工作腔1通过一个孔与中央管相连，PDC

阀安装在中央管与储油室间的通路上，用于控制油路流通面积，即阻尼力，PDC

阀会影响活塞杆一侧工作腔(工作腔1)的液压油流动阻力。新奥迪型的PDC阀已改为电子控制式，省去气囊与减振器调节阀之间的气管，其性能更加优良。回弹限位块工作腔1空气接口上的节流阀PDC阀相关知识带有密封碗的活塞中央管工作腔2底阀储油室14充

气孔DT八

RJ振器工作腔1中液木

不

通

兰

亡

口朱

通4应

年褐理簧进越资

贸空气弹簧压力较小PDC-阀已打开空气弹簧压力较大PDC-

阀已关闭瞭给塞915于减振器桶内部，电连绣调1

粗天知识

、

O连

续

减

振

控液恋双篮獗振蚕命阻尼魄节16图

4

-9CDC阀减振器阻尼调节a)压缩阀门关阀时b)

压缩阀门打开时1-

活塞总成2-缸套3-主减振阀4-预紧弹簧5-

电磁线圈本

流

动PE定的。流过该阀管量的十塞、线圈、相水缸簧迪磁流变减脓器动时，活塞两侧的磁流变液通过活塞上的节流孔产生阻尼作用。磁流六

凸

后

上磁性颗粒

直径为3-10微米线圈通电时线圈不通电时17四、空气供给控制1.空气供总成空气供给总成用于向空气弹簧中提供清洁干燥

的高压空气。其总成如图4-11所示，主要由空

气压缩机(集成有空气干燥器和排气阀)、控

制单元、压缩机继电器等组成。空气供给总成

安装在发动机舱内左前部，避免在乘员舱内产生噪音，有利冷却。116相关知识

18图4

-

11

空气供给总成1

一

支架2

-

电机3

一

压缩机4

一

空气干燥器5

一

气动排气阀6

一

温度传感器7一进气和排气管8一接电磁阀体的压缩机空气接口9一排气电磁阀接头10一蓄电池12V接头11一温度传感器接头供气过程：空气压缩机供电运转。当活塞下行时，

通过进气口和进气滤清器进入曲轴箱的的空气，经过活塞上的溢流孔推开隔膜阀进入气缸。当活

塞上行时，气缸内的气体压力升高推开单向阀1进

入空气干燥器进行干燥，然后经过单向阀2由压力

管接头的连接管送入电磁阀，同时需进气的空气

弹簧控制电磁阀必需开启，完成供气过程。压缩机缸盖上有温度传感器，用于控制压缩机的工

作时长，防止压缩机过热。空气压缩机工作过程如下：压力管接头一排气滤清器o空气干燥器PTFE-活塞环

隔膜阀单向阀1

溢流孔活塞一进气口滤清器连杆气动排泄阀(带有限压阀)

排泄阀

单向阀3单向阀2

电机

曲轴箱相关知识19排气过程中，气囊内的干燥空气经过节流阀时会大幅减压，这样经过空气干燥器时吸其内的水份后，排放到大气中，完成干燥器的还原过程，大大地增加的干燥器的使用寿命。气动排气阀的作用：压力限制以及保持残余压力。若在排气过程中，空气弹簧内气压低于3.5bar

时，限压阀会自动关闭，避免气囊内无气压，造成气囊不正常变形而损坏。若压缩机压力

高于13.5bar时，限压阀会自动打开，防止压缩机过载损坏。在排气过程中，电控单元控制空气弹簧阀和排气阀打开，当空

气弹簧内的压力大于3.5bar时，气动排气阀体克服弹簧力而升

起并打开阀座1和2,空气弹簧压力经过节流阀和单向阀3到达空气干燥器。空气流过空气干燥器后再经限压阀的阀座和排气

滤清器进入周围空气中。排泄阀压力管接头排气滤清器

阀座2相关知识气动排气阀

阀座1节流阀单向阀3

空气干燥剂限压阀能单元，该单元集成在干燥器壳体内)。排气阀是一个二位三通

阀，在不通电时它是关闭的。四个空气弹簧电磁阀和蓄压器电磁阀组成一个阀单元，如图4-

14所示。它们都是二位二通阀，在不通电时是关闭的。空气弹簧

一侧/蓄压器一侧的压力是沿关闭方向作用的。为了避免在连接压力管路时出现混淆的情况，压力管路上都标有颜色。阀体的接口上有颜色点用于指示匹配状况。奥迪轿车电磁阀接口颜色表示如下：压缩机和左后气囊接口为黑色，左前气囊为红色，右前气囊为绿色，右后气囊为蓝色，蓄压器为黄色。相关知识

21左前

蓄压器左后2.电磁阀体图4

-

14

电磁阀组压缩机接口右后右前相关知识

221一辅助噪音消除器2一单向阀13一空气干燥

器

4

-

单向阀

3

5一单向阀26一排气节流阀7一气动排气阀8

一

压缩机9

-

电动排气阀

10一压力传感器11一蓄压器电磁阀12一左前空气弹簧电磁阀13—右前空气弹簧电磁阀14

-

左后空气弹簧电磁阀

15-右后空气弹簧电磁阀

16一蓄压器17一左前空气弹簧18一右前空气弹簧19一左后空气弹簧20一右后空气弹簧3.气动原理图奥迪A6

轿车空气弹

簧的气动原理如图4-15所示。来自压缩机继电器来自控制单元来自控制单元

去往控制单元四、电子控制系统1.压缩机温度传感器该温度传感器是负温度系数(NTC)电阻。它在玻璃壳体内，装在压缩机缸盖上，用于检测压缩机气缸盖的工作温度。控制单元根据该传感器的温度控制压缩机的工作时间，当压缩机温度高于规定值时，停止压机工作。2.压力传感器该传感器是浇铸在电磁阀体内的，用于检测前、后桥空气弹簧或蓄压器的压力。

压力传感器采用的是电容测量原理，如图4-16所示，当被检测压力(p)作用于陶瓷膜片时，陶瓷膜片变形移动，使得膜片上的电极(1)和固定在传感

器壳体上的对应电极(2)之间距离发生变化，从而改变了该电容器的电容，两电极之间的距离越小，这个电容器的电容就越大。传感器内部集成的电子装置会测量出这个电容值并将它转换成一个线性输出信号。图4-

16

压力传感器原理1—陶瓷膜片电极2一传感器壳体上电极

p一被检测压力相关知识23情况，奥迪轿车

有三个此类加速相

口

口

甘

中

白

ム两和枣隻感器

树图桥减振吸拉

肢感器和支架通

过卷曲折边的方式

连

在

一

起

支

力作

打

螺

作

悉

里的

加

旦

通

过24电缆接头安装位置箭头卷曲凸缘支架加速度传感器元件由数层硅和玻璃组成，硅层位于中间充当弹性舌片(振动片)。带有金属涂层的振动块作为可动电极来工作，它与上、下对应电极构成电容器，电容值的大小取决于电极面积

和电极间距离，如图4-18所示。静止状态：振动块处于电极的正中间，分成的两个电容器C1和C2的电容值大小相等。加速状态：振动块由于惯性会偏离中央位置，因而电极间的距离就会发生变化，从而引起两个电容值变化，

距离减小的电容值增大，中离增大的电容值减小。电

控制单元根据电容的变化就可判断加速度的大小和方向

。硅弹簧电容器C1振动块电容器C2a)无加速度时电

容

器C1电容器C2b)有加速度时相关知识已镀上金属的电极振动块254.车身水平传感器水平传感器是转角传感器，借助一个联杆机构将车身水平变化转换成角度变化，如图4-19所示。该传感器可产生两个不同的且与转角成比例的输出信号，

一个输出信号用于大灯照程调节，另一个输出PWM

信号，

用于空气悬架的调节。各传感器结构相同，由于左、右传

感器臂的偏转方向相反，所以输出信号也是相反的。水平

传感器接角布置见表4-1。相关知识

26针角

功用

1

接地(左侧来自大灯照程调节控制单元，右侧来自水平调节控制单元)

2

未使用

3

未使用

4模拟信号输出，电压信号(只用于左侧大灯照程调节)

5

5V供电(左侧来自大灯照程调节控制单元，右侧来自水平调节控制单元)

6数字信号输出PWM信号(右和左用于水平调节控制单元)

前桥水平位置传感器定子由多层电路扳趋盛；曳路板上有

吆

么装雍率积较感

FF厂传感器臂一同转少

凸

π线暇

线圈

椒

顺成土娄

重线盈箴真在

接

收蠖起构放操纵杆多层电路板正面(看见的是接收线圈)多层电路板背面(看见的是励磁线圈)控制/分析电子装置电路板插头触点转子的线匝输入装置自适应空气悬架电控单元

执行器5.典型空气悬系统G76

、G77

、G78

、G289奥迪轿车自适应空气悬架系统组成如图4-21所示。主要由输入装置、电子控制单元和输出执行装置组成。(集成在对应的减振器支柱内)G341

、G342

、G343加速度传感器J403压缩机继电器车门/发动机舱盖/行李箱盖信号图4

-

21

奥迪轿车自适应空气悬架电控制装置示意图相关知识

28前后桥水平传感器G290压缩机温度传器G291压力传感器(集成在电磁阀体内)N148

、N149

、N150

、N151

空气弹簧电磁阀(集成在电磁阀体内)N311蓄压器阀(集成在电磁阀体内)N336

、N337

、N338

、N339减振器调节阀(集成在供气总成内)SETUP-

按钮N111

排气阀CAR-按钮任务实施291.举升机升降车辆用举升机举升带有空气弹簧的车辆时，要切断空气弹簧气路，防止因举升机升降车辆时，造成空气弹簧充放气而损坏空气弹簧。各车型举升机模式的控制方式有所不同，有的采用开关控制，有的用程序控制，维修时要参考相关车

型维修手册。奥迪轿车空气悬架的举升机模式是由程序控制的，其应用与退出方法如下：(1)在空气弹簧系统关闭的情况下升降汽车1)在用升降台举升汽车之前将车调整为“Lift”(高位高度)并打开“汽车千斤顶模式”。该模式可用汽车诊断仪或汽车控制面板上相应的控制按钮来进入或退出，见维修手册。2)将规定支撑点下的升降台支撑臂定位在纵梁上，然后举升起汽车。3)降下升降台，汽车车轮着地。折回升降台支撑臂。4)关闭“汽车升斤顶模式，”,然后调整为所需的行驶模式。(在车速超过10km/h时，系统自动关闭“汽车千斤顶模式”)。工

开

空

气

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簧

系

统

充

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轮盖

堆

左

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海

平

品

度

不

够折口降台支撑臂系统发动机怠速运转，这样便会打开

供气机组的充气机组的充气

压缩机)。任务实施30章

动发动机，将

空

气

弹

簧高度设直在

高位置，使车身升高；

待车身升高后，关闭点

火开关，在竺

乙

产节功能。起313.前减振支柱(空气悬架)拆装以奥迪A6L轿车为例。(1)前减振支柱(空气悬架)拆卸1)将汽车放到升降器上。2)用VAS5051A排出系统中的气体。3)拆下车轮装饰罩，拆下车轮。4)清洁空气接头区域，旋出余压保持阀2上的连接件1,然后将减振器支柱上的空气管脱开。堵住两个接口，注意没有污物颗粒进入接口中，如图4-23所示。一般不得松开或拆开余压保持阀5)用钳子把卡子3取下。这个卡子不允许再次使用如图4-23所示。6)拧下螺母1,取出螺栓2,然后向上将两个摆臂3拉出如图4-24所示。车轮轴承壳体中的槽口不允许用凿子或类似物扩开!任务实施327)将汽车高度传感器的连接杆6从支撑臂拧下。旋下六角螺栓1,然后将减振支柱的叉形

件从支撑臂上取出如图4-25所示。脱开减振器控制插头连接2如图4-26所示。图4-25拆卸高度传感器拉杆及减振器下部连接图4-

26脱开减振器控制插头任务实施338)松开冷却液补偿罐的固定件(箭头)如图4-27所示，松开补偿罐并置于一侧。卸下排

水槽盖板。取下螺栓的盖板如图4-28所示。图4-

27拆卸冷却液补偿罐固定螺栓

图4-28

取下螺栓的盖板任务实施349)拧下排水槽中的六角螺栓1如图4-29所示，取出带支撑的减振支柱总成。◎图4

-

29

拧下排水槽中的六角螺栓任务实施351

一

首熙

溅

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斐登

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意止挫热怒磨

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反O0H作

匕

φUL区支撑座的导向件必须安装在车身任务实施362)将上摆臂的两个万向节销2装入车轮轴承壳体3内并用

钳子(专用工具)尽可能向下张紧。拧紧螺栓1,如图4

—31所示。3)顶起车轮轴承壳体至调整位置，拧紧空气悬架上下螺

栓。并连接好拆下的管路、线路及部件。4)安装车轮，让汽画车轮着地，拧紧车轮。5)重新学习调整位置。

任务实施37图4

-

32

拆下包装中减振支柱的余压保持阀上锁紧螺栓4.给减振支柱(空气悬架)充气新品包装中的减振支柱(空气弹簧)应具有最低压力，以保证其具有一定形状。如果在低于最低压力

下从包装中取出，那么未成型的空气弹簧滚动皮囊上会形成褶皱。导致轻微损伤，从而影响其使用寿命。因些在从包装中取出前应检查该最低压力，必要时应充气以得新达到该压力。其充气方法如下：1)拆下包装的盖子，从余压保持阀中拧出锁紧螺栓

(箭头)如图4-32所示。任务实施382)关闭带仪表的氩气钢瓶2的阀门，如图4-33所示，

将空气弹簧充气单元3和适配接头4连接到一起。3)将仪表上流量限制器调节到2.0L/mm(箭头)。通

过若干次单个压力冲击将气体注入减振支柱(空气

悬架)。在充气时注间不要让压力超过4.5bar。(只有当超过余压保持阀的“极限压力”时，显示

器上显示正确的压力。“极限压力“在3.5bar

左右。

当压力到达3.4-4.5bar

时，减振支柱(空气悬架)

就充足气体了)4)将空气弹簧充气单元从适配器上拆开，排出3.5bar以上的气体。5)从包装中将减振支柱(空气悬架)取出。安装后

先升高到高位高度，然后再回到正常高度。再次重

复这

一

过程。氩气钢瓶弹簧空气单元适配接头图4

-

33

安装充气单元于减振器支柱上

任务实施39如果空气弹没气时的举设备顶起车辆，在底盘的四个空气弹簧附近用专用支承块垫起车身后拖运。任务实施40气动缺罐压力传感器2号高度控制阀左前空气弹簧

管路压力传感器

减振器控制ECU保险丝、继电器盒压缩机、排气阀及

3号高度控制阀总成右后高度传感器

防滑传感器线束左后高度传感器左后空气弹簧右前高度传感器左前高度传感器6.电控系统检修(以雷克萨斯LS500h车型为例)右防滑传感器线束右后空气弹簧

悬

架ECU1号高度控制阀左前空气弹簧416.电控系统检修(以雷克萨斯LS500h

车型为例)1)检查高度控制传感器(以前轮高度传感器为例)串联3节干电池(1.5V)。将电池的正极(+)引线连接到传感器连接器端子(+),将电池的负极()引线连接到端子(地),如图所示。缓慢上下移动连杆时，测量端子(信号)和端子(地)之间的电压，其电压应符合如下表标准，否则应更换高度传感器。检测仪连接条件规定状态(信号)-(地)+30°(高)3.45

V0°(标准位置)2.25V-30°(低)1.05

V

任务实施高度传感器连接器信号42中

人

P1.V的干电池。将干任务实施立

至度

传

恐

吞。如未

掉

落新检

测

仪

连

接

4

条

件

，规定状态出日

1传感器静止约2.0至2.5V日下1

(

信

号

)

=

2

6

)传感器垂直振动在约0.9和3.6V

之间变化悚

度

传

器

坐

符箴重数值标准。

任务实施罪气阑的电建

图

如框水。报

喜伐检测仪连接口

长一条件亡

生规定状态(

+

)

(

地

)20°℃(68°D时

口9.36

至1

0

.1

4

Ω意

：

要

操

作

伐

门

持

续

或超

过保

内口

PA

L作情况

。规定，则更换压缩

机

。检区果蓄电池正极(+)→排气阀连接器(+)

蓄电池色材(-)中挑气阀连接器(地险查结工作(应能听到工作声音)排气阀连接器2

1一地44②检查压缩机电动机检查压缩机的工作情况。将蓄电池电压施加到各端

子上并检查压缩机的工作情况(压缩机电动机)。

线路连接如图所示，检测结果标准见表注意：不要操作高度控制压缩机达60秒或更长时间。由于高度控制压缩机内短路或锁止会导致电流过大，因此压缩机电动机不运转时立刻停止操作。如果结果不符合规定，则更换压缩机。检测仪连接规定状态蓄电池正极(+)→压缩机电机连接器(+)蓄电池负极(-)→压缩机电机连接器(地)工作(听到工作声音)压缩机电机连接器

任务实施地45

任务实施阳借如图所票，

将

童电

柒思

本

施检

各

而

现

步

病

态检

秃

报

力

寿.36至10.14

Ω焉

蓄

：

透

平阀闲持续或超过规定，则更换3号L

立

二高度控制阀

。检测仪连接规定状态蓄电池正