凌志轎車的空氣懸架結(jié)構(gòu)與故障診斷劉旭東

1、實(shí) 習(xí) 報(bào) 告凌志轎車的空氣懸架結(jié)構(gòu)與故障診斷+姓 名： 劉旭東 專 業(yè) 班 級(jí) ： 電氣自動(dòng)化技術(shù) 實(shí) 習(xí) 單 位 ：大連汽車綜合性能檢測(cè)中心有限公司指 導(dǎo) 教 師 ： 陳 彤 完 成 日 期 ： 2011年4月22號(hào) 摘 要大連汽車綜合性能檢測(cè)中心有限公司位于大連市甘井子區(qū)華北路411號(hào)，距市內(nèi)2.5Km，距沈大高速公路口3Km，緊靠沈大高速公路通往市內(nèi)延伸路段華北路旁，交通十分便利，是理想的地理位置。自2010年11月來(lái)到大連汽車綜合性能見車中心，經(jīng)過(guò)為期十七周的實(shí)習(xí)我對(duì)汽車電子空氣懸架系統(tǒng)有了一些了解。近年來(lái)，人們不斷開發(fā)適應(yīng)各種行駛路況的最優(yōu)懸架控制系統(tǒng)。在轎車，尤其是高檔轎車中，相

2、繼出現(xiàn)了性能更優(yōu)的電子控制旋架，豐田的（TEMS）就是其中的一種，這一系統(tǒng)最早用于1984年的姬先達(dá)（CRESSIDA）車型上，但只對(duì)減振器的減振阻尼進(jìn)行控制，80年代末，發(fā)展為電子控制空氣懸架，應(yīng)用在凌志轎車上，具有彈簧剛度控制，減振阻尼力控制，車身高度控制等先進(jìn)性能，具有優(yōu)越的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性，是空氣懸架的典型代表。隨著汽車技術(shù)的不斷換代升級(jí)，以微電腦為代表的電子技術(shù)、傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，使電子控制技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于包括懸架在內(nèi)的汽車各個(gè)部分，大大地改善了汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性、安全性和環(huán)保性，同時(shí)也對(duì)我汽車使用者和維修人員提出了新的更高的要求，在本報(bào)告中有一些凌志轎車更新的

3、懸架控制技術(shù)。在實(shí)習(xí)的過(guò)程中，通過(guò)了解了汽車的基本結(jié)構(gòu)。寫下了這篇實(shí)習(xí)報(bào)告，請(qǐng)指導(dǎo)老師對(duì)于報(bào)告存在的不足之處給予指點(diǎn)。關(guān)鍵詞：彈簧；空氣懸架；乘坐舒適性1實(shí)習(xí)概述1.1公司介紹大連汽車綜合性能檢測(cè)中心有限公司位于大連市甘井子區(qū)華北路411號(hào)，距市內(nèi)2.5Km，距沈大高速公路口3Km，緊靠沈大高速公路通往市內(nèi)延伸路段華北路旁，交通十分便利，是理想的地理位置。該中心占地面積39000平方米。停車場(chǎng)地及通道面積29000平方米，綠化面積5500平方米，建筑面積4900平方米，有獨(dú)立的供電、供暖、供水系統(tǒng)，通風(fēng)照明系統(tǒng)先進(jìn)合理有效。總體工藝布局先進(jìn)、合理、宏偉、氣派；檢測(cè)設(shè)備、儀器的配備齊全，技術(shù)先進(jìn)

4、，功能完善，自動(dòng)化程度高，計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，可對(duì)車輛的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性及尾氣排放實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)。該中心于1999年12月，通過(guò)遼寧省技術(shù)監(jiān)督局的計(jì)量認(rèn)證；2000年3月通過(guò)交通部現(xiàn)場(chǎng)評(píng)審認(rèn)定為國(guó)家級(jí)遼寧省中心站；2001年6月該站通過(guò)了交通部遼寧交通汽車檢測(cè)設(shè)備計(jì)量檢定站的評(píng)審驗(yàn)收；2004年6月，被遼寧省司法廳批準(zhǔn)為大連汽車司法鑒定中心。大連汽車綜合性能檢測(cè)中心有限公司作為國(guó)家級(jí)省中心站，必將為推動(dòng)我國(guó)汽車檢測(cè)行業(yè)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。1.2崗位介紹2010年11月份我來(lái)到了大連汽車綜合性能檢測(cè)中心有限公司，剛剛參加工作的我對(duì)這個(gè)陌生的工作充滿了興趣，經(jīng)過(guò)幾周的汽車檢測(cè)入

5、職教育和安全培訓(xùn)，使我對(duì)工作有了一定的了解。在來(lái)到公司的第四周，我被安排在檢測(cè)中心汽車修配廠部門，主要從事汽車底盤、制動(dòng)、燈光、轉(zhuǎn)向系和空氣懸架的下線調(diào)休工作。我的師傅是汽車修配廠的廠長(zhǎng)：李平修、在這十七個(gè)月的實(shí)習(xí)過(guò)程中我跟隨著李師傅學(xué)習(xí)了空氣懸架的結(jié)構(gòu)與維修使我從對(duì)汽車什么都不懂到能夠診斷維修汽車的轉(zhuǎn)變。雖然工作的環(huán)境很惡劣，但是我對(duì)工作的熱情一點(diǎn)也沒(méi)有減少。2.空氣懸架介紹在實(shí)習(xí)過(guò)程中師傅給我們講了空氣懸架的作用和發(fā)展，主要是針對(duì)凌志轎車。傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)主要由彈簧、減振器、穩(wěn)定桿等組成。彈簧用于使路面產(chǎn)生的振動(dòng)和車輪擺動(dòng)不致直接傳到車身，彈簧也有助于提高輪胎著地能力。減振器能迅速衰減彈簧的

6、振動(dòng)，使乘坐舒適，并能改善汽車的方向穩(wěn)定性。正是彈簧和減振器的綜合特性，確定了汽車的行駛性能和操縱性能。而傳統(tǒng)的機(jī)械彈簧其剛度是不能變化的，即使是變剛度彈簧，其變化范圍也十分有限，傳統(tǒng)減振器其減振力同樣不能變化。因此，由這些傳統(tǒng)元件組成的懸架不可能同時(shí)滿足良好的乘坐舒適性和良好的操縱穩(wěn)定性。 隨著汽車速度的提高，對(duì)汽車的性能也提出了很高的要求，以微電腦為代表的電子技術(shù)、傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，電子設(shè)備性能的大幅改善和可靠性的不斷提高，促成了汽車電子裝置的高可靠性、低成本和空間節(jié)省，使電子控制技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于包括懸架在內(nèi)的汽車的各個(gè)部分，通過(guò)采用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)汽車懸架的控制，既能使汽車乘坐的舒適性

7、達(dá)到令人滿意的程度，又能使汽車的操縱穩(wěn)定性達(dá)到最佳狀態(tài)。近年來(lái)，人們不斷開發(fā)適應(yīng)各種行駛工況的最優(yōu)懸架控制系統(tǒng)，在轎車上，尤其是豪華高檔轎車中，相繼出現(xiàn)了性能更加優(yōu)越的各種電子控制懸架系統(tǒng)。 這一系統(tǒng)最早用于1984年的姬先達(dá)（CRESSIDA）車型上，但只對(duì)減振器的減振阻尼進(jìn)行控制。80年代末發(fā)展為電子控制空氣懸架系統(tǒng)，應(yīng)用在凌志轎車上。這一系統(tǒng)除控制減振器的減振阻尼外，還可控制空氣彈簧的剛度及車身的高度。 經(jīng)過(guò)師傅的講解使剛接觸汽車的我對(duì)汽車空氣懸架又了一點(diǎn)基本的了解，使我對(duì)汽車空氣懸架產(chǎn)生了濃厚的興趣。以下是師傅對(duì)凌志汽車空氣懸架的結(jié)構(gòu)和故障診斷的一些講解使我更加的認(rèn)識(shí)了空氣懸架對(duì)轎車乘

8、坐舒適性和操縱穩(wěn)定性的重要性。3.空氣懸架的組成和結(jié)構(gòu) 凌志轎車的電子控制空氣懸架系統(tǒng)主要組成部件，如圖3.1。 圖3.1 Ucf10電子控制空氣懸架系統(tǒng)3.1高度控制通斷開關(guān) 對(duì)于ucf10車型，這一開關(guān)位于行李箱的工具儲(chǔ)藏室內(nèi)。將開關(guān)撥至OFF位置懸架控制系統(tǒng)中止車輛高度控制，當(dāng)車輛被舉升停在不平的路面或車輛被拖起時(shí)，這樣可避免空氣彈簧中壓縮空氣排出，從而可防止車身高度的下降。 當(dāng)開關(guān)撥至OFF位置時(shí)，懸架ECU的NSW端子接地，電壓為0V，ECU中止高度控制。 3.2制動(dòng)燈開關(guān) 這一開關(guān)位于制動(dòng)踏板支架上，當(dāng)制動(dòng)踏板踩下時(shí)，開關(guān)接通。12V的電壓加在懸架ECU的STP端子上，懸架ECU利

9、用這一信號(hào)判斷汽車是否在制動(dòng)。3.3門控?zé)糸_關(guān) 四個(gè)車門各有一個(gè)門控?zé)糸_關(guān)，這些開關(guān)都位于門柱上，當(dāng)所有的門都關(guān)上時(shí)，所有開關(guān)都斷開，蓄電池電壓加在懸架ECU的DOOR端子上，當(dāng)有任一個(gè)門打開時(shí)，懸架ECU的DOOR端子電壓變?yōu)?V，懸架ECU據(jù)此判斷車門是打開還是關(guān)上。3.4車速傳感器 車速傳感器位于變速器輸出軸上，用來(lái)檢測(cè)變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速，車速傳感器有兩種形式，ucf10車型采用磁阻式，輸出軸每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生20個(gè)信號(hào)，此信號(hào)可直接驅(qū)動(dòng)組合儀表內(nèi)的車速表，之后組合儀表內(nèi)的脈沖轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為輸出軸每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生4個(gè)信號(hào)，再傳送到懸架ECU。3.5節(jié)氣門位置傳感器 節(jié)氣門位置傳感器裝在節(jié)氣門體上，

10、用來(lái)檢測(cè)節(jié)氣門的開度。發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器ECU將5V的恒定電壓加在傳感器的Vc端子上，當(dāng)傳感器的節(jié)氣門信號(hào)觸點(diǎn)隨節(jié)氣門開度在可變電阻器上滑動(dòng)時(shí)，加在傳感器Vta端子上的電壓就與節(jié)氣門開度成正比。發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器ECU將這一代表節(jié)氣門開度的信號(hào)Vta經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換送到懸架ECU。3.6轉(zhuǎn)向傳感器 轉(zhuǎn)向傳感器位于組合開關(guān)總成內(nèi)，用于檢測(cè)汽車轉(zhuǎn)彎的方向和轉(zhuǎn)彎的角度。轉(zhuǎn)向傳感器由一個(gè)信號(hào)盤（有縫圓盤）和兩個(gè)遮光器組成。每個(gè)遮光器有一個(gè)發(fā)光二極管和光敏二極管，兩者相互對(duì)置，并固定在轉(zhuǎn)向柱管上。信號(hào)盤沿圓周開有20條光縫，它被固定在方向盤主軸上，隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。3.7高度傳感器 高度傳感器的作用是檢測(cè)車身高度及因路

11、面不平引起的每個(gè)懸架的位移量，并將之轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)輸入到懸架ECU。 傳感器由傳感器軸、轉(zhuǎn)板、電刷和印刷電路板組成。傳感器軸、轉(zhuǎn)板和電刷組合成一個(gè)整體，由導(dǎo)桿帶動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，印刷電路板上有一電阻器，電刷可在電阻器上滑動(dòng)。 當(dāng)由于車身高度變化使與轉(zhuǎn)板和傳感器軸一體的電刷在電阻器上滑動(dòng)時(shí)，A和B之間的電阻值就發(fā)生變化，電阻值的變化與轉(zhuǎn)板的轉(zhuǎn)動(dòng)角度成正比，也即與車身高度的變化成正比，當(dāng)懸架ECU把一個(gè)恒定電壓加在整個(gè)電阻器時(shí)，A和B之間產(chǎn)生的電壓變化取決于轉(zhuǎn)板的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。這一電壓信號(hào)送到懸架ECU，懸架ECU即可從電壓的變化中檢測(cè)出車身高度的變化。3.8加速度傳感器 加速度傳感器用來(lái)測(cè)量車身的垂直加速度

12、。只有ucf20車型才裝有加速度傳感器。加速度傳感器共有三個(gè)，兩個(gè)前加速度傳感器分別裝在前左、前右高度傳感器內(nèi)，一個(gè)后加速度裝在行李箱后側(cè)的下面。這三個(gè)加速度傳感器分別檢測(cè)車身的前左、前右位置的垂直加速度。 3.9懸架控制執(zhí)行器 懸架控制執(zhí)行器裝在各空氣彈簧和可調(diào)減振器的上方，對(duì)于ucf10車型，執(zhí)行器同時(shí)驅(qū)動(dòng)減振器的轉(zhuǎn)閥和空氣彈簧的連通閥，以改變減振器的減振阻尼和空氣彈簧的剛度， 3.10可調(diào)式減振器 可調(diào)式減振器裝在空氣彈簧下面，與空氣彈簧一起構(gòu)成懸架支柱，上端與車架連接，下端裝在懸架擺臂上。 可調(diào)式減振器減振阻尼的改變是由流過(guò)活塞節(jié)流孔油量的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而油量的變化是靠改變活塞節(jié)流孔的

13、大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的，以u(píng)cf10車型為例，與控制桿連成一體的轉(zhuǎn)閥上有兩組節(jié)流孔，活塞桿上也有兩個(gè)節(jié)流孔。懸架控制執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)控制桿，使轉(zhuǎn)閥在活塞桿內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而打開或關(guān)閉這些節(jié)流孔，使通過(guò)這些節(jié)流孔的油液量發(fā)生變化，從而來(lái)控制減振器的減振阻尼。 3.11空氣壓縮機(jī) 空氣壓縮機(jī)用來(lái)產(chǎn)生供車身高度調(diào)節(jié)所需的壓縮空氣?？諝鈮嚎s機(jī)采用單缸活塞連桿式結(jié)構(gòu)，由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，懸架ECU通過(guò)控制1號(hào)高度控制繼電器來(lái)控制空氣壓縮機(jī)，當(dāng)車內(nèi)乘員人數(shù)或汽車載荷增加時(shí)，車身高度降低，懸架ECU控制1號(hào)高度控制繼電器，啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)，并打開高度控制電磁閥，給空氣彈簧主氣室充氣，使車身高度升高，當(dāng)車內(nèi)乘員人數(shù)或汽車載荷減少時(shí)，車身

14、高度會(huì)上升，這時(shí)懸架ECU打開高度控制電磁閥和排氣電磁閥，使空氣彈簧主氣室內(nèi)的空氣排出，從而使車身下降。見圖3.2。圖3.2 空氣壓縮機(jī)4.空氣懸架故障診斷分析 4.1故障診斷分析程序 圖4.1 空氣懸架控制系統(tǒng)故障診斷框圖師傅手把手教我空氣懸架控制系統(tǒng)故障診斷過(guò)程,如圖4.14.2基本檢查 基本檢查的內(nèi)容有：車身高度調(diào)整功能檢查，減壓閥檢查，漏氣檢查和車身高度初始調(diào)整。 （1）.車身高度調(diào)整功能檢查 通過(guò)操作高度控制開關(guān)來(lái)檢查汽車車身高度的變化，步驟如下： 檢查輪胎充氣壓力是否正確。 檢查汽車高度。 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，將高度控制開關(guān)“NORM”位置轉(zhuǎn)換到“HIGH”位置。 在汽車處于“HIGH”高

15、度時(shí)，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并將高度控制開關(guān)從“HIGH”位置切換至“NORM”位置。 以下是車身高度調(diào)整檢查，見圖4.2。圖4.2車身高度調(diào)整檢查(2)減壓閥檢查 迫使壓縮機(jī)工作以檢查減壓閥的動(dòng)作，方法如下： 將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)到ON位置，連接高度控制連接器的端子3和6，使壓縮機(jī)工作。 壓縮機(jī)工作一段時(shí)間后，檢查減壓閥應(yīng)有空氣逸出。 將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)至OFF位置。 清除故障代碼。 （3）漏氣檢查 檢查空氣懸架系統(tǒng)的軟管、硬管及其連接處是否漏氣。 將高度控制開關(guān)切換至“HIGH”位置，升高車身。 發(fā)動(dòng)機(jī)熄滅。 在軟、硬管連接處涂抹肥皂水檢查有漏氣。 （4）車身高度初始調(diào)整 此項(xiàng)調(diào)整是使車身初始高度處于標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。調(diào)

16、整時(shí)，高度控制開關(guān)必須在“NORM”位置，汽車要停在平坦的路面上。檢查車身高度。測(cè)量高度傳感器控制桿的長(zhǎng)度。調(diào)節(jié)車身高度。4.3故障診斷維修（1）故障1 懸架升高按鍵上的LED 燈不停閃爍實(shí)習(xí)中有一輛轎車儀表板燈光系統(tǒng)報(bào)警，中央控制面板的懸架升高按鍵上的LED 燈不停閃爍。連接故障診斷儀對(duì)空氣懸架系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)了故障含義為加注中央蓄壓器的時(shí)間異常的故障碼。利用故障診斷儀的驅(qū)動(dòng)功能為中央蓄壓器充氣，發(fā)現(xiàn)控制單元的指令可以發(fā)出但充氣泵不工作。根據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試結(jié)果可以判定，既有可能是線路問(wèn)題，也有可能是元件問(wèn)題。我和師傅先檢查了充氣泵的電源線，結(jié)果無(wú)電壓。對(duì)照電路圖進(jìn)行線路檢查發(fā)現(xiàn)，提供電源的40

17、A 熔絲已經(jīng)熔斷。但檢查充氣泵及線路無(wú)短路現(xiàn)象，于是更換熔斷的熔絲試車。但進(jìn)行試車后故障還是存在。根據(jù)以上檢查結(jié)果，可以確定充氣泵損壞。在更換新的充氣泵后懸架系統(tǒng)升降功能恢復(fù)，升降開關(guān)上的LED 燈在車輛懸架達(dá)到預(yù)定高度后LED 燈熄滅，故障排除。（2）故障2 空氣懸架不能升降有一輛轎車，車主反映該車的空氣懸架不能升降。于是我和師傅連接故障故障診斷儀對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，我們先對(duì)充氣泵的線路進(jìn)行了檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常。既然線路沒(méi)有問(wèn)題，那么很有可能是空氣懸架系統(tǒng)存在泄漏的問(wèn)題。于是對(duì)管路及分配閥進(jìn)行測(cè)漏，結(jié)果發(fā)現(xiàn)分配閥處有泄漏現(xiàn)象。一旦分配閥出現(xiàn)泄漏，將使得充氣泵產(chǎn)生的高壓空氣從此處泄漏，這樣進(jìn)入空氣懸架系統(tǒng)的高壓空氣量將減少，因此空氣懸架在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將無(wú)法達(dá)到設(shè)定的高度，此時(shí)按鍵上的LED燈便會(huì)持續(xù)閃爍。由于充氣泵的工作時(shí)間超長(zhǎng)，最終還會(huì)導(dǎo)致線路過(guò)載燒毀熔絲。在更換中央分配閥后，故障排除。5.實(shí)習(xí)收獲和體會(huì)在大連汽車綜合性能檢測(cè)中心實(shí)習(xí)連續(xù)十七周的實(shí)習(xí)很快就結(jié)束了，在實(shí)習(xí)的日子里我感到非常的充實(shí)。這次實(shí)習(xí)，也是對(duì)我們所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一個(gè)濃縮，一次總結(jié)。通過(guò)實(shí)習(xí)，考驗(yàn)了我們對(duì)自己專業(yè)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也彌補(bǔ)了許多不足，這對(duì)于今后我們走向正式工作崗位并且能夠勝任非常有幫助。使我對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)有了一個(gè)更深刻，更系統(tǒng)的了解同時(shí)，我也接觸到了許多課堂上所沒(méi)有的東