(一)电控空气悬架系统执行器的功用
悬架执行器的作用就是驱动主、副气室的空气阀阀心和减振器阻尼孔的回转阀,使其转动,从而实现对悬架刚度和阻尼参数的控制,如图4 - 1所示。
(二)电控空气悬架系统执行器的结构和工作原理
空气悬架系统执行器的结构和工作原理如图4 - 2所示。当悬架ECU控制步进电机动作时,带动小齿轮转动,小齿轮驱动扇形齿轮转动。与扇形齿轮同轴的阻尼调节杆带动回转阀旋转,从而使阻尼孔开闭的数量发生变化,达到调节减振器阻尼的目的。同时阻尼调节杆上通过齿轮带动空气阀控制杆转动,使空气阀阀心转动,随着阀心转动角度的改变,使空气弹簧的刚度也得到调节。
悬架系统执行器上还有一个电磁线圈,当电磁线圈不通电时,由它控制的制动开关松开,制动杆处于扇形齿轮的滑槽内,扇形齿轮可以转动;当电磁线圈通电而吸合制动开关时,制动杆往回拉,各齿轮处于锁止状态,阻尼调节杆和空气阀控制杆都不能转动,此时悬架的刚度参数和阻尼参数都为固定值,悬架系统处于相对稳定的状态。
图4-1 空气悬架的组成
1—执行器;2—副气室;减振器调整杆;4—主气门;5—减振器活塞杆;6—滚动
膜;7减振器
图4 - 2悬架系统执行器的结构和原理
1—阻尼调节杆;2—小齿轮;3—步进电机;4—制动杆;5—电磁线圈;6—扇形齿轮;7—空气阀驱动齿轮;8—空气阀
控制杆
(三)电控空气悬架系统执行器的分类
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现在常见的有三种空气悬架系统执行器:4线执行器、2线执行器和3线执行器。 1、4线执行器
4线执行器是一个双向直流电机。执行器安装在减振器的顶部,执行器驱动减振器内的一根轴来改变减振器阀门。这类执行器由悬架ECU通过一对称为硬/软继电器的继电器来控制,4线执行器可以从减振总成上取下单独更换,4线执行器内带位置传感器。4线执行器的原理图如图4 - 3所示。 2、2线执行器
2线执行器是一个ON/OFF(接通/断开)电磁阀。如果电磁阀处于“OFF”(断开)位置,减振器处于硬阻尼状态;如果电磁阀处于“ON”(接通)位置,减振器处于软阻尼状态。2线执行器与减振器为一体式,不可单独维护。其原理图如图4-4 3、3线执行器
3线执行器是一个直流电机,位于减振器顶部,只能单向旋转。电机转动时,通过减速齿轮总成带动减振器的活塞杆改变减振阻尼。3线执行器与减振器也是一体化的,无法单独维护。 3线执行器也带有位置传感器。其原理图如图4—5所示。
图4-3 4线执行器的原理图
图4-4 2线执行器的原理图
图4-5 3线执行器的原理图
五、电子控制悬架系统故障诊断与检测
当电控空气悬架系统运行有故障时,悬架ECU就会检测到,并点亮故障指示灯。电控空气悬架系统的诊断与维修过程因不同的车辆而不同,在维修时应参照相应汽车制造商的维修手册或相关资料中提供的步骤进行。 警告
①维修过程中若断开蓄电池,将会丢失悬架ECU中存储的信息。
②在吊起、支起或拖动汽车之前,应该将悬架控制开关置于“OFF”位置或断开电瓶负
极。
③当点火开关在接通状态下,不要拆卸或安装悬架ECU及其电子插头。
④如果汽车生产厂商的维修手册没有指明,就不要将系统的任何电路或元件加电压或
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接地。
⑤如果汽车安装有安全气囊系统,在维修电控空气悬架前,应先将安全气囊系统断开,
否则可能造成人身伤害或财产损失。
⑥在控制系统的检测中,必须用生产厂商在维修手册中提到的检测工具,否则可能损坏控制系统的零部件。
下面以福特汽车电控空气悬架系统为例,介绍电控空气悬架的故障诊断,其它空气悬架系统的故障诊断可以参考相关车型和悬架类型的维修手册进行操作。福特汽车电控空气悬架系统的故障诊断分为两个专项内容:直观检查和依步骤诊断。 1、福特汽车电控空气悬架的直观检查
在连接任何测试设备之前,先检查空气压缩机、空气管路和系统高度传感器杆系是否有损坏,包括有无泄漏、裂纹和安装是否正确以及线束连接是否正确,芯脚有无弯曲、折断,引线有无锈蚀、松动,线路布置是否适当等等。如果检查控制系统和高度传感器有机械损伤迹象,则先做必要的修理后再往下进行。
警告 开始诊断之前,先执行起动和运行汽车测试所需的所有安全步骤,执行完测试的
驱动循环部分后,一定要拉上手刹,将挡位挂在“P”位置,垫住驱动轮。同时,关掉收音机、灯、风机、空调和其它电气附件。
在直观检查完毕后就要进入依步骤诊断。下面介绍福特汽车电控空气悬架系统的诊断步骤。 2.福特汽车电控空气悬架系统的诊断步骤
包括以下内容,诊断时应按此顺序进行。①驱动循环诊断:检查汽车被驱动时是否出现故障;②维修间诊断:检查整个系统在汽车静止时是否有故障;③弹簧充气诊断:检查四个空气弹簧的充气、排气功能。
上述三个诊断程序均需使用Rotunda STAR测试仪(007 - 00004)或Rotunda SUPER STAR2测试仪(007-00041),见图5-1
警告 悬架ECU内存中最多可以存放32个故障码,在点火开关转到“OFF”位置后,故
障码最多可以保留1h。在此期间,点火开关必须处于“OFF”位置,行李舱内的空气悬架开关必须处于“ON”位置,否则故障码就会被清除。
(一)驱动循环诊断
驱动循环诊断显示汽车上次驱动后发生的故障码。该测试主要用于测试车速输入和检测间歇性故障,这些问题在维修间诊断时可能无法实现。
一个故障可能会引起几个故障码,诊断中显示的每个故障码都有相应的定点测试。这些测试都标有诊断优先级,第一级最高,第七级最低,要从最高诊断优先级开始执行定点测试。定点测试的具体内容可参见相应的汽车《维修手册》的详细介绍。 进行循环诊断的步骤如下:
1)以24 km/h以上车速驱动汽车至少4 min,然后将点火开关转到“OFF”位置。 2)打开行李舱盖,确认空气悬架“ON/OFF\开关在“ON”位置。 3)松开“STAR”测试按钮使它处于“HOLD”位置。
4)将“STAR”测试仪连接到空气悬架诊断插座上,然后将“STAR”测试仪转到“ON”位置。至少
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等待5 s后,按下“STAR”测试按钮,使它处于压下的“TEST”位置。在20 s内,“STAR”测试仪应该持续显示下列代码之一:
①15:驱动循环诊断完成,无故障。断开“STAR”测试仪,退出驱动循环诊断。
②40到71:驱动循环诊断完成,而且系统内发生故障。记录系统所有的故障,然后运行维修间诊断。
③所有其他代码:根据维修手册或中车在线(www.713.com.cn)数据库中的相关内容进行相应的定点测试。
驱动汽车进行检测,直到悬架控制指示灯点亮或技师觉得无故障出现。完成驱动循环诊断后,要执行维修间诊断。
图5-1 测试仪 STAR2
(二)维修间诊断
维修间诊断有三部分内容:一是自动/手动测试;二是故障码显示;三是功能测试。
自动/手动测试:该测试让空气悬架ECU进行自检以及检查各部件的操作。执行完这些测试后“STAR”测试仪会显示“12/OK开始手动测试”或“13/有故障,开始手动测试”。此时应执行手动输入检查 故障码显示:可以用“STAR”测试仪显示故障码。每个检测到的故障码将显示15 s。故障码将一直显示到不再需要时为止。此时应记下故障码。
功能测试:驱动循环诊断期间记录的故障码应与维修间诊断期间记录的故障码进行比较。两个测试中都出现的故障码是硬故障。只在驱动循环诊断中出现的故障码是间歇性故障。 1)维修间诊断的步骤
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维修间诊断的测试步骤见表5-1
表5-1 维修间诊断的步骤 测试步骤 为了进入/起动维修间诊断,需执行下列步骤: ·将蓄电池充电器与汽车连接起来,并在测试过程中保持连接 ·如需要,松开“STAR”测试按钮,使它处于弹起的“HOLD”位置 ·打开行李舱盖,将“STAR”测试仪连接到空气结果 在20 s内“STAR”测试仪持续显示下列代码之一: “10\ 执行维修间诊断自动测试 根据维修手册或中车在线数据库中的有关内容进行相应故障码诊断 措施 悬架诊断插座上,并且将“STAR”测试仪转到“ON” 位置 “21”到“28” ·把空气悬架“ON/OFF”(锁止)开关转到“OFF” 位置后再拨回“ON”位置 ·检查客厢和行李舱中的载荷,卸掉所有负荷;汽车必须处于整备重量 ·确认点火开关位于“OFF”位置并等待10 s ·不踩制动踏板,把点火开关打到“ON/RUN”位置,(没必要起动发动机) ·确认大灯、加热风扇、风窗刮水器??断电 ·等待最少5 s后,按下“STAR”测试按钮,使它处于压下的“TEST”位置 “80\ 2)修间诊断自动测试
维修间诊断自动模式测试步骤见表5-2 3)维修间诊断手动测试
维修间诊断的手动测试步骤见表5-3。
表5-2 维修间诊断自动模式 测试步骤 “STAR”试仪正在显示代码“10”。空气悬架已经完成自检,正执行自动诊断。在进行自动检测期间(“STAR”显示代码“10”时),禁止触摸或倚靠车结果 “STAR”测试仪显示代码: 自动测试未测到系统故障,转入下一步手动测试 自动测试测到系统故障,转入下一步的手动操作 措施 辆。如果没有空气调平故障,测试大约需要3-4 min。 “12” 如果有空气调平故障,测试可能需要14 min。测试 结束时,“STAR”测试仪将显示代码“12”或“13” “13”
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