奧迪A8轎車電控空氣懸架系統的檢測

◆文/江蘇　趙寶平　趙玉亮

奧迪A8轎車電控空氣懸架系統的檢測

◆文/江蘇趙寶平趙玉亮

汽車懸架系統是汽車底盤的重要組成部分之一，懸架系統性能的好壞，直接影響到汽車駕駛員的操縱性與乘客乘車的舒適性。大多數人都會感覺到：因車輛的起步、加速、轉彎、制動或減速，車內乘客容易坐不穩甚至摔倒，而奧迪A8轎車的可調空氣懸架(Adaptive Air Suspension，AAS)技術能夠很好地緩解這類現象。

奧迪A8轎車電控空氣懸架系統是通過改變懸架的軟硬度和減振系統阻尼的大小，以適應不同的行駛條件。它提供了4種不同的車身離地間隙：最高離地間隙145mm、高速模式95mm、運動模式100mm和普通模式120mm，駕駛員可以根據不同的路況或車速進行選擇。如遇路面狀況惡劣時，增加離地間隙以提高汽車的通過性；車輛在高速行駛時，選擇運動模式以降低車身重心，增強車輛的行駛穩定性，同時也可以減少空氣阻力、降低油耗。不論選擇什么模式，AAS都會根據安裝在車身不同位置的多個傳感器來感知載荷、車速和路面狀況等信息。通過這些信息可選擇合適的懸架硬度和減振阻尼，使車輛在加速、制動和轉彎時都能獲得很好的車身控制，保持車身高度不發生變化，車輛在行駛時也基本上不產生側傾，以獲得良好的舒適性和操控性。

一、電控空氣懸架系統的結構

奧迪A8轎車電控空氣懸架系統在車上的實際安裝位置如圖1所示。

圖1　電控空氣懸架系統安裝位置

奧迪A8轎車的自適應空氣懸架系統包括空氣壓縮機、高度控制裝置控制單元、4個車身高度傳感器、3個車身加速度傳感器、儲壓罐、空氣彈簧及控制空氣彈簧的電磁閥組，其電控AAS系統示意圖如圖2所示。

二、重要構件

1.電子控制單元

ECU(J197)安裝于車內儲物箱前，用于處理其他總線部件的相關信息和獨立的輸人信號，處理生成控制信號，以控制壓縮機、電磁閥和減振器。

2.空氣彈簧

空氣彈簧采用外部引導式，并被封裝在一個鋁制的圓筒內，如圖3所示。為了防止灰塵進入圓筒與空氣彈簧伸縮囊之間，采用密封圈密封活塞與汽缸之間的區域。密封圈在維修時可以更換，空氣彈簧伸縮囊不能單獨更換。出現故障時，必須更換整個彈簧或減振支柱。空氣彈簧不僅替代了鋼制彈簧，而且還有其獨特的優點。它使用鋁制汽缸的新式外部引導性裝置，減小了空氣彈簧伸縮囊的壁厚，使在路面不平情況下的響應更加靈敏。

圖3　前橋空氣彈簧結構

空氣彈簧為了能以最佳的承載寬度來達到行李箱的最大利用容積，其后橋的空氣彈簧直徑就被限制到最小的尺寸。而為了滿足舒適度的要求，空氣的體積又不能太小。為了解決這個矛盾，使用了一個與減振器連在一起的蓄壓罐(器)，用于額外供應空氣。蓄壓罐位于汽車左側的行李箱底板與后部消聲器之間，蓄壓罐的最大工作壓力為16bar(1bar=105Pa)，如圖4所示。

圖4　后橋空氣彈簧結構

3.減振器

減振器采用無級電子雙管氣壓減振器(無級減振控制系統)，其結構和工作原理如圖5所示。圖中活塞1的主減振閥門3通過彈簧4機械預緊，在閥門上方安裝有電磁線圈5，連接導線經由活塞桿的空腔與外部連接。

整個活塞在汽缸套2內以速度v向下運動，空腔內主減振閥門下的油壓上升。電磁線圈通電，電磁力FM對彈簧力Ff有反作用，并將其部分提升。當電磁力與ATF壓力的總和(FM＋FP)超過彈簧力Ff時，就會產生一個力FR，此力將主減振閥門打開。電流將調控線圈電磁力的大小，電流越大，液壓油的流過阻力和減振器阻尼力就越小。

當電磁線圈沒有電流作用時，減振器阻尼力達到最大。減振器阻尼力最小時，電磁線圈上的電流大約為1 800 mA。在緊急運行時，不對電磁線圈通電，這樣就設定了最大減振力，并通過其保證車輛行駛時的動態穩定。

圖5　減振器的結構和工作原理示意圖

4.車身高度傳感器(G76、 G77、G78、 G289)

車身高度傳感器又稱車身水平傳感器，共有4個。這4個車身高度傳感器的結構相同，它們通過測得懸臂與車身之間的距離來判斷車輛的高度狀態。車身高度傳感器以800Hz的頻率進行感應探測，其安裝位置如圖6所示。

圖6　車身高度傳感器安裝位置

5.壓力傳感器(G291)

壓力傳感器澆鑄在電磁閥組件上，并且不能從外部進行操作。壓力傳感器用于測量前橋和后橋空氣彈簧支柱或蓄壓罐的壓力。

G291根據電容器測量原理進行工作，如圖7所示。需要測量的壓力(p)引起了陶瓷膜片的偏轉。由此導致安裝在薄膜上的電極1和固定在傳感器外殼上的對應電極2之間的距離發生了變化。兩個電極形成了一個電容器。電極間距離越小，電容的電容量就越大。可通過集成的電子裝置測量電容量并將其轉換為線性的輸出電信號。

圖7　壓力傳感器工作原理示意圖

三、工作原理及檢測

電控空氣懸架系統利用傳感器(包括開關)對汽車行駛時路面的狀況和車身的狀態進行檢測，將檢測信號輸入ECU進行處理。ECU通過驅動電路控制空氣懸架系統的執行器動作，完成懸架特性參數的調整。即在車輛行駛過程中，根據實際需要，使懸架系統的基本控制參數，如剛度、阻尼，可隨時調節，從而達到最佳的平順性與穩定的行車狀態。

1.壓力傳感器G291的檢測

壓力傳感器G291電路接線如圖8所示，3根導線均與電控單元J197相連，分別為電源線、信號線、接地線。檢測時的操作步驟如下：

(1)打開點火開關，用萬用表20 V電壓擋測量電源線與接地線之間電壓。電壓值應在標準值范圍內，否則電控單元J197發生故障或傳感器與J197之間導線發生故障。

(2)運轉發動機，用萬用表20 V電壓擋測量信號線與接地線之間電壓。電壓值應在標準值范圍內，否則為傳感器損壞。

圖8　壓力傳感器G291接線圖

2.壓縮機溫度傳感器G290的檢測

壓縮機溫度傳感器G290電路接線如圖9所示，2根導線均與電控單元J197相連，分別為信號線、接地線。檢測時的操作步驟如下：

(1)斷開傳感器插接器，測量傳感器電阻值。電阻值應在標準值范圍內，否則傳感器損壞。

(2)打開點火開關，測量信號線與接地線之間電壓。電壓值應在標準值范圍內，否則電控單元J197發生故障或傳感器與J197之間導線發生故障。

圖9　壓縮機溫度傳感器G290接線圖

3.車身高度傳感器G77的檢測

車身高度傳感器G77電路接線如圖10所示，3根導線均與電控單元J197相連，分別為接地線、信號線、電源線。檢測時，打開點火開關，其操作步驟如下：

(1)用萬用表20V電壓擋測量電源線與接地線之間電壓。電壓值應在標準值范圍內，否則電控單元J197發生故障或傳感器與J197之間導線發生故障。

(2)彈跳車身，用萬用表20 V電壓擋測量信號線與接地線之間電壓。電壓應產生變化，否則為傳感器損壞。

圖10　車身高度傳感器G77接線圖

4.車身加速度傳感器G343的檢測

車身加速度傳感器G343電路接線如圖11所示，3根導線均與電控單元J197相連，分別為接地線、信號線、電源線。檢測時，打開點火開關，其操作步驟如下：

(1)用萬用表20V電壓擋測量電源線與接地線之間電壓。電壓值應在標準值范圍內，否則電控單元J197發生故障或傳感器與J197之間導線發生故障。

圖11　車身加速度傳感器接線圖

(2)在快速移動傳感器的過程中，用萬用表20V電壓擋測量信號線與接地線之間電壓應產生變化，否則為傳感器損壞。

5.壓縮機繼電器J403的檢測

壓縮機繼電器J403電路接線如圖12所示，4根導線中第一根和第四根與電控單元J197相連，分別為接地線、ECU、供電線；第二根和第三根分別為壓縮機供電線、蓄電池電源線。檢測時的操作步驟如下：

(1)斷開繼電器插接器，打開點火開關，用萬用表20V直流電壓擋測量第一根與第四根導線之間電壓。電壓值應在標準值范圍內，否則電控單元 J197發生故障或傳感器與J197之間導線發生故障；測量第三根導線電壓是否為蓄電池電壓，否則該線至蓄電池之間電路發生故障。

(2)連接繼電器插接器，打開點火開關，用萬用表20V直流電壓擋測量第二根線，即壓縮機供電線電壓應為蓄電池電壓，否則繼電器損壞。

圖12　壓縮機繼電器接線圖

6.壓縮機電動機V66的檢測

壓縮機電動機V66僅看兩根導線，分別為壓縮機電動機的接地線和供電線。檢測時，斷開電動機插接器，其操作步驟如下：

(1)測量電動機繞組的阻值。阻值應在標準值范圍內，否則電動機損壞。

(2)打開點火開關，用萬用表直流20V電壓擋測量供電線電壓。電壓值應在標準值范圍內，否則檢查壓縮機繼電器。

(3)關閉點火開關，用萬用表電阻擋測量電動機接地線搭鐵是否良好，否則該電路發生故障。

7.減振器調節閥N336的檢測

減振器調節閥N336的電路接線如圖13所示，2根導線均與電控單元J197相連，分別為信號線、接地線。檢測時，斷開調節閥插接器，其操作步驟如下：

(1)測量調節閥繞圈阻值。阻值應在標準值范圍內，否則調節閥損壞。

(2)打開點火開關，模擬調節閥工作條件，用萬用表20 V交流電壓檔測量信號線與接地線之間的電壓。電壓值應在標準值范圍內，否則電控單元J197發生故障或調節閥與J197之間導線發生故障。

圖13　減振器調節閥接線圖

8.減振支柱閥N148的檢測

減振支柱閥N148的電路接線如圖14所示，2根導線均與電控單元J197相連，分別為電源線、信號線。檢測時，斷開支柱閥插接器，其操作步驟如下：

(1)測量支柱閥繞圈阻值，阻值應在標準值范圍內，否則支柱閥損壞。

(2)打開點火開關，用萬用表20V電壓檔測量電源線電壓。電壓值應在標準值范圍內、否則電控單元J197發生故障或調節閥與J197之間導線發生故障。

(3)打開點火開關，模擬支柱閥工作條件，用萬用表20 V交流電壓檔測量信號線與接地之間的電壓變化。電壓值應在標準值范圍內，否則電控單元J197發生故障或調節閥與J197之間導線發生故障。

圖14　減振支柱閥接線圖

9.排氣閥N111的檢測

排氣閥N111的電路接線如圖15所示，2根導線均與電控單元J197相連，分別為信號線、接地線。檢測時，斷開排氣閥插接器，其操作步驟如下：

圖15　排氣閥接線圖

(1)測量排氣閥繞圈阻值。阻值應在標準值范圍內，否則排氣閥損壞。

(2)打開點火開關，模擬排氣閥工作條件，用萬用表20V電壓檔測量信號線與接地線之間電壓。電壓值應在標準值范圍內，否則電控單元J197發生故障或排氣閥與J197之間導線發生故障。

(作者趙寶平單位：金肯職業技術學院；趙玉亮單位：南京綠城東方建設管理有限公司)