奔馳全新S級車電動液壓懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與維修

武漢城市職業(yè)學(xué)院 劉勁松

1 E-ABC系統(tǒng)的功能介紹

奔馳全新S級車裝配有2種類型的懸架系統(tǒng)，一種是帶標準配置型的空氣懸架系統(tǒng)（AIRMATIC），裝配代碼為489；一種是帶選裝配置型的電動液壓懸架系統(tǒng)（E-ACTIVE BODY CONTROL，簡稱“E-ABC”），裝配代碼為490。AIRMATIC系統(tǒng)是E-ABC系統(tǒng)的基礎(chǔ)部件，裝配E-ABC系統(tǒng)的車輛同時也包括AIRMATIC系統(tǒng)。目前裝配E-ABC系統(tǒng)的在售車輛有GLS 600邁巴赫車型和高配版GLE車型，2021年初上市的全新S級車僅裝配AIRMATIC系統(tǒng)，預(yù)計在2021年下半年上市的V223長軸距版S級車和Z223邁巴赫S級的高配車型上將裝配E-ABC系統(tǒng) 。

全新S級車E-ABC系統(tǒng)包含空氣懸架和液壓懸架結(jié)構(gòu)，每根減震器由獨立的48 V液壓電機泵獨立控制，結(jié)合了空氣懸架和液壓懸架的優(yōu)勢，因此裝配E-ABC系統(tǒng)的車輛具有更佳的駕駛舒適性、更好的操控靈敏性。全新S級車E-ABC系統(tǒng)與空氣懸架系統(tǒng)配套使用，組成全主動式懸架，該系統(tǒng)可以單獨調(diào)節(jié)每個車輪減震器的彈簧力和減震效果，E-ABC系統(tǒng)除了能控制車身搖晃外，每根減震器均能獨立升降，以配合路面掃描功能和主動彎道傾斜控制功能，可提供全新的駕乘體驗。

2 E-ABC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理

2.1 E-ABC系統(tǒng)與AIRMATIC系統(tǒng)的區(qū)別

（1）在懸架結(jié)構(gòu)方面。與AIRMATIC系統(tǒng)相比，多出的液壓部件有液壓電機泵、前軸和后軸減震器下部液壓部件、液壓管路等。前軸E-ABC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，后軸E-ABC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 前軸E-ABC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖2 后軸E-ABC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（2）在電控部件方面。與AIRMATIC系統(tǒng)相比，多出的部件有4個液壓電機泵、3個車身垂直加速度傳感器、1個橫向加速度傳感器。E-ABC系統(tǒng)電控相關(guān)部件在車上的安裝位置如圖3所示。

圖3 E-ABC系統(tǒng)電控相關(guān)部件在車上的安裝位置

2.2 E-ABC系統(tǒng)相關(guān)部件的特點

（1）液壓電機泵特點。該泵可產(chǎn)生的最高壓力約為130 bar（1 bar=100 kPa）；摩擦力小能耗低；液壓電機泵的結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 液壓電機泵的結(jié)構(gòu)

（2）減震器特點。液壓部件位于前軸減震器、后軸減震器的下部，減震器下端的活塞將減震器桶分成上、下2個腔室，通過2個腔室液壓油的增減，推動活塞上下運動，改變減震器的高度；上、下2個腔室分別連通減震器桶外圈嵌套的2個空心圓柱腔室，2個空心圓柱腔室內(nèi)各安裝有一個高壓氣囊，高壓氣囊的體積隨壓力增減進行調(diào)節(jié)，起到阻尼器和蓄壓器的作用；減震器內(nèi)的液壓壓力約為30 bar。減震器的結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 減震器

（3）E-ABC系統(tǒng)控制單元特點。主控單元為懸架和減震系統(tǒng)控制單元（N51/8）；4個獨立的電動液壓控制單元（與液壓電機泵一體）通過CAN PER（外圍設(shè)備CAN）與N51/8通訊；N51/8接收4個車身水平高度傳感器、3個車身垂直加速度傳感器和1個橫向加速度傳感器的信號；N51/8發(fā)出控制指令控制4根減震器的8個電磁閥工作。E-ABC系統(tǒng)控制單元的組成如圖6所示。

圖6 E-ABC系統(tǒng)控制單元的組成

2.3 E-ABC系統(tǒng)減震器的工作原理

（1）E-ABC系統(tǒng)平整路面調(diào)節(jié)功能。適用于平整路面或運動模式，減震器運動幅度較小；減震阻尼閥開度小，液壓油分別在獨立液壓腔和蓄壓腔流動；液壓油在上、下油腔間不流動，液壓電機泵不工作。E-ABC系統(tǒng)平整路面調(diào)節(jié)功能如圖7所示。

圖7 E-ABC系統(tǒng)平整路面調(diào)節(jié)功能

（2）E-ABC系統(tǒng)崎嶇路面調(diào)節(jié)功能。適用于崎嶇路面，減震器運動幅度大；減震阻尼閥開度大，液壓油在上、下油腔間流動；減震壓縮回彈使液壓油流動，帶動液壓電機泵反轉(zhuǎn)給供電。E-ABC系統(tǒng)崎嶇路面調(diào)節(jié)功能如圖8所示。

圖8 E-ABC系統(tǒng)崎嶇路面調(diào)節(jié)功能

（3）E-ABC系統(tǒng)提升運動調(diào)節(jié)功能。適用抵抗減震器壓縮下降趨勢，使車身高度升高；上部油腔和蓄壓腔液壓油向下流動；液壓電機泵激活工作，泵送所需要的液壓壓力。E-ABC系統(tǒng)提升運動調(diào)節(jié)功能如圖9所示。

圖9 E-ABC系統(tǒng)提升運動調(diào)節(jié)功能

（4）E-ABC系統(tǒng)主動彎道調(diào)節(jié)功能。適用車輛進入彎道，離心力壓縮外側(cè)減震器，外側(cè)車身降低；信號來源優(yōu)先采用前攝像頭信號，比實際橫向加速度信號提前約100 ms，如果前攝像頭未檢測到彎道，則采用橫向加速度信號控制；液壓電機泵激活工作，泵送液壓壓力，車身外側(cè)升內(nèi)側(cè)降；E-ABC系統(tǒng)與AIRMATIC系統(tǒng)相比，車身高度調(diào)節(jié)響應(yīng)速度更快。E-ABC系統(tǒng)主動彎道調(diào)節(jié)功能如圖10所示。

圖10 E-ABC系統(tǒng)主動彎道調(diào)節(jié)功能

3 E-ABC系統(tǒng)的維修

在首批上市的新款S級車型中，暫并未標配E-ABC系統(tǒng)，預(yù)計在2021年下半年上市的S級車輛中配備該功能。以下以車型GLE 167為例進行說明。

3.1 注意事項

在開始進行液壓系統(tǒng)相關(guān)維修工作前，如果在未對系統(tǒng)釋放壓力的情況下斷開液壓管路，由于高壓可能會造成皮膚或眼睛受傷。未受保護的皮膚接觸液壓油，可能會對皮膚造成特別嚴重的傷害。

3.2 E-ABC系統(tǒng)的維修說明

（1）在執(zhí)行修理作業(yè)前，必須清潔連接接頭和軟管接頭。

（2）一定要在密封狀態(tài)下打開連接接頭和軟管接頭，防止污垢微粒進入系統(tǒng)中。

（3）只能通過電腦的引導(dǎo)診斷功能對系統(tǒng)進行排空和加注。

（4）每次排空空氣前，必須將各減震器的切斷閥關(guān)閉。

（5）只有關(guān)閉切斷閥，才能保持減震器中的液壓壓力，否則無法對系統(tǒng)進行加注。

（6）加注液壓油時，確保加注裝置中有充足的液壓油。

（7）倒入液壓油時，應(yīng)確保液壓油絕對清潔。

（8）用于加注液壓油的帶濾清器的漏斗不得用于加注其他工作液，需將帶濾清器的漏斗單獨存放。

（9）由于E-ABC系統(tǒng)中存在高壓，因此對系統(tǒng)執(zhí)行作業(yè)時必須盡量小心。

（10）液壓管路如果密封圈損壞，僅需更換密封圈，如果支承環(huán)損壞，則必須更換整個液壓管路。

（11）E-ABC系統(tǒng)為全密閉系統(tǒng)，內(nèi)部的油液免維護不需更換。該系統(tǒng)內(nèi)有約30 bar的壓力，如未按照規(guī)范進行操作，很可能會導(dǎo)致系統(tǒng)損壞。

（12）每個減震器內(nèi)都帶有氣囊，用于減震器內(nèi)部油腔的緩沖保護，如果在斷開減震器油路之前沒有關(guān)閉減震器切斷閥，將會造成減震器內(nèi)部油液流出，從而造成氣囊的爆裂，最終導(dǎo)致減震器的功能失效。

（13）每個減震器下部會有2個油路切斷閥，在進行E-ABC系統(tǒng)的所有維修和安裝工作時，需斷開系統(tǒng)油路，都必須將該減震器上的2個切斷閥關(guān)閉。減震器上切斷閥位置如圖11所示。

圖11 減震器上切斷閥位置

（14）切斷閥的固定扭矩僅為5 N·m，避免過大扭矩造成切斷閥損壞。

（15）在斷開減震器的切斷閥后將加注接頭和專用加注設(shè)備相連。專用加注設(shè)備有供油管路和回油管路，2個管路和減震器上的加注接頭連接且無方向性。在外部可通過油壓表觀察系統(tǒng)壓力和觀察窗觀察設(shè)備內(nèi)的油液液位。