项目五 电控悬架系统检测

1、任务5.1 大众公司电控悬架系统 任务5.2 丰田公司电控悬架检测,项目五 电控悬架系统检测,【绪论】电控悬架系统概述,行驶系统组成 悬架结构类型 主动悬架与半主动悬架,【一】行驶系统组成,车架（车身） 汽车的基体 车桥 通过悬架与车架连接，支承着汽车大部份重量 将车轮牵引力或制动力，以及侧向力经悬架传给车架 车轮和轮胎 支承汽车车体重量，缓和由于路面不平引起的冲击力 接受和传递制动力和驱动力 悬架 将车架与车桥弹性连接 吸收或缓和车轮在不平路面上受到的冲击和振动 传递各种作用力和力矩,行驶系统功用 将汽车构成一个整体，支撑汽车全部质量 将传动系传来的转矩化为汽车行驶的驱动力 接受并传递路面作用于车轮上的各种反力和力矩 减少振动，缓和冲击，保证汽车平顺行驶,【二】悬架结构类型,悬架组成 弹性元件：起缓冲作用 减振元件：起减振作用； 传力机构或导向机构：起传力和导向作用 横向稳定器：防止车身产生过大侧倾,悬架类型,非独立悬架 整体式车桥 （路面不平）一侧车轮发生跳动，整体式车桥将迫使另一侧车轮在横向平面内摆动 扭力梁式非独立悬架（紧凑型及以下车型后悬架多采用） 独立悬架 断开式车桥（非整

2、体式车桥） 每一侧车轮单独地通过悬架与车架（或车身）相连 一侧车轮可以独立跳动，互不干扰 典型独立悬架 双横臂式独立悬架 双叉臂式独立悬架 麦弗逊式独立悬架 连杆支柱独立悬架 多连杆式独立悬架,双横臂式独立悬架,两横臂不等长式 主销角度与轮距变化不大，可由轮胎变形适应 轿车轮胎可容许轮距改变（每轮45mm），而不致使车轮滑移 上下横臂连接 内端与车架铰接 外端与轮毂铰（球）接 应用示例 广泛应用于中高级轿车 本田雅阁，马自达6，克莱斯勒300C等前悬架 思域后悬架,双叉臂式独立悬架,又称双A臂式悬挂 横向力由两个叉臂同时吸收，支柱只承载车身重量，横向刚度大。 两个A字形叉臂可以精确的定位前轮的各种参数 前轮转弯时，双叉臂能同时吸收轮胎所受的横向力，侧倾较小 上下摆臂连接 内端与车架铰接 外端与转向节球头销连接 臂叉形刚性构架 无主销式前悬架 用球头结构代替主销 上下球头销的连心线相对于主销轴线 应用示例 法拉利跑车、F1赛车等前悬架 一汽丰田皇冠/锐志，奥迪豪华SUV Q7、大众途锐前悬架,扭力梁式非独立悬架,拖曳臂式非独立悬架特点 车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架 优点：结构简单实用、

3、占用空间最小、制造成本低 缺点：承载性能差、抗侧倾能力较弱、减震性能差、舒适性有限 扭力梁式非独立悬架组成 两侧车轮通过后桥总成，用前后偏转弹性垫块与车身相连 后桥组成：扭杆弹簧支架、扭杆弹簧 应用示例 适用车型：中小型汽车、低端SUV后悬挂 卡罗拉、标志308、朗逸、英朗、轩逸等后悬架 速腾非独立悬架断轴,速腾非独立悬架断轴分析,一般“弹簧前、减振后” 速腾减振弹簧在车桥偏后位置 扭力梁与车轴有一距离 速腾扭力梁与车轴重叠（横梁内含扭杆弹簧），扭力杆无法起扭转侧倾刚度的作用 断轴原因分析 后悬架摆动较大 纵臂产生垂直内应力,麦弗逊式独立悬架,结构特点 筒式减振器上端与车身铰接，下端与转向节相连 横摆臂（三角形下摆臂）内端与车身铰接，外端与转向节球铰接 车轮侧向力大部分由横向臂承受，其余由减振器承受 优点：结构简单、占用空间小、响应较快、制造成本低 缺点：横向刚度小、稳定性不佳、转弯侧倾较大 应用示例 适用车型：中低端前悬架 飞度、标致307、丰田卡罗拉、通用君越、大众迈腾等前悬挂,连杆支柱式独立悬架,与麦弗逊悬挂结构区别 悬挂下部三角形下摆臂改成了三根连杆定位 转弯时产生的横向力主要

4、由减振器支柱和横拉杆来承担 比麦弗逊悬挂更高的连接刚度和相对较好的抗侧倾性能 优点：结构简单、占用空间较小、制造成本较低。 缺点：横向刚度依然有限、稳定性不佳、容易加剧前驱车的转向不足特性 应用示例 适用车型：中档车的后悬挂 东风悦达起亚赛拉图，北京现代伊兰特、广州丰田凯美瑞等后悬架,多连杆式独立悬架,多连杆（3/4/5）悬架 导向臂 上摆臂（叉形臂） 下摆臂(支承减振器/稳定杆) 应用示例 高档轿车由于空间充裕、且注重舒适性能何操控稳定性，所以大多使用多连杆悬 前后悬挂均采用多连杆：北京奔驰E级、华晨宝马3系及5系、一汽奥迪A4及A6L 采用多连杆前悬挂：上海大众帕萨特领域 采用多连杆后悬挂：福克斯、新速腾、广本雅阁、通用君越、皇冠及锐志、马自达6等,横向稳定器,横向稳定器结构组成 U形横向稳定杆中间通过2支座支承在车身上 两端通过连接杆与下摆臂相连 工作原理 当车身只作垂直移动而两侧悬架变形相等时，横向稳定杆在支座的套筒内自由转动，横向稳定杆不起作用 当两侧悬架变形不等而车身相对于路面横向倾斜时，稳定杆一端向上运动，另一端向下运动，从而被扭转 弹性稳定杆所产生的扭转内力矩妨碍了悬架

5、弹簧的变形，因而减小了车身的横向倾斜和横向角振动,【三】主动悬架与半主动悬架,根据悬架参数分类 被动悬架（传统悬架）：刚度和阻尼无法调节 主动悬架：刚度和阻尼动态调节 全主动悬架（简称主动悬架）：有源主动悬架 半主动悬架：无源主动悬架，可控阻尼元件+弹簧 被动悬架特点 乘坐舒适性、行驶稳定性二者间寻求折中方案 软：舒适性好、行驶稳定性差（车身位移过大、横摆纵摇） 硬：舒适性差、行驶稳定性好。 主动悬架特点 ECU控制弹簧刚度、悬架阻尼调节 改善乘坐舒适性和操纵稳定性,1主动悬架,主动油气悬架 根据汽车行驶条件自适应改变悬架刚度的“软”和“硬” 调节油气弹簧刚度和减振器阻尼 主动空气悬架 调节空气弹簧刚度和减振器阻尼 主动液力悬架 执行器是液压缸 液压缸一侧油压上升，另一侧油压下降，从而使活塞产生往复伸缩运动，以适应路面的凸凹，保持车身的平稳,主动油气悬架,主动油气悬架结构原理 ECU、油泵 传感器：车速、转向角、车身位置、制动压力 油气弹簧刚度调节器及电磁阀 好路面正常行驶 电磁阀通电 中间油气室与主油道接通 弹簧刚度变“软” 提高汽车平顺性和舒适性 高速/转向/起动/制动 电磁阀断电

6、 中间油气室关闭 弹簧刚度变“硬” 提高抗侧倾性,主动空气悬架,主动空气悬架结构 ECU/传感器/悬架控制执行器/空气泵 减振阻尼力和弹簧刚度控制 防侧倾控制 防点头控制 防下坐控制 高车速控制 坏路面控制 车身高度控制 自动高度控制 高车速控制,2半主动悬架,悬架阻尼无级调节 不外加能源装置 调节过程 速度/位移/加速度等传感器，检测路面条件及行驶状态 ECU计算阻尼值 步进电机/阀杆/阀门，改变节流孔通道面积，改变系统阻尼 悬架阻尼有级调节 悬架阻尼分成2级、3级或更多级,【任务5.1】大众公司电控悬架系统,“lift（提升）”模式（+25mm） 与“automatic”模式相比，底盘提升了25 mm “comfort舒适”模式（基本高度） 底盘高度与（自动）模式一致，但在车速较低时减振要弱一些 “automatic自动”模式（基本高度） 基本高度底盘，以舒适性为主并配有与之相适应的减振特性曲线 在车速超过120 km/h的30秒钟后，底盘会下沉25mm (高速公路底盘下沉） “dynamic动态”模式（-20mm） 与“automatic”模式相比，底盘下沉 20 mm ，并且自

7、动调整到运动模式的减振曲线 在车速超过120 km/h的30秒钟后，底盘会再下沉5mm (高速公路底盘下沉）。,【一】电控空气悬架结构组成,结构组成 空气悬架支柱 空气供给总成 电磁阀体 蓄压器 气动压力图 压力建立 泄压,1空气悬架支柱,空气弹簧结构 空气弹簧封装在一个铝制缸体内。可以减小可伸缩膜盒的壁厚，使减振器对路面不平的反应更加灵敏。 后空气悬架支柱连接储气罐 为了行李箱最大利用容积，空气弹簧直径限制到最小尺寸 为了满足舒适要求，空气体积又不能太小,减振器结构： 采用双管式充气减振器 具有电动连续可调功能（CDC减振器continuous damping control） 活塞1中的主减振阀3是通过弹簧4来预张紧的，在该阀上面有一个电磁线圈 5 减振器工作 活塞总成1在缸套2内以速度V向下运动，主减振阀3下油腔内机油压力升高 电磁线圈5通电，电磁力FM会增大 当电磁力与机油压力的和（FM+FP）弹簧力FF时，就会产生一个FR力，打开主减振阀3,减振器结构原理,信息提示 电流越大，电磁力越大，主减振阀3开大越大，液压油流过阻力和减振阻尼力越小 电磁线圈未通电时，减振阻尼力最大 减

8、振阻尼力最小时，电磁线圈要通上约1800mA电流 应急状态时电磁线圈不通电的，减振阻尼力被设定在最大状态，以保证动态行驶稳定性,2空气供给总成,安装位置 发动机舱内左前部，可避免在乘员舱内产生噪音，可实现有效冷却效果 可以延长压缩机的接通时间，从而提高调节的质量 防止压缩机过热装置 在必要时（气缸盖温度太高）空气供给总成会被切断 最大静态系统压力为16bar,3气动控制图,阀9a、9b和9c、9d是成对电控（前桥和后桥） 空气由压缩机1经空气滤清器8和辅助消音器7吸入， 压缩空气经空气干燥器2、单向阀3a和阀9进入空气弹簧。 如果空气弹簧由蓄压器充气，阀10和相应车桥上的阀9就会打开 蓄压器12由压缩机1经打开的阀10来充气。 在车辆发生侧滑时，阀9a - 9d也可单独来调节,气动压力建立,阀9a、9b和9c、9d及电控排气阀5打开 气流流经排气阀5并打开气动预控排气阀6。 气流经排气阀6、辅助消音器7和空气滤清器8排气 当气流流经空气干燥器2时，干燥剂被还原,气动压力卸压,【二】电控空气悬架系统电路,压缩机温度传感器 G290 负温度系数（NTC）热敏电阻 接收压缩机气缸盖的温度，电

9、阻值随着温度的升高而减小，电控单元据此信号决定压缩机最长工作时间 压力传感器 G291 加速度传感器 车身加速度传感器 G341,G342, G343：测量车身的状态（悬挂质量） 车身水平传感器 G76, G77, G78, G289：测量车桥部件状态（非悬挂质量）,1压力传感器G291,G291功能位置 浇铸在电磁阀体内，外面够不着 测量前、后桥减振支柱的压力或蓄压器内的压力 G291结构原理 电容式传感器 将要测量的压力(p)会使得陶瓷膜片发生偏移，于是安装在这个膜片上的电极（1）和固定在传感器壳体上的对应电极（2） 之间的距离就发生了变化 两个电极构成一个电容器，两电极之间距离越小，电容就越大 内部集成电路测量该电容值并转换成一个线性输出信号,2车身加速度传感器,G341/G342/G343功能位置 功能：测量车身的运动情况（悬挂质量） 位置：其中2个传感器装在前桥减振支柱座上，第3个传感器位于右后车轮罩内 结构原理 电容式传感器 由数层硅和玻璃组成，中间的硅层是弹性舌片（振动块）是可动电极 静止状态 电容器C1和C2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，电极间距离发生变化，距离减小电容值变大 图示：C2电容变大，C1电容变小,3空气悬架控制电路,【三】电控悬架系统功能调节,车身水平高度调节 提升：先是后桥升高，然后前桥再升高 下降：先是前桥下降，然后是后桥下降 调节动作顺序目的 即使在大灯照程调节功能失效时，也可避免在调节过程中给对面来车造成眩目,1标准底盘调节,“automatic”（自动）模式 (基本高度) 以满足舒适性为主。 车速超过120km/h的30秒钟后，底盘会下沉25 mm（高速公路底盘下沉）。 车速低于70km/h的时间达到120秒或车速低于35km/h时，底盘会自动恢复到基本高度状态。 “dynamic”（动态）模式(-20 mm) 这时无论车速是多少，悬架呈现的均是一种较硬的减振阻尼特性。 车速超过120km/h的30秒钟后，底盘会再下沉5 mm（高速公路底盘下沉）。 车速低于70km/h的时间达到120秒或车速低于35 km/h时，底盘会自动恢复到运动高度状态。 “comfort”（舒适）模式(基本高度) 这时悬架所呈现的减振阻尼特性比“automatic”（自动）模式时更舒适

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