大众辉腾电控悬架系统故障诊断与检修课程895.docx
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1、编号淮安信息息职业技技术学院院毕业论文文题 目目大众辉腾腾电控悬悬架系统统的结构构原理与与检修学生姓名名孙昭洋学 号8210060009系 部汽车工程程系专 业汽车检测测与维修修技术班 级8210060指导教师师刘琼琼助助教顾问教师师二一二二年十一一月摘要汽车的操操控性和和舒适性性越来越越受到人人们的重重视,车车辆悬架架系统在在汽车的的操控性性和舒适适性方面面起着至至关重要要的作用用。采用用电子控控制主动动悬架系系统不仅仅可提高高乘坐舒舒适性,而且能能够实现现整车高高度的自自动升降降,大大提提高了车车辆的舒舒适性,所所以电子子控制主主动悬架架系统被认认为是汽汽车的发发展趋势势之一。因此,掌掌握
2、电控控悬挂系系统的结结构原理理与检修修非常重重要。本本文简单单概述了了现代高高级汽车车电控悬悬挂系统统的发展展及功用用,重点介绍绍了大众众辉腾轿轿车电控控悬架系系统的结结构原理理,详细分分析了大大众辉腾腾轿车电电控悬架架系统的的检修及故故障自诊断,最后结结合具体体的故障障实例分析析了大众辉辉腾轿车车电控悬悬架系统统故障的的排除。关键词:电控悬悬架;结构原原理;故障排排除;检修目 录目录摘要I第一章电电控悬挂挂系统概概述11.1国国内外汽汽车电控控悬架系系统研究究11.1.1国外外电控悬悬架系统统研究111.1.2国内内电控悬悬架系统统研究111.2电电子控制制悬挂系系统的功功能特点点21.3电
3、电子控制制悬挂系系统的分分类21.4电电子控制制悬挂系系统的发发展趋势势3第二章大大众辉腾腾轿车电电控悬架架系统的的结构原原理52.1辉辉腾轿车车电控悬悬架系统统的总体体结构552.2主主要传感感器52.3悬悬架电子子控制单单元(EECU)112.4执执行器元元件122第三章大大众辉腾腾电控悬悬架系统统的检修修与故障障诊断1173.1检检修电控控悬架注注意事项项173.2电电控悬架架的检查查和调整整173.3电电控悬架架故障诊诊断与排排除2003.3.1初步步检查2203.3.2利用用自诊断断系统进进行故障障检查222第四章大大众辉腾腾轿车电电控悬架架系统的的故障检检修实例例254.1汽汽车高
4、度度控制不不起作用用254.2驻驻车高度度非常低低254.3压压缩机不不工作226第五章总总结与展展望2775.1总总结2775.2论论文存在在的不足足及展望望27致谢288参考文献献2933第一章 电控悬挂系统概述第一章电电控悬挂挂系统概概述1.1国国内外汽汽车电控控悬架系系统研究究1.1.1国外外电控悬悬架系统统研究汽车悬架架系统对对提高汽汽车行驶驶平顺性性和操纵纵设备的的隔振;美国首首先在普普尔曼车车上使用用,空气弹弹簧的稳定定性起着着重要的的作用。随着电电子技术术、测控控技簧,此后意意大利、英国、法国及及日本等等国家相相继对技技术、机机械动力力学的研研究等,使车辆辆悬架系系统由空空气弹
5、簧簧作了大大量的研研究工作作。传统被动动隔振发发展到振振动主动动控制。特别是是信息气气悬架发发展经历历了“钢板弹弹簧气囊复复合式悬悬架科学学的研究究以及以以机械系系统运动动学、多多体动力力学架被动全全空气悬悬架主动全全空气悬悬架(即和控控制理论论为核心心的虚拟拟样机技技术等各各种先进进的ECCAS电电控空气气悬架系系统)”的变化化型式。目前计算算机仿真真技术的的迅速发发展实现现了空气气悬架在在国外高高速客车车和豪华华城市客客车上策策略和计计算机信信息技术术的有机机融合,使悬架架系统的的使用率率已接近近1000%,在中、重型载载货汽车车和挂电电子控制制技术在在现代控控制理论论指导下下更趋完完善,
6、车上使使用率已已超过880%,部分高高级轿车车也逐渐渐将同时时已开始始应用于于车辆悬悬架系统统的振动动控制,使使空气悬悬架作为为标准配配置,在列车车上应用用也日益益广ECCAS振振动控制制技术得得以快速速发展。在一些特特种车辆辆上,如对防防震性要要求高的的仪表车车、救护护车及要要求带高高度调节节的集装装箱运输输车,电子控控制空气气悬架系系统发展展应用更更为广泛泛。1.1.2国内内电控悬悬架系统统研究我国汽车车悬架技技术的研研究和应应用与欧欧美等发发达国家家相比还还处于明明显的落落后地位位,随着高高档客车车制造技技术的引引进以及及满足人人们对舒舒适性要要求的提提高,加上国国家对客客车等级级划分的
7、的标准要要求,空气悬悬架才开开始逐步步应用起起来。目前,国内拥拥有空气气悬架项项目的公公司为数数众多,但真正正拥有空空气悬架架系统设设计开发发、制造造的却寥寥寥无几几。国内具具有代理理性质但但无实际际设计能能力的公公司居多多,对设计计匹配等等技术环环节往往往存在先先天不足足。但是由由于种种种原因,这些研研究成果果大多还还停留在在理论上上,产业转转化率非非常低。其实我我国早在在20世世纪500年代就就开始对对空气弹弹簧进行行研究,19557年,长春汽汽车研究究所开始始了空气气悬架技技术的研研究,不少高高校的相相关专家家学者及及研究机机构多年年来也做做了大量量富有成成效的工工作,并取得得了许多多重
8、要研研究成果果。但这这阶段的的研究工工作也存存在一些些问题,如高度度控制阀阀的可靠靠性,橡胶空空气囊的的寿命偏偏低,整个系系统的密密封性,悬架的的稳定性性以及空空气弹簧簧的特性性理论等等问题没没有得到到很好的的解决。空气悬悬架产品品的设计计开发滞滞后,一方面面表现在在设计手手段落后后,计算机机应力分分析、动动态仿真真在企业业中应用用还较少少;另一方方面没有有建立一一套完善善的设计计评价体体系。1.2电电子控制制悬挂系系统的功功能特点点ECASS大大提提高了悬悬架的相相关性能能以及系系统的使使用可靠靠性,减少了了空气消消耗,在车辆辆行驶过过程中无无空气消消耗,常规空空气悬挂挂相比,ECAAS可节
9、节省大约约25%的空气气消耗。具体的的控制内内容如下下: 1.减速速抗点头头当车辆紧紧急制动动时,安装空空气悬架架的车辆辆可以通通过高度度阀给前前悬架空空气弹簧簧充气,增加其其刚度,使后悬悬架的空空气弹簧簧放气,降低其其刚度,从而抑抑制点头头。2.加速速抗仰头头通过节气气门位置置传感器器检测节节气门移移动的速速度和位位移。当当车辆快快速加速速时, ECCU通过过执行器器将弹簧簧刚度和和减振器器阻尼力力调到高高值,安装空空气悬架架的车辆辆可以通通过高度度阀使前前悬架的的空气弹弹簧放气气,降低其其刚度,使后悬悬架的空空气弹簧簧充气,增加其其刚度,从而抑抑制仰头头。3.转向向防侧倾倾当汽车急急转弯时
10、时,安装空空气悬架架的车辆辆可以通通过高度度阀,由装在在转向轴轴的传感感器检测测转向盘盘的操作作状况。在急转转弯时,ECUU通过执执行器使使弹簧刚刚度和减减振器阻阻尼力转转换到高高值,使外侧侧的空气气弹簧充充气,增加其其刚度;内侧的的空气弹弹簧放气气,减小其其刚度,从而减减小车身身侧倾。4.调节节车身高高度调节货箱箱到合适适的高度度,使之与与货物平平台能顺顺利对接接,方便货货物的装装卸,提高了了工作效效率。5.改善善汽车的的行驶平平顺性可少对路路面的损损坏、限限制货车车超载。空气悬悬架的寿寿命由空空气弹簧簧的橡胶胶气囊决决定,可以根根据汽车车的额定定载荷设设定气囊囊的最大大载荷,让其在在汽车超
11、超过额定定载荷后后失效,从而有有效地控控制超载载,这样既既能降低低车轮对对路面的的冲击载载荷、减减少对路路面的损损坏、延延长公路路的使用用寿命,又能极极大地降降低交通通事故发发生的可可能性。1.3电电子控制制悬挂系系统的分分类1.半主主动电控控悬挂系系统半主动悬悬架为无无源控制制。在汽汽车转向向、起步步及制动动等工况况时,不不能对悬悬架的刚刚度和阻阻尼进行行有效控控制,只只能根据据汽车运运行是的的振动及及工况变变化情况况,对悬悬架阻尼尼参数进进行自动动调整。2.主动动电控悬悬挂系统统主动悬架架是一种种有源控控制悬架架,它包包括提供供能量的的设备和和可控制制作用力力的附加加装置。主动悬悬架又分分
12、为主动动空气悬悬架和主主动油气气悬架两两种。电子控制制悬架系系统的基基本目的的是通过过控制调调节悬架架的刚度度和阻尼尼力,突突破传统统被动悬悬架的局局限性,使使汽车的的悬架特特性与道道路状况况和行驶驶状态相相适应,从从而保证证汽车行行驶的平平顺性和和操纵的的稳定性性要求都都能得到到满足。其基本本功能有有:(1)车车高调整整无论车辆辆的负载载多少,都都可以保保持汽车车高度一一定,车车身保持持水平,从从而使前前大灯光光束方向向保持不不变;当当汽车在在坏路面面上行驶驶时,可可以使车车高升高高,防止止车桥与与路面相相碰;当当汽车高高速行驶驶时,又又可以使使车高降降低,以以便减少少空气阻阻力,提提高操纵
13、纵稳定性性。(2)减减振器阻阻尼力控控制通过对减减振器阻阻尼系数数的调整整,防止止汽车急急速起步步或急加加速时车车尾下蹲蹲;防止止紧急制制动时的的车头下下沉;防防止汽车车急转弯弯时车身身横向摇摇动;防防止汽车车换挡时时车身纵纵向摇动动等,提提高行驶驶平顺性性和操纵纵稳定性性。(3)弹弹簧刚度度控制与减振器器一样在在各种工工况下,通通过对弹弹簧弹性性系数的的调整,来来改善汽汽车的乘乘坐舒适适性与操操纵稳定定性。1.4电电子控制制悬挂系系统的发发展趋势势虽然电子子控制空空气悬架架被认为为是汽车车的发展展趋势之之一,但距离离大面积积市场推推广还有有很长的的路。毕毕竟这种种高端产产品的价价格比普普通空
14、气气悬架高高一倍,一种先先进产品品的推广广主要靠靠政府法法规的引引导以及及市场需需求的发发展,电子控控制空气气悬架也也不例外外。不过过公路条条件的改改善为汽汽车空气气悬架创创造了基基本的使使用条件件;重型汽汽车对路路面破坏坏机理的的研究及及认识进进一步加加深,政府对对高速公公路养护护的重视视,限制超超载逐步步在国内内各地受受到重视视等,汽车的的设计越越来越以以人为本本的思想想,采用电电子控制制空气悬悬架系统统不仅可可提高乘乘坐舒适适性,而且能能够实现现整车高高度的自自动升降降,还具有有防侧倾功功能,方便行行动不便便者上下下车,大大提提高了车车辆的舒舒适性等等,都使空空气悬架架市场的的应用也也将
15、进一一步扩大大。当前的研研究主要要集中于于以下44个方面面:1.控制制策略由于车身身高度控控制及车车身姿态态控制可可在很大大程度上上提高车车辆整车车性能,而且空空气悬架架在结构构上保证证了车高高及姿态态控制的的方便实实现,因此结结合先进进实用的的控制算算法对电电子控制制空气悬悬架进行行控制将将成为未未来发展展的必然然趋势,综合控控制应该该是今后后研究工工作的一一个重点点,当然不不管各种种控制策策略怎么么组合,简单实实用最好好,还要考考虑成本本等经济济效益,纵观国国内外都都是如此此。更高高层次的的改进是是将ABBS, TCCS, ASSR等控控制系统统与悬架架控制系系统的集集成,即组成成汽车动动
16、力学集集成控制制系统,这将是是车辆悬悬架系统统与车辆辆其他控控制系统统集成化化发展的的方向。2.执行行机构磁/电流流变等新新型减振振器的应应用与研研发,新型传传感器,车载计计算机等等硬件的的研发有有助于电电子控制制技术的的深化,目前已已提出了了多种的的方案,并期待待着这种种新式传传感器的的出现;地球环环境来考考虑,为进一一步节约约能源,悬架控控制向高高压力化化、高电电压化、小型轻轻量化发发展;并且出出现了混混合动力力空气悬悬架汽车车,电子控控制悬架架将进一一步向高高性能方方向发展展。3.理论论研究目前在我我国应加加强空气气弹簧基基本理论论研究,以掌握握有自主主知识产产权的关关键技术术;应继续续
17、对空气气悬架关关键部件件的设计计、制造造技术进进行探讨讨与创新新;应对空空气悬架架与整车车匹配技技术进行行深入研研究;空气弹弹簧的小小型化;空气弹弹簧刚度度多级甚甚至无级级可调;空气悬悬架控制制的进一一步智能能化等。4.虚拟拟样机技技术(vvirttuall prrotoo tyypinng)的的应用虚拟样机机技术等等各种先先进技术术和方法法在ECCAS研研发中的的应用也也是关键键,虚拟样机机技术是是当前设设计制造造领域的的一门新新技术,是一种种基于仿仿真的设设计,以机械械系统运运动学、多体动动力学和和控制理理论为核核心,加上成成熟的三三维计算算机图形形技术和和基于图图形的用用户界面面的新技技
18、术,将分散散的零部部件设计计和分析析技术集集成在一一起,提供了了一个全全新研发发机械产产品的设设计方法法。多体体动力学学分析软软件在汽汽车工程程中应用用到方方方面面,并且与与有限元元,模态分分析,优化设设计等软软件一起起构成一一个有机机的整体体,这些软软件结构构性强、功用完完备、操操作方便便,为汽车车悬架动动力学研研究提供供了功能能强大、效率颇颇高的研研究工具具。在众众多的软软件中,汽车工工业中广广泛应用用的MSSC.DDAMSS则是非非常具有有代表性性的一个个运动学学与动力力学仿真真软件,目前市市场上占占有率最最高,该软件件在为客客户提供供通用平平台同时时还专门门提供了了用于车车辆分析析的专
19、门门模块(ADAAMS/CARR),其中就就含有功功能齐全全的悬架架设计模模块,集成了了许多公公司在汽汽车设计计、开发发等方面面的经验验。在实实际物理理样机试试验困难难的情况况下,虚拟样样机技术术是进行行空气设设计效率率;缩短产产品开发发周期,降低开开发成本本,提悬架架的设计计和研究究的有效效方法。联合仿仿真产品的的竞争力力。虚拟拟样机技技术为EECASS的设计计,在各种种CADD、CAAE、CCAM技技术中,利用虚虚拟样和和开发提提供了一一种全新新的方法法。将来来的发展展机技术术对机械械和控制制系统进进行联合合仿真技技术是近近应该从从这4方方面入手手,并且应应该加快快实车应应用的年年来发展展
20、较快的的一种。比较常常见的有有ADAAMS进进度,和和MATTLABB进行联联合仿真真,应用两两种软件件进行了了整车虚虚拟样机机操纵稳稳定性协协同仿真真。第二章 大众辉腾轿车电控悬架系统的结构原理第二章大大众辉腾腾轿车电电控悬架架系统的的结构原原理2.1辉辉腾轿车车电控悬悬架系统统的总体体结构目前,汽汽车电控控悬架系系统由于于控制功功能和控控制方法法的不同同,其结结构形式式虽然多多种多样样,但它它们的基基本组成成却是相相同的,即即由感应应汽车运运行状况况的各种种传感器器、开关关、电子控控制单元元及执行行机构等等组成。传感器器一般由由车身高高度传感感器、车车速传感感器、加加速度传传感器、方向盘盘
21、转角传传感器、节气门门位置传传感器等等。开关关模式有有选择开开关、制制动灯开开关、停停车等开开关和车车门开关关等。执执行机构构有可调调阻尼的的减震器器,可调调节弹簧簧高度和和弹性大大小的弹弹性元件件等。具体位位置如图图2-11所示。电控悬架架系统的的一般工工作原理理是利用用传感器器(包括括开关)对对汽车行行驶时路路面的状状况和车车身的状状态进行行检测,将将检测信信号输入入计算机机进行处处理,计计算机通通过驱动动电路控控制悬架架系统执执行器动动作,完完成悬架架特性参参数的调调整。图2-11电子控控制悬架架系统元元件在车车身上的的布置1空气气压缩机机;2空气电电子阀;3干燥器器;4节气门门位置传传
22、感器;5车身高高度传感感器;6带减震震器的空空气弹簧簧;7悬架控控制执行行器;8转向传传感器;9停车灯灯开关;10指示灯灯;11电子多多点视频频器;12悬架控控制开关关;131号高高度控制制器;142号高高度控制制器;115显示器器用ECCU166诊断用用接线柱柱;177车身高高度传感感器;118悬架用用ECUU;199空气管管道;220车速传传感器;21车身高高度传感感器2.2主主要传感感器1方向向盘转向向角传感感器方向盘转转向角传传感器用用于检测测方向盘盘的中间间位置、转动方方向、转转动角度度和转动动速度。在电子子控制悬悬架中,电电子控制制单元根根据车速速传感器器信号和和转向角角传感器器信
23、号,判判断汽车车转向时时侧向力力的大小小和方向向,以控控制车身身的侧倾倾。目前,汽汽车多采采用光电电式转向向角传感感器,图图2-22是辉腾腾上应用用的光电电式转向向角传感感器的安安装位置置和结构构图。在在方向盘盘的转向向轴上装装有一个个带窄缝缝的圆盘盘,传感感器的光光电单元元(即发发光二极极管)和和光敏接接收元件件(光敏敏三极管管)相对对地装在在遮光盘盘两侧形形成遮光光器。由由于圆盘盘上的窄窄缝呈等等距均匀匀分布,当当方向盘盘的转轴轴带动圆圆盘偏转转时,窄窄缝圆盘盘将扫过过遮光器器中间的的空穴,从从而在遮遮光器的的输出端端,即可可进行OON、OOFF转转换,形形成脉冲冲信号。电路原原理图如如图
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