奥迪Q7空气悬架工作原理与检修2009汽车检测与维修技术1班黄慧指导教师：蓝北军摘要：文章介绍了空气悬架系统的发展过程，阐述了汽车空气悬架的工作原理及其结构特点，通过分析说明了汽车空气悬架系统具有非线性的变刚度特性，认为这种特性使空气悬架对于改善汽车的行驶平顺性具有其特有的优点，同时，说明了其必然存在的缺点，介绍了国内空气悬架系统的发展现状及其发展的客观条件，并且分析了我国汽车空气悬架系统的发展趋势。

关键词：空气悬架检修故障诊断第一章绪论1.1 空气悬架的发展历程空气悬架最初诞生于十九世纪，主要用于机械设备的隔振。

空气悬架1901年最初在车辆上作为悬架元件使用，主要用作有轨电车悬架的减震元件。

1947年，美国的普尔曼车上首先使用了空气弹簧悬架系统。

空气悬架目前已经成为提升汽车性能的关键部件之一，其独特的变刚度、低振动频率、抗冲击的特性有效地提高了汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性，同时还可以有效地减小汽车对路面的损坏[1]。

到了20世纪六十年代，汽车空气悬架系统已经进入了蓬勃发展的阶段，不仅取得了丰富的理论成果，而且在美国、欧洲等发达国家的大部分公共汽车、豪华旅游车上得到了应用。

我国早在20世纪六十年代就曾经设计生产了空气悬架系统，但是由于我国的整体工业水平比较低，实际产品的使用效果并不理想。

目前，我国正处于重新起步阶段，空气悬架只应用在一些豪华客车和少部分的重型载货车上。

1.2 汽车空气悬架的工作原理及结构特点汽车空气悬架主要由空气弹簧组件、推力杆、高度控制阀、减振器和横向稳定杆等组成。

它把空气弹簧作为弹性元件，通过空气的可压缩性来起到弹性作用。

空气弹簧是空气悬架系统的核心部件，由纺织物作为骨架增强层的弹性支撑承载部件，可以通过充气来调节车身的高度，并利用橡胶的弹性和空气压力，获得综合性的减振缓冲性能[2]根据橡胶气囊工作时的变形方式，空气弹簧可以分为膜式空气弹簧、囊式空气弹簧以及混合式空气弹簧三种。

膜式空气弹簧主要靠橡胶气囊的卷曲获得弹性变形；囊式空气弹簧主要靠橡胶气囊的挠屈获得弹性变形；混合式空气弹簧则兼有以上两种变形方式。

膜式空气弹簧有效面积的变化率或有效直径的变化率较小，因此其刚度较低，容易得到较低的自振频率；膜式空气弹簧的底座同时也是活塞，膜式气囊变形时，卷曲部分在活塞表面滚动，通过改变活塞的形状和尺寸，可以改变空气弹簧的有效面积或有效直径的变化率，可以得到所需的弹性特性，结构比较简单，便于大批量生产。

囊式空气弹簧标准高度比膜式低，囊式空气弹簧有效面积或有效直径的变化率较大，因此其刚度较高，自振频率较高。

混合式空气弹簧气囊上部与囊式空气弹簧上部基本相同，其下部则与膜式空气弹簧气囊类似，兼有膜式和囊式空气弹簧的特点[3]。

1.3 汽车空气悬架系统的优缺点1.3.1 汽车空气悬架系统的优点与传统的钢板弹簧相比，空气悬架系统具有无可比拟的优点[1]：（1）汽车空气弹簧具有非线性的刚度特性，可以使其在额定载荷附近具有较低的刚度值可以得到较低的固有振动频率，提高汽车的行驶平顺性。

（2）汽车空气悬架质量轻，刚度低，高速行驶时会提高轮胎的附着能力，同时在转向时，可以使过多转向和不足转向倾向减小，转向稳定性强，提高了整车的操纵稳定性。

（3）当载荷发生变化时，利用高度控制阀，可以很容易地调整车身高度，使其保持不变，提高汽车的行驶平顺性。

（4）相对于钢板弹簧而言，空气悬架能够更有效地减小车身的振动，更有效地减小由于路面不平所引起的振动。

1.3.2 汽车空气悬架系统的缺点同时，空气悬架也存在一些缺点：（1）结构复杂、制造成本高。

（2）空气弹簧的尺寸大，在汽车上布置较困难。

必须装配横向稳定器。

（3）密封困难。

空气悬架需要密封的部位比较多，如果密封不好，就会直接影响空气悬架的性能。

1.4 国内空气悬架发展现状及发展环境近些年空气悬架在我国的应用开始大量地向中高档客车发展。

目前，在全国销售的大、中型客车中，配置空气悬架的客车已经占总量的8%左右。

由于空气悬架需求量的增大，国内已经有一些企业正在开发生产空气悬架系统及其零部件。

我国已经通过标准法规体系的制定，引导、推动空气悬架在商用车上的应用，在交通部《营运客车类型划分及等级评定》（JT/T 325一2002)标准中规定，大型客车高一级、高二级、高三级必须全部采用空气悬架，在中型客车高二级、高一级A型中也必须全部采用空气悬架。

新修订的《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》（GB1589一2004）规定：双轴汽车驱桥的最大允许轴荷限值在配置空气悬架时为11500kg，普通悬架最大限值为10000kg；三轴汽车驱动轴为每轴每侧双轮胎且配置空气悬架时，允许轴荷的最大限值19000kg，普通悬架最大限值l8000kg。

可以看出，随着我国标准法规的日益完善、执法力度的不断加强和超载超限治理工作的持续推进，空气悬架在我国汽车上的应用范围将不断扩大。

1.5 空气悬架系统在我国的应用前景及发展趋势世界发达国家的汽车制造企业纷纷投巨资研制新一代空气悬架产品，通过采用高新技术，最大限度地提升载货汽车的技术水平。

目前，在我国，空气悬架系统还处于仿制或者直接购买产品阶段[4]，国内科研人员正在不断地对空气悬架展开理论研究，同时对空气悬架与整车的匹配技术，空气弹簧的设计和制造技术，空气悬架导向机构设计以及空气悬架系统的控制技术进行深入、细致地研究。

空气悬架系统的小型化、刚度的可调整性以及智能控制是其发展的必然趋势。

伴随着计算机技术的迅猛发展，空气悬架系统的智能控制技术也将得到快速地发展。

在技术应用方面，主要体现在应用空气悬架以后对汽车的乘坐舒适性、安全性、动力性、经济性、环保性、可靠性等方面性能的不断改善；在市场推广方面，主要围绕客户不断细分的市场进行专业化应用车型的开发，产品品种不断增加。

我国是近年来国民经济生产总值增长最快的国家，随着经济水平的不断提高，由于空气悬架系统所具有的非线性、变刚度的特性，因此在对经济增长有着重要影响的交通运输领域，推广运用空气悬架系统具有广阔的发展空间。

[5][6]第二章奥迪Q7空气悬架概论及工作原理2.1 奥迪Q7空气悬架概论2.1.1 奥迪轿车四级空气悬架主要结构奥迪轿车四级空气悬架主要由空气弹簧、空气供给装置、气动装置、电磁阀、温度传感器(G290)、压力传感器(G2)、水平传感器(G76、G77、G78、G289)、指示灯(K134)和操纵单元E281等组成，其元件安装位置如图1所示。

图一奥迪Q7四级空气悬架原件安装位置2.1.2 水平调节机构四个水平高度等级四级空气悬架是一种全支撑式水平调节机构，它在前桥使用了传统的减振器，而后桥使用了与载荷有关的减振器。

共有四个水平传感器，它们分别用于获知每个车桥上车身的水平状况。

每个空气弹簧悬架都配有一个所谓的空气弹簧阀(横向截止阀)，这样每个车桥就可以单独来进行调节了。

该系统共有四个水平高度等级，最小离地间隙在这四个水平高度等级中可变化66mm，可手动或自动来调节。

其中，第一级(低(TN))最小离地间隙为142mm；第二级(正常(NN))最小离地间隙为167mm；第三级(高1(HN1))最小离地间隙为192mm；第四级(高2 (HN2))最小离地间隙为208mm。

2.1.3 水平调节操控单元水平调节操纵单元E281用于操纵四级空气悬架及显示/控制系统状态，如图2所示。

图二水平调节操控单元E281面板在正常的行驶工况时，某些底盘高度变化过程是自动完成的。

司机也可以通过“升高”或“降低”按键可随时选择相应的底盘高度。

如果只按“升高”键一次，那么底盘高度就切换到下一个较高的高度上。

如果多次按压“升高”键，那么就可以多次切换(如从低直接切换到高1)。

但是，只有当已经到达高1后才能选择高2。

可按上述按“降低”按键来选择较低的底盘高度。

多次按压(三次)可直接从高2切换到低。

显示区上有四个重叠安装的LED，它们是常亮的，用于表示当前的底盘高度状态。

只有底盘高度切换所触发(不管是手动的还是自动的)的调节过程才会由一个或多个LED的闪烁来表示。

一旦达到了所需要的高度，闪烁就变成常亮了。

“升高”按键和“降低”按键内的LED表示操纵的方向，如果LED闪烁，就表示拒绝进行底盘高度调节(例如因车速过高)。

如果实际高度值与规定高度值偏离较大，那么LED就会闪烁以提醒司机(按相应的高度切换)。

按住“降低”按键或“升高”按键至少3s，就可以接通或再次关闭所谓的“手动模式”。

黄色的带有“man”字样的LED就表示现在处于手动模式状态。

在手动模式时，“驻车高度调节”和“高速公路模式”的自动功能就被关闭了。

如果同时按住这两个调节按键的时间超过5s，那么调节功能就会被关闭或接通。

在调节功能被关闭时，操纵单元上的手动模式LED、两个高度调节按键以及指示灯K134就会亮起。

高度LED常亮来表示高度状态。

当车速超过约10km/h 时，如果在此之前调节功能已被关闭，那么该功能会被自动接通(但是在识别出车是在升降台模式时该功能不会被接通)。

也可以使用诊断仪器来关闭调节功能。

]2.2 奥迪Q7空气悬架工作模式2.2.1 自动降低模式当车辆处于高2状态时，若车速>35km/h，那么底盘高度会自动降到高1状态。

只有当车速<30 km/h时才可能进入高2状态。

在高1状态时，若车速 >80km/h，会自动降至正常状态。

只有当车速<75 km/h时才能(手动)进入高1状态。

车在行驶时，不会自动进入高1或高2状态。

必须要司机通过手动来选择。

驻车时的状态是个例外。

驻车时，当发动机关闭且车门上锁后，汽车底盘自动进入高1状态。

2.2.2 高速公路模式如果车辆以超过120 km/h的速度行驶30s以上(车辆此时已经处于正常状态)，那么底盘高度会自动降至低状态。

这样就可降低风阻(节省燃油)并且降低车辆中心(改善了行驶动力性)。

2.2.3 驻车模式驻车状态可保证车辆在关闭发动机停放较长时间后还能保持足够的底盘高度(由于冷却和扩散，容积减小是正常的)。

另外还可方便上人和装载货物，也改善了停放车辆的外观。

驻车时底盘高度相当于高1(HN1)。

在下述情况下，车辆底盘会被调至驻车状态：(1)该系统还在继续运行且已从外面将车辆上锁时；(2)蓄压器内还有足够的压力时；(3)当该系统未被切换到手动模式时。

在达到下述车速值和时间值时才会重新进入正常状态：(1)车速<70 km/h；时间>120 s；(2)车速<35 km/h；时间>30 s；(3)车速<5 km/h 时；立即进入正常状态。

当车速超过80 km/h或手动切换到一个较低的底盘高度时，才会脱离驻车(PN=HN1)状态。

如果车辆此时已在高2(HN2)状态，那么不会进入到驻车状态。