背景
车型:奔驰ML350。
现象
车身前部高度正常,而车身后部高度太高,接近最高极限位置。客户反映,用室内airmatic升降开关无法控制。
方案
启动车后,操纵车身升降开关。当按下升降开关时,仪表显示车身升起状态,可看到车身前部升起,而车身后部不动作。再一次按下升降开关后(此时车身应下降),仪表内依旧显示车身升起状态,车身前部还是上升。于是将车熄火,点火开关打至ON挡,连接STAR诊断仪进入底盘suspension项目内,读取故障码为:系统内部错误,当前不存在。试着清除故障码,重新操作,故障依旧。于是进入实际值挡目内,查看车身水平4个位置实际高度,如表1-1-28所示。
从表1-1-28中可以分析出127mm为车身水平高度最高值,而-127mm为车身水平高度最低值,显然车身后部两侧水平高度已达到最高值,左后车身水平高度不正确。故障应为左后车身水平位置传感器或其线路。为了验证这一故障,用诊断仪进入Actuation驱动内,分别对车身4个水平位置进行驱动,当驱动左前、右前车身水平位置时,在诊断仪内可看到高度变化,同时也能听到Airmaticpump有放气声,说明泵本身泄压阀正常。而驱动两后轮车身水平高度时,诊断仪内高度无变化,这充分证明了前面推断是正确的。这时将车举起,外观查看左后水平位置传感器,正常。接着分别拆下左后、右后水平位置传感器,对其进行手动模拟控制,发现右后水平位置传感器可随着手动控制在诊断仪内有相应的变化,而左后水平位置传感器高度无论手动怎样控制,诊断仪内依旧显示-127mm。随后拔下左后水平位置传感器插头,查阅WIS线路图,如图1-1-117所示。
测试B22/7插头1脚和5脚电压为4.8V,正常,这说明左后水平位置传感器损坏。为了万无一失,将后部B22/10和B22/7互换。同样,故障出现在右后水平位置传感器上。这说明左后水平位置传感器损坏,更换B22/7,重新装复,在STAR诊断仪内可看见B22/7N恢复为127mm,B22/1 0也为127mm,此时须用诊断仪在Actuation内进入Move toward calibrated live(automatic) 项目中,进行车身水平位置自动校正。但这时发现车身后部高度正常,左后水平高度变化不大,而右后水平高度依旧显示为127mm,反复做了几次,故障依旧。难道右后水平位置传感器又出现了问题?带着疑问重新检查右后水平位置传感器,这时发现是同事在装复过程中,将其位置装反,如图1-1-118所示。
恢复原始正确位置,再次进行车身水平位置自动校正车身高度,恢复正常,如表1-1-29所示。
备注
该车属奔驰吉普较先进车型,与其他吉普车不同,其车身后部配备两个车身水平位置传感器,以便更准确的对车身后部两侧高度进行控制,同时也防止车身后部两侧发生偏斜现象。本案例是典型的人为故障,希望同行们在维修奔驰其他车型时,如更换高度传感器和底盘元件时应引起重视,以防犯同样错误,减少工作时间,提高工作质量。
点评:
奔驰空气悬挂控制系统(AIRmatic控制系统)是一种先进的全充气式悬挂和减振控制系统,该系统主要配置在奔驰W211、W220、W240等底盘车型(轿车类)中,4 个减振器均安装有空气气囊,车辆的静态和动态载荷全部由空气气囊承担。
奔驰ML系列车型属于越野车型,早期ML系列车型配置的是传统悬挂控制系统,现在有配置AIRmatic控制系统的ML350汽车,虽然比较少见,但笔者认为故障检修方法与奔驰轿车是基本相同的,因此我们可以参考以前比较熟悉的奔驰S320(W220底盘)轿车的AIRmatic控制系统进行学习和理解。AIRmatic控制系统除了具备承担车辆载荷的基本功能之外,还具有以下两项重要的附加功能。
01 水平控制功能
水平控制(Level Control)功能通常又称为高度控制功能。可以在手动和速度响应(Speed-responsive)这两种控制方式下,AIRmatic控制系统自动地对车身高度及水平状态进行调整。
AIRmatic控制系统具有独立的控制模块(AIRmatic控制模块N51),根据驾驶风格和车辆载荷状况,AIRmatic控制模块N51在电控方式下向4个空气囊进行充气或放气,执行车身水平控制功能。
02 适应性减振控制功能
AIRmatic控制系统与ADS (Adaptive Damping System)适应性减振系统组合在一起,也就是说,AIRmatic控制同时执行ADS控制功能。
AIRmatic控制系统能够根据驾驶员的驾驶风格和道路状况,改变悬挂系统的减振系数。在早期的奔驰轿车中,适应性减振系统(ADS)属于独立的控制系统,在配置有AIRmatic控制系统的车辆中,ADS功能集成在了AIRmatic控制系统中,并通过电控方式进行操控。
为了能够更清楚地了解到AIRmatic控制系统的结构原理,笔者提供奔驰S320轿车的AIRmatic控制系统各元件说明及位置如图1-1-119、表1-1-30所示,供大家参考。
可以看出奔驰S320A IRmatic控制系统只有一个后轴高度传感器B22/3,而ML350AIRmatic控制系统有两个后部高度传感器:左后车身高度传感器B22/7和右后车身高度传感器B22/10。虽然车身高度传感器数目不同,但故障检测方法是一样的,通常是使用STAR诊断仪查询AIRmatic控制系统的故障码,如果显示是当前存在性质的故障码,那么说明故障是真实的,要针对故障码内容进行实际检修。如果显示是记忆性质的故障码,那么可先清除掉故障码,然后进行路试。
由于AIRmatic控制系统必须获取车速信号和转向角信号才能正常工作,因此,当电子稳定控制系统(ESP控制系统,控制模块为N47-5)或转向柱控制系统(控制模块为N80)出现故障时,AIRmatic控制系统也会失效,在实际检修工作中,要注意检测电子稳定控制系统和转向柱控制系统是否存在故障。
根据笔者的维修经验,AIRmatic控制系统的故障率是比较高的,主要的故障类型与解决方法如下:
01 系统漏气
最容易出现漏气的部件是带有空气囊的减振器总成,当减振器总成漏气损坏后,减振器总线车身会倾斜,AIRmatic压缩机会频繁工作,仪表板也会显示相关故障信息。对于这种故障类型,使用STAR诊断仪进行自诊断,通常可以查询到 “C ritical vehicle level at front axle.”、“Critical vehicle level at rear axl_e.”之类的故障信息,含义为车身高度超出临界值。
解决的方法是更换损坏的减振器总成。在必要情况下,应重新对AIRmatic控制系统进行标定(这种情况比较少),否则即使换上了新的减振器总成,车身也依然维持原先的倾斜状态。
02 车身高度传感器损坏或信号不良
车身高度传感器也是比较容易损坏的部件,例如在本例故障中,左后车身高度传感器B22/7损坏后造成了车身后部高度过高,AIRmatic控制系统处于失效状态,车身高度自动调节功能被解除。
车身高度传感器属于霍尔式传感器,检测的方法比较特殊,在本例检修过程中,我们可以看到左后高度传感器B22/7虽然信号不良,但信号依然在标准值范围内,因此AIRmatic控制模块N51不会设定相关故障码。比较好的检修方法是首先测量传感器线束插头的电源线(5V)、地线和信号线,如果这些线路都是正常的,那么可以使用万用表继续测量传感器阻值和信号电压。传感器阻值没有具体的标准值(因车身高度传感器的具体形式不同),可以采用对比法,参照同车的其他传感器的阻值进行确定。传感器信号电压的测量方法可以采用刺破信号来进行测量,在测量时可以将车身高度传感器拆下来,在摆动车身高度传感器连杆时,观察车身高度传感器信号电压是否能够同步变化。
如果有STAR诊断仪,那么检测的方法更多而且检测结果更准确。可先执行“Move toward calibrated level (Auto)”自动校正功能,对车身高度进行零点调校,也就是说,使车身状态恢复到AIRmatic控制模块N51储存的车身高度数据状态。然后选择“Vehicle level”测试项目,观察所有车身高度传感器的当前数据,此时便能够分析出最有可能出现故障的车身高度传感器。对车身高度传感器进行对换测试也是一个非常好的方法,笔者也经常采用这种方法解决了许多问题。
在本例检修过程中,曲直先生也是采用这种方法解决问题的,而且在整个检修过程中,检修步骤比较规范,并且能够熟练地使用STAR诊断仪,值得我们学习和借鉴。
AIRmatic压缩机烧损或磨损。
AIRmatic压缩机烧损主要是系统漏气导致的,系统漏气会使AIRmatic压缩机频率工作,最后会使AIRmatic压缩机过热而烧损。
AIRmatic压缩机磨损主要是空气过滤器损坏导致的,AIRmatic压缩机和空气过滤器都安装在前部车身底盘部位,当空气过滤器损坏之后,沙石和泥土会进入AIRmatic压缩机中,造成汽缸和活塞严重磨损。在这种情况下,AIRmatic压缩机虽然也能够运转,但气压达不到规定值,车身无法升至正常高度,而且AIRmatic压缩机会长期运转。
无论是烧损或是磨损,AIRmatic压缩机都无法进行修复,解决的方法只有一个:更换AIRmatic压缩机。
03 车身高度电磁阀损坏
高度控制阀单元安装在前保险杠右后方,这是一个总成元件,上面连接有6条空气管、1个压力传感器,5个电磁阀集成在高度控制阀单元内部。在这5个电磁阀中,有4 个车身高度电磁阀,它们用于控制对应的减振器总成的空气管路。
当车身高度电磁阀损坏后,相应的减振器总成的空气管路被关闭,车身会倾斜,仪表板出现AIRmatic控制系统的故障信息。车身高度电磁阀的标准阻值为9Q左右,如果某个车身高度传感器损坏,那么需要将高度控制阀单元整体更换掉,这是因为车身高度电磁阀被压制在高度控制阀单元中,无法单独更换。