寶馬轎車G12底盤空氣懸架系統故障檢修

占亞劍 歐陽東光

摘要：本文針對一臺2016年生產的寶馬740Li轎車底盤出現的兩個故障，按照寶馬售后服務五步法對車輛故障進行了診斷和檢修。依照“故障代碼優先原則”對行駛過程中顛簸劇烈的偶發性故障進行排查診斷，發現左后空氣彈簧減振器的管路接口的內部密封圈發生變形破損，導致氣體泄漏。在對車身向左后方傾斜的故障診斷中，發現后橋左右兩側空氣彈簧減振器進氣時間不同，進而查出左后空氣懸架車身高度傳感器故障是導致車身傾斜的誘因。

關鍵詞：底盤故障;空氣懸架系統;五步診斷法

中圖分類號：U472.9

文獻標識碼：A

文章編號：1005-2550（2019）06-0086-05

Trouble shooting of BMW G12 chassis air suspension system

ZHAN Ya-jian， OUYANG Dong-guang

（ 1. Guangdong Mechanical & Electrical Polytechnic. Guangzhou5 10512China;2. Guangdong Yuebao Automobile Sales Service Co.， Ltd. Guangzhou510512China ）

Abstract： In this paper， two faults occurred in the chassis of a BMW 740Li sedan manufactured?in 2016 were diagnosed and repaired according to BMW's five-step after-sales service?method. According to the principle of "fault code priority"， it was found that the internal?sealing ring of the pipeline interface of the left-rear air spring shock absorber was deformed?and damaged， leading to gas leakage. In the fault diagnosis of the car body tilting to?the left and rear， it was found that the air spring shock absorbers on the left and right sides of?the rear axle had different intake time， and then the fault of the car body height sensor on the?left rear air suspension was found to be the main cause of the car body tilting.

Key Words： Chassis failure; air suspension system; five-step diagnostics

占亞劍

碩士研究生學歷，現就職于廣東機電職業技術學院，電子與通信學院，任講師，主要研究方向：高職教育研究，創新創業教育。

引言

汽車科技的快速發展極大地提升了汽車性能與駕乘感受，更好地滿足不斷提高的用戶體驗需求。自汽車空氣懸架問世以來，被廣泛應用于豪華汽車底盤，逐漸成為汽車舒適性、安全性和通過性等高級別性能的代名詞。從2015年開始，寶馬新款7系轎車采用新的G12底盤取代了，上一代寶馬7系F02底盤，采用了空氣懸架、動態穩定控制系統（DSC）、電子減振控制系統（EDC）和自適應駕駛管理系統（Executive?Drive?Pro）等多項汽車底盤科技，是寶馬汽車公司最高端車型的代表。其中，G12底盤對空氣避震懸架系統進行了優化，在提升駕駛性能的同時，進一步改善了寶馬7系轎車的駕乘舒適性。本文以筆者在廣東粵寶汽車銷售服務有限公司工作期間維修的一臺2016年生產的寶馬740Li轎車空氣懸架系統故障為例，對該車型號為G12底盤空氣懸架系統的故障診斷過程進行分析，研究空氣懸架系統故障的快速診斷和檢修技術，探索提升寶馬新款7系轎車售后服務水平的科學路徑。

1寶馬740Li轎車的故障現象

一臺2016年生產的新款寶馬740Li行駛里程為14.9萬公里（如圖1所示），左后懸架空氣避震在顛簸的路面行駛偶爾會下沉，CID提示可以繼續行駛但底盤功能受到限制，正常時車輛靜止停放一天，后懸架未出現下沉現象，左右高度正常，該故障在多次檢修始終未能解決，嚴重影響車輛駕.乘體驗。半年后，該車新增另一個車身向一側傾斜的故障，當車輛停放一天后，傾斜會更加明顯，車輛左后車身高度比右后會降低更多。車輛啟動后，左右兩側懸架均可正常工作，但后左后側車身高度仍比右后側低10mm左右。

2寶馬轎車G12底盤空氣懸架系統的結構及工作原理

2.1寶馬轎車G12底盤的總體結構

本文分析的新款寶馬7系轎車于2015年10月上市，該車型對上一代7系轎車采用的F01和F02底盤進行了升級優化，新底盤系統的型號代碼為G11和G12。G11為標準型7系轎車底盤代碼，長軸距型號的底盤代碼為G12。本文的研究對象是新款740Li轎車，屬于長軸距寶馬7系，該車G12底盤基本結構如圖2所示：

G12底盤零部件的標注分別為：1、前橋空氣彈簧減振支柱;2、12V蓄電池;3、制動助力器;4、電動轉向柱調節器;5、方向盤;6、后橋空氣彈簧減振支柱;7、五連桿后橋;8，9、選配部件（HSR、EARSH）;10，12、儲壓罐;11、雙車橋高度調節系統空氣供給裝置;13、后橋集成式車制動器的盤式制動器;14、動態穩定控制系統DSC;15、前橋盤式制動器;16、雙橫臂前橋;17、選配部件（EARSV）;18、EPS。

2.2G12底盤懸架系統的基本結構與性能特征

汽車底盤懸架系統就是指由車身與輪胎間的聯結支撐系統，其最重要的功能是支撐車身，主要由車橋和減振系統組成，分為獨立懸架和非獨立懸架兩類。為改善駕乘體驗，B級及以上級別的轎車普遍采用獨立懸架。寶馬新款7系轎車G12底盤懸架系統的前懸架和后懸架分別采用了雙橫臂獨立懸架和多連桿獨立懸架，均采用配備了電子減振器控制系統（EDC）的空氣彈簧作為懸架減振器。因此，寶馬G12底盤懸架系統也被稱之為空氣懸架，如圖3所示。

雙橫臂獨立懸架可承受較大橫向加速度，響應速度快，轉彎行駛時，在不影響行駛舒適性的前提下兼具出色的側傾支撐性能，還具備車橋彈簧相同的支撐特性和直線行駛穩定特性。作為G12底盤系統后懸架的五連桿懸架，行駛過程循跡能力強，特別是在負荷變化期間或從轉彎行駛向直線行駛過渡期間等各種行駛情況下都可以同時保持車輛動力性能和駕乘舒適性。

寶馬G12底盤系統為了減少駕乘舒適性受承載負荷的影響，對前橋和后橋的減振系統配置了經過優化的空氣彈簧減振器（如圖4所示），車身高度可實現升高20mm或降低10mm的變化幅度。在靜止狀態下或車速不高于40公里/小時的行駛期間，空氣懸架可自動對車身高度進行調節（升高20mm），補償因車輛載荷或為得到更好的通過性而需要的車身高度。當車輛速度超過140公里/小時后，空氣懸架將自動降低車身高度至預設的運動高度（降低10mm）。

相比傳統的油壓減振器，空氣懸架具有顯著的優勢，如行駛安全性、駕乘舒適性和燃油經濟性。但如果車輛經常行駛在路面鋪裝情況偏差的道路環境下，或者車輛行駛里程超過10萬公里，空氣懸架后期維保費用高和使用壽命短等缺陷將表現得尤為突出。寶馬新款7系轎車維修文件表明，由于空氣懸架采用了很多帶有相應壓縮空氣接口的柔性管路，無法確保空氣懸架100%密封，允許出現較少規定量的壓縮空氣損失。如果在正常高度狀態下停放車輛，二十四小時后高度損失最多可達5mm，且由于公差原因并非所有組件都會出現相同泄漏程度，長時間駐車后車身姿態有可能會出現較明顯的傾斜現象。

2.3G12底盤懸架系統的工作原理

垂直動態管理平臺VDP是G12底盤系統的中央.控制模塊。垂直動態管理平臺VDP控制單元通過四個車輛高度傳感器讀取當前車輛高度。在調節過程中，垂直動態管理平臺VDP對空氣彈簀減振器相應的電磁閥進行控制。在靜止狀態下和低車速下（0～20km/h）根據兩個蓄壓器的儲存容積進行調節。在行駛期間（20km/h～40km/h）進行調節時，所需壓縮空氣由壓縮機產生并直接輸送至相應空氣彈簧減震器。空氣彈簧減震支柱內容積增大時會使車身升高。懸架系統上的四個車輛高度.傳感器負責識別車身高度信息，VDP處理車身高度信息后發出相應的調節指令。為了避免頻繁進行調節，G12底盤兩個后懸架的高度傳感器分別進行高度識別，前懸架的兩個車輛高度傳感器采用計算平均值的策略作為高度識別信號。

3故障的診斷與檢修

3.1五步診斷檢修法：

寶馬汽車售后服務的基本要求是嚴格按照診斷檢修五步法：（1）確認客戶抱怨的故障并再現故障;（2）分析診斷故障;（3）確定并隔離故障;（4）維修故障;（5）復檢。在本文的案例中，左后懸架先后出現偶發故障和經常性故障，而偶發性故障要實現再現相對困難。一是因為再現偶發故障需要足夠的耐心和適當的客觀因素誘發，二是因為經常性故障需要將車輛停放較長時間，需要長時間占用檢修工位。通過對客戶的描述的詳細了解，并用足夠的耐心和時間對該車輛兩個故障進行分析，要杜絕因再現故障出現困難或所需時間較長而人為降低售后服務質量，對客戶滿意度造成較大的負面影響。

3.2G12底盤空氣懸架故障診斷分析與復檢確認

本文案例分析的兩個故障點都在左后空氣懸架，根據客戶的描述以及初步檢查發現，行駛過程中出現的偶發故障有故障代碼，但是車輛停止后出現的經常性故障并未監測到故障代碼。因此，根據“故障碼優先”的原則，先診斷并檢修有故障代碼的偶發故障。

3.2.1氣路和空氣懸架的初步檢查

選擇車間內較安靜的工位使用診斷儀的專項功能對氣路進行檢查，查找空氣懸架系統漏氣部位，如圖5所示。選取部件控制功能菜單中的“升高左后減振支柱”項目并激活，可聽到空氣壓縮機運轉聲，再仔細聆聽空氣軟管和空氣氣囊各部位是否存在漏氣聲。最后對減震彈簧及其附屬部件進行詳細檢查是否出現損壞，如圖5所示。檢查后發現，系統完好，說明電控懸架氣路和空氣懸架無故障。

3.2.2車身顛簸劇烈的偶發故障診斷與檢修

經初步判斷后，將故障點所在的左后空氣懸架進行隔離，利用診斷儀深人分析（如圖6所示），并如下步驟進一步檢查：檢查車輛控制模塊軟件版本，發現是最新版本，無可升級軟件包，之前也無類似案例反饋，所以車輛軟件版本.引發此故障的可能性極小，可以首先排除;檢查右后高度傳感器安裝正常，及其拉桿無彎曲、無損壞，檢查右后高度傳感器供電電壓正常和數據流是否正常;檢查左后高度傳感器與VDP之間的線束，進行線路測量，無短路、無斷路，并對右后高度傳感器與VDP之間的線束進行飛線處理，經試車發現故障依舊，說明排除左后高度傳感器與VDP之間的線束故障的可能性;檢查空氣分配閥，檢查空氣管路和空氣避震外觀安裝未發現異常，氣囊也沒有出現破損、龜裂，管路無彎折、無破損。用肥皂水進行空氣避震及管路檢漏，并未發現有漏氣現象。最后只有對左后避震器管路接口進行拆檢，發現密封圈有一定程度變形，接口內部密封圈有輕微破損。更換新零件后進行車身高度匹配，多次反復試車、顛簸試車復檢均正常，可以判定偶發性故障已順利解決。

3.2.3車身向左后方傾斜的診斷與檢修

連接GT1診斷儀，雖然無法讀取故障代碼，但在激活后橋左右兩個空氣懸架系統的時候，筆者發現左后和右后空氣彈簧電磁閥的開啟和關閉工作情況有微小的差異，即空氣懸架每次工作時，左側開啟的時間總是比右側開啟的時間短。該現象引起筆者高度重視。因為電磁閥的開啟時間由EHC控制，開啟時間決定空氣彈簧減振器的進氣量，進而決定了車身左右兩側的高度。由此可以推斷，后橋左右兩個空氣懸架系統充氣差異這一故障極有可能來源于車身高度信號差異，與該車輛的經常性故障有較大關聯。寶馬G12底盤的車身高度傳感器共有4個，前后兩個車橋各有2個，傳感器通過測量鉸接連桿的夾角來計算車身高度，向底盤垂直動態管理平臺VDP輸出0.5V～4.5V電壓模擬信號，最大測量范圍（連桿夾角）為70°，傳感器輸出電壓信號與夾角關系如圖7所示：

利用診斷儀對通過對車身高度傳感器輸出電壓進行數據分析，并對比后車橋左右兩個車身高度傳感器的數據發現，兩個傳感器輸出電壓的變化范圍有較大差異，右后空氣懸架高度傳感器信號變化范圍是0.5～4.38V，左后側車身高度傳感器信號僅在0.52～2.85V之間變化。對照寶馬新款7系轎車維修手冊，可以判定：左后側車身高度傳感器有故障，制約了用于車輛車身高度的鉸接連桿角度測量數值，最終導致左后側空氣懸架系統無法高至正常高度。基于此，為左后側空氣懸架系統更換新的高度傳感器并初始化匹配空氣懸架，車輛高度恢復正常，車輛停放兩天后復檢，車身高度依舊保持良好的水平姿態。

4結束語

本文分析的兩個故障分別為偶發性故障和經常性故障，只有偶發性故障能讀取到故障代碼。另外，寶馬轎車維修手冊有關空氣懸架系統的控制邏輯和零部件的電氣參數等內容較少，增加了故障診斷和檢修的難度。然而，與汽車底盤相關的故障，尤其是空氣懸架系統的故障，不僅會嚴重影響客戶的駕乘體驗，還直接威脅到客戶在使用車輛時的人身安全，如本文案例中的寶馬車主就提出不敢繼續使用底盤有故障的車輛，甚至要求用傳統的油壓減振器替換空氣彈簧減振器。在客戶反復送修仍未有效解決車輛問題還出現新的故障，進一步招致客戶對寶馬汽車售后服務能力的質疑，激化客戶與汽車4S店的矛盾。因此，本文認為要高度重視此類故障，維護好寶馬汽車的品牌形象。

根據目前高端汽車市場的發展趨勢，空氣懸架系統將更廣泛應用在各類豪華轎車，空氣懸架系統本身固有的使用壽命偏短、故障率偏高等問題會越來越常見。雖然空氣懸架系統集成了電氣、電子和機械等領域的最新科技，相比汽車其他零部件的結構復雜程度和系統集成度較高，但故障類型主要為電子零部件故障、電路方面故障和氣體泄漏故障，如果掌握空氣懸架系統的工作原理和控制邏輯，可實現此類故障的快速診斷和檢修作業。

參考文獻：

[1]楊明.2015年寶馬740Li空氣懸架故障[J].技師手記，2018.5.

[2]BMW.寶馬7系售后服務培訓手冊[M].長春：華晨寶馬公司，2015.3.

[3]張春召.寶馬X5電控懸架控制異常故障診斷與排除[J].乘用車，2016.12.

[4]劉文興.寶馬車后空氣懸架故障指示燈亮[D].故障排除實例，2017.11.

專家推薦

王坤：

本文作者講述了解決一款寶馬車底盤發生的售后故障問題的過程和方法。首先介紹了該寶馬車的底盤空氣懸架系統的結構、性能特點及其工作原理，然后根據其的特點和底盤空氣懸架系統的工作原理，采用五步診斷檢修法，查清了故障產生的原因，解決了故障問題，對售后維修和故障解析具有一定的借鑒學習意義。