Датчики, клапаны и электроника: как устроена и почему ломается адаптивная подвеска

Под обобщенным термином «адаптивная подвеска» или «адаптивные амортизаторы» скрывается несколько типов систем, обеспечивающих довольно схожий эффект, но работающих по-разному. О том, что собой представляют эти системы, что в них может выходить из строя и как их починить, мы расскажем в нашем материале.

Человеку свойственно необузданное и бесконечное стремление к лучшему. Казалось бы, есть у нас уже обычные амортизаторы, обеспечивающие вполне комфортную плавность хода транспортного средства, но нет – нам подавай больше. Нам нужно, чтоб кузов вообще не шелохнулся ни на одной кочке-выбоинке. В погоне за этой стабильностью создавались и продолжают свое совершенствование адаптивные системы подвески.

Алгоритм их использования в принципе идентичен. Водителю в общем случае на выбор предоставляется несколько предустановленных настроек. Обозначения соответствующих режимов, как правило, предельно понятны по смыслу: «спорт», «комфорт» и прочие подобные. Чтобы их активировать, чаще всего надо нажать на ту или иную кнопочку на панельке, находящейся рядом с селектором АКП, либо отметить требуемый пункт в электронном меню головного устройства.

В продвинутых версиях системы обладают способностью самостоятельно реализовывать наиболее адекватные настройки в зависимости от характеристик движения. Они автоматически делают подвеску более мягкой или жесткой, получая информацию от многочисленных датчиков – крена кузова, скорости вращения колес и прочих сенсоров, расположенных в разных частях автомобиля, а также – с камер и радаров.

Естественно, каждый производитель старается предложить свое уникальное решение, выделяющее его на фоне конкурентов, однако технологически все адаптивные подвески можно разделить на три основных типа: клапанные, магнитореологические и пневматические. Третий тип – это довольно самостоятельная и самобытная конструкция, о которой мы поговорим отдельно. А вот на первых двух сфокусируемся сейчас.

Клапан решает

Одним из ключевых элементов подвески современного легкового и многих коммерческих автомобилей является амортизатор. Именно он отвечает за демпфирование и в совокупности с пружинами обеспечивает плавность прохождения дорожных неровностей, а также обеспечивает стабильность транспортного средства при маневрировании. Глубоко не вдаваясь в принцип действия амортизаторов, отметим лишь, что, рассеивая энергию, они сокращают раскачку, которая возникала бы, если б в конструкции подвески использовались только пружины.

Свою функцию амортизатор реализует за счет поршня, находящегося внутри заполненного густым маслом цилиндра. Важно понимать, что масло – это рабочий элемент, точнее, рабочая среда амортизатора. Оно есть всегда. Даже в так называемых «газовых амортизаторах» без масла не обойтись, потому что газ, в отличие от масла, – субстанция сжимаемая и в одиночку с поставленной задачей не справится. К тому же движущиеся части в любом случае нуждаются в смазке, а газ ее по природе своей обеспечить не в состоянии. Так что «газовые амортизаторы» – это фразеологическая фикция, в них тоже полно масла. Но сегодня не об этом.

Для обеспечения движения поршня в процессе ходов отбоя и сжатия в амортизаторах предусмотрены клапаны. Именно они регулируют перемещение рабочей среды и как следствие – степень демпфирования во время тех самых отбоев и сжатий. В амортизаторах однотрубной конструкции клапаны интегрированы, как несложно догадаться, в поршень. В двухтрубных амортизаторах клапаны располагаются еще и на дне внутренней камеры. Поэтому один из способов настройки степени демпфирования заключается в использовании дополнительных клапанов, отвечающих за протекание масла: чем его поток больше, тем амортизатор мягче, и наоборот – сокращение потока делает подвеску жестче. Эти клапаны могут регулироваться вручную или автоматически с помощью электроники.

Первый вариант – это, без сомнения, отживающая свой век архаика. Чтобы перенастроить амортизатор, приходится останавливать автомобиль, поднимать его на домкрате и вручную регулировать открытие-закрытие клапанов. Понятное дело, при повседневной эксплуатации автомобиля водитель замучается все это делать с обременительной регулярностью. Однако на гоночных машинах ручную регулировку еще используют.

Второй – настоящая современность. Для водителя все гораздо проще, но система в целом получается значительно сложнее. Один из наиболее распространенных примеров ее воплощения – хорошо известная Dynamic Chassis Control от Volkswagen. Чтобы эта система исправно и адекватно работала, предусмотрен отдельный блок управления, получающий данные от датчиков дорожного просвета и ускорения. Благодаря им, по утверждению производителя, буквально за несколько миллисекунд посредством изменения напряжения, подаваемого на клапан, можно изменить его пропускную способность и соответственно – степень демпфирования амортизатора.

У DCC есть три базовые настройки: спортивная, нормальная и комфортная. Однако, увеличивая спектр получаемой и анализируемой информации за счет данных о состоянии других систем автомобиля (угол поворота рулевого колеса, скорость вращения колеса и прочих), а также от радаров и камер, процесс корректировки демпфирования можно сделать постоянным, уйдя от предустановленных режимов. Это позволит автомобилю непрерывно адаптироваться к изменяющимся условиям движения без участия водителя. Причем делать это в значительно более широком и не дискретном диапазоне. Именно в таком направлении сегодня и развиваются все подобные системы.

Хитрая жидкость

Вторым важным элементом амортизатора является рабочая среда – масло. В начале 2000-х компания Delphi предложила наделить его магнитореологическими свойствами, то есть способностью изменять свою вязкость под воздействием магнитного поля. Как вы понимаете, это тоже самым непосредственным образом сказывается на степени демпфирования.

Так появилась на свет фирменная система MagneRide, дебютировавшая на Cadillac Seville STS. В этой системе цилиндр амортизатора наполняет жидкость с взвешенными в ней частицами металла размером от 3 до 10 тысячных миллиметра – одну десятую толщины человеческого волоса, а в поршни интегрированы электромагнитные катушки, действующие при прохождении через них электрического тока как электромагнит. При включении электромагнитов частицы в жидкости, образуя волокнистую структуру, выравниваются – ориентируются поперечно направлению потока масла в каналах поршня, препятствуя его движению. В результате вязкость увеличивается, что приводит к значительному повышению жесткости подвески.

В сравнении с описанными выше клапанными системами электромагнитные обладают неоспоримым преимуществом – их быстродействие на порядок выше. Но в производстве магнитореологические адаптивные подвески пока заметно дороже, что в некоторой степени ограничивает их использование.

Что может сломаться и что можно починить?

Естественно, в таких сложных системах полно элементов, которые могут не запланировано или планово (по мере истечение заложенного в них ресурса) выйти из строя. О том, что что-то идет не так и систему пора проверить, свидетельствуют в целом характерные для любых систем демпфирования признаки. Это и заваливание или провисание автомобиля на одно или несколько колес, особенно хорошо заметное в припаркованном состоянии, и снижение комфортности передвижения (увеличение тряски, подпрыгиваний, раскачки), и прочие неприятности, демонстрирующие, что стабилизация машины после проезда неровностей нарушена. Либо, наоборот, слишком жесткая езда с неприятными вибрациями и ударами даже на самых незначительных неровностях.

Кроме того, неполадки в подвеске могут быть определены по слишком сильным клевкам «носом» при торможении и увеличению тормозного пути. А также по аварийным сообщениям на приборной панели, связанным с адаптивной подвеской и ошибками в памяти ЭБУ, указывающими на датчики или исполнительные механизмы системы. Например – C0575 (обрыв цепи соленоида левого переднего амортизатора), C0590 (неисправность правого заднего амортизатора) и многие другие. К тому же на некоторых моделях сигнализировать о проблеме может мигающая контрольная лампа в клавише регулировки демпфирования.

Самостоятельно провести ремонт адаптивной подвески в домашних условиях без специальных знаний, программного обеспечения и оборудования вряд ли получится. Однако нередко причинами тех или иных сбоев могут быть нарушения контактов, которые нетрудно найти в ходе визуального осмотра.

Отсюда вывод: если вы видите на приборке сообщение «Неисправность подвески» или что-то вроде того либо отмечаете нестандартное поведение автомобиля из числа описанных выше, проверьте амортизаторы на предмет утечек и убедитесь в исправности соединений датчиков и проводки. Не помешает заглянуть и в блок предохранителей – все ли целы? Зачастую замена предохранителя или зачистка контакта могут восстановить работоспособность системы.

Если у вас есть сканер OBD II, проверьте память ошибок. Это тоже помогает разобраться с проблемой. Но что-то сверх этого автолюбитель вряд ли сможет сделать, поскольку неисправности обычно требуют профессионального вмешательства.

Чаще всего, как показывает опыт, подводит электроника. Коррозия разъемов, обрыв проводки или неисправность модуля управления могут нарушить связь между датчиками и исполнительными механизмами. Нередко глючит и программное обеспечение – в этом случае возврат системы к жизни обеспечит перепрошивка ЭБУ.

Поломки датчиков, обусловленные износом или механическим повреждением, также имеют место быть. Из-за этого система теряет точные данные по параметрам, необходимым ей для анализа и расчета, и возникают те самые наклоны, провисания или предупреждающие сообщения.

Беда может оказаться и абсолютно банальной: потекший амортизатор тоже приведет к выходу системы из строя. Трещины в корпусе или износ уплотнений, провоцирующие утечки жидкости, вызывают нестабильную работу или полную потерю демпфирующих свойств.

Электромагнитные клапаны и катушки тоже могут сломаться, однако это происходит крайне редко, поскольку в них закладывают достаточный ресурс. К сожалению, реальность нередко оказывается значительно жестче даже самых точных расчетов. Поэтому, когда пробеги достигают шестизначных отметок, внимательнее следите за состоянием адаптивной подвески. Ведь подвеска, какая бы она ни была, обеспечивает не только комфорт. В первую очередь исправная подвеска – это безопасность. А значит, она всегда должна быть исправна и полностью функциональна.