Гидравлическая клапанная плита акпп: принцип работы, основные неисправности, способы устранения

Первые автомобили с пневмоподвеской

История пневматической подвески началась в 1901 году, когда Уильям Хамфрис создал и запатентовал первый пневмокомпрессор для автомобилей.

Конструктивно первое устройство состояло из пневопружины с левой и правой стороны, подушек и компрессора для каждой из них.

Попытки установки подвески на реальном транспорте были предприняты в 1920 году. В роли экспериментатора выступил Мессье, которому так и не удалось реализовать задуманное.

Следующий виток развития пришелся на период после Второй мировой войны. В то время на рынке появился первый прототип под названием Stout Scarab, представленный в 1946 году.

Внешне машина напоминала «Жука», но с более длинным кузовом. Этот автомобиль отметился еще и тем, что был сделан с применением монокока из стеклопластика, а кузов буквально повторял фюзеляж летательного аппарата.

В 1957 году появились первые автобусы, оборудованные пневматической подвеской. В роли производителя выступила компания General Motors.

Вскоре новые устройства появились на автомобилях Eldorado Brougham марки Кадиллак.

Уже через год пневматическая подвеска ставилась на всех машинах в виде дополнительного оборудования, а с 1959 года опция стала стандартной.

Со временем классические пружины ушли в прошлое, а их место заняли пневматические баллоны с датчиками, фиксирующими крен. Целью нововведения было повышение устойчивости машины на поворотах.

Но имел место и минус — медленная реакция, ведь компрессор попросту не успевал закачивать воздух в определенный баллон для устранения крена с одной или другой стороны.

В этом отношении автомобили Кадиллак много лучше, ведь они могли похвастаться повышенным уровнем комфорта и плавностью работы.

С 1960 года производитель Кадиллак отказывается от монтажа пневматической подвески, после чего это устройство пропало с автомобильного рынка США на 24 года.

Только в 1984 году компания Линкольн выпустила новый Continental Mark VII, где в роли базового оборудования выступила пневматическая подвеска.

Не отставала и компания Мерседес, которая начала продажи авто с пневмоподвеской (W112 300SE) с 1962 года.

Эти машины компоновались устройствами, оборудованными клапанами от компании Бош, смонтированными на обеих подвесках автомобиля.

Кроме того, именно работникам компании Мерседес удалось первыми сделать авто с регулируемым клиренсом.

На каких авто устанавливается пневмоподвеска?

Сегодня перечень машин, на которых монтируется пневматическая подвеска, огромен.

В списке имеются легковые и грузовые авто следующих грандов автомобильной индустрии — Лексус, Гранд Чероки, Мерседес-Бенц и Роллс Ройс.

Стоит упомянуть и других производителей — Лэнд Ровер, Ауди, Субару и Ситроен.

По сравнению с прошлыми версиями современные пневмоподвески «поумнели». В них появился спортивный режим, обеспечивающий изменение режима и величины клиренса.

На грузовых машинах автоматика регулирует высоту и жесткость с учетом веса груза в кабине.

Отдельного внимания заслуживают Лоурайдеры — машины, которые популярны в мире среди автолюбителей и отличаются низкой посадкой.

Такие авто имеют запоминающийся вид, который часто достигается за счет ухудшения технических характеристик.

Здесь выделяются «бомбы» — машины еще 30-50-х годов выпуска, имеющие ряд особенностей — дополнительные фонари освещения, козырьки на крыше, оригинальную форму кузова и пневосистему вместо гидравлики.

Благодаря уникальной подвеске, гарантируется дополнительный комфорт и сохраняется раритетность авто.

Диагностика

Водителю рекомендуется регулярно проводить самодиагностику пневматической системы задней подвески. Для этого в салоне авто предусмотрен специальный разъем. Автомобиль комплектуется технической документацией с детальной инструкцией.

Чтобы избежать аварийных ситуаций с пневмоподвеской Тойоты Прадо 120, требуется регулярная диагностика в СТО с регулировкой системы или ремонтом, в зависимости от результатов обследования.

Необходимость обращения в сервисную службу возникает в следующих ситуациях:

• не удерживается клиренс, «плывет»;
• при запуске двигателя передняя или задняя части кузова приподнимаются;
• при заглушенном моторе подвеска «падает»;
• утрачивается герметичность клапанов электромагнитного блока.

Перед проведением диагностики машину моют и осматривают кузов, чтобы исключить дефекты и повреждения рамы. Если выяснится, что проблема непосредственно в пневмоподвеске, приступают к ее тестированию.

Диагностика проводится в два этапа:

1. Компьютерная – проверяется корректность схемы, отработка клапанов блока управления и датчиков пневмоподвески Прадо 120.
2. Инструментальная – автослесарь проверяет степень износа элементов пневмы с калибровкой зазоров в клапанах, выявляя и устраняя неисправности.

Проблемы управления клапанами при различных способах реализации.

Проблемы управления клапанами со шкафов.

Контроль и диспетчеризация. Недостатки шкафа «ВЕЗА ШСАУ ВПД-4П1-3К2» в том, что нет контроля целостности линий и нет совокупного выходного сигнала о том, что все клапана закрыты. Все это требует дополнительных элементов шкафа, что ведет к усложнению схемы и удорожанию.

Контроля целостности линий управления клапанами не видел ни у одного шкафа с релейной логикой. Другое дело — шкаф из блоков.

Дистанционное и ручное (в местах установки) управление. С небольшой натяжкой можно считать, что у шкафа «ВЕЗА ШСАУ ВПД-4П1-3К2» есть способ осуществить дистанционное ручное управление при помощи клемм для подключения пульта дистанционного управления ПДУ.

Но как осуществить ручное управление в местах установки клапанов, которые подключены к шкафу управления? Тогда нужно постоянное присутствие и нуля и фазы в месте подключения клапана, что влечет за собой необходимость применения 6-ти проводного кабеля для реверсивных клапанов (0, фаза, сигнал «открыт», сигнал «закрыт», сигнал на открытие, сигнал на закрытие).

Шкаф «ВЕЗА ШСАУ ВПД-4П1-3К2» для подключения клапанов требует именно 6-ти проводной кабель, хотя, казалось бы, можно было бы обойтись и 5-ти проводным, используя общий 0.

Если клапана управляются при помощи шкафов управления, то на панели шкафа управления может быть кнопка опробования каждого клапана — вероятно эти кнопки прокатят в качестве местного ручного управления.

Сигналы состояния клапанов. Самая большая проблема такого способа вообще — необходимость привести сигнал состояния заслонки клапана. Это сигналы силовой логики, поэтому нужны силовые кабеля.

Например, в приведенном выше шкафу, в следствии того что общим для управления клапана есть 0, а общим для контроля клапана есть фаза, то к каждому клапану необходимо протянуть кабель с 6-ю проводниками. Огнестойкий силовой кабель с 6-ю проводами — это дорогой кабель В схеме для подсоединения клапана вообще предусмотрено 7 клемм, хотя две из них можно объединить.

Более удачные схемы шкафов требуют проводки 5-ти проводного кабеля.

Даже если управление клапанов может осуществляться одним кабелем, идущим от шкафа по всем клапанам (что возможно только для ОЗК), а клапана подключаться в цепь параллельно — все равно сигналы состояния должны быть индивидуально собраны от каждого клапана.

Проблемы управления клапанами с использованием модулей.

Если требуется блокировка запуска противодымного вентилятора пока не открыт хотя бы один (или все) клапан соответствующей противопожарной вентиляционной системы — то эта задача ложиться на сценарии, выполняемые в контроллере АПС.

В качестве примера зависимой работы — сценарии Рубеж Firesec 3 управления противопожарным вентилятором и клапаном.

Пусконаладочные работы сложнее. Система оказывается должна быть проще в монтаже и дешевле (что не факт), но непременно будет сложнее в настройке.

К примеру, вот инструкция по настройке блока С2000-СП4.

Оказалось, что подружить приводы клапанов и модули управления нелегко. У дешевых приводов (а для ОЗК будут установлены именно дешевые приводы) что-то не так с сопротивлением обмотки. Необходимо подбирать дополнительные сопротивления и конденсаторы в силовую цепь управления приводами, чтобы модуль управления все время не ругался на обрыв или КЗ линии управления.

Производитель С2000-СП4 предлагает такие решения:

Но в итоге на объектах можно увидеть такую картину:

Резистор нагревается до температуры плавления пластика.

Более того, оказалось что клапаны бывают «вырубленные топором», что не позволяет корректно настроить работу концевых датчиков хода. Если шлейф, при невозможности настройки, можно обмануть, то модуль ругается и глючит.

Поэтому сам стараюсь избегать модулей управления клапанами для огнезадерживающих клапанов. А вот с дымоудалением и подпором воздуха ничего не поделаешь — тут только модули. Если конечно на объекте не запроектированы шкафы с релейной логикой.

Как провести диагностику сканером

При помощи диагностического оборудования можно не только проверить пневмоподвеску автомобиля на ошибки, но провести калибровку системы и снять показания с разных датчиков в реальном времени. Это позволит самостоятельно определиться с поломкой и корректностью работы разных элементов подвески. Кроме этого, перед покупкой подержанного автомобиля, сканер сможет показать, насколько работоспособная «пневма».

«Лаунчер»

Покажу, как проверить датчики положения кузова пневмоподвески на Лексус, Тойота:

1. Запускаем приложение, которое идет в комплекте со сканером и подключаемся к блокам управления автомобилем.
2. Выбираем параметр «Подвеска воздух» (так она переведена у меня в приложении).
3. «Поток данных»-«Manual Select». Здесь будет много параметров работы «пневмы». Выбираем «Датчик регулировки высоты ЗЛ» и «Датчик регулировки высоты ЗП», подтверждаем «ОК».

Выбираем «подвеска воздух» в Лаунчере

На экране будут отображаться показания этих двух датчиков положения кузова. Не обращайте внимания, что показывает разные значения между ними. Допускается разница два сантиметра.

Запускаем двигатель автомобиля и выбираем режим подвески «Low», то есть, машина полностью опускается. Проверяем показания датчиков пневмоподвески, они уходят в минус, но разница не должна быть больше 2 см.

Поднимаем авто в позицию «High». Видим, что показания меняются, их значения становятся одинаковыми. Значит, датчики исправные.

Таким образом, можно при помощи сканера проверить любые параметры пневмоподвески и в реальном времени проследить, как работают её элементы. Пусть он стоит немаленьких денег – от 10000 и выше тысяч рублей, но он может помочь в диагностике пневматической системы и решении определенных проблем. Это сэкономит время и деньги, не позволит вас «раскрутить» на лишние деньги в сервисе.

DAS Xentry 16 Offline

Этим сканером проверяем автомобили марки Мерседес с фирменной пневмоподвеской Airmatic. Выбираем марку автомобиля и подключаемся к блоку управления. Программа самостоятельно определит марку авто.

Не забываем включить зажигание. Заводить мотор необязательно. Это делается только тогда, когда об этом попросит диагностическая система.

1. Выбираем «Короткий тест» и ждем его окончания. Он позволяет оценить работоспособность всех блоков автомобиля и наличие ошибок в них.
2. Ищем «AIRmatic» и нажимаем «F3» или значок подтверждения.
3. Переходим во вкладку «Пневматические проверки». Здесь представлен полный список тестов пневмоподвески Мерседеса.

Выбираем в DAS Xentry «Короткий тест»

Находим пункт «AIRMatic»

Список доступных тестов пневмоподвески Mercedes в сканере DAS Xentry

Выполняем рекомендации сканера и смотрим на результаты проверок. Здесь можно проверить работоспособность компрессора, герметичность клапанов, амортизационные стойки, ресивер и другие элементы подвески.

Результаты тестов отображаются в понятном графическом виде. Если показания (указатель) находиться в зеленом поле шкалы, значит, параметр тестируемого элемента в допустимых пределах.

Обзор пневмоподвески автомобиля Mercedes GL-Class X164

Mercedes GL-Class X164 – современный внедорожник SUV класса, который относится к первому поколению GL-уровня. Изначально модель была спроектирована для американского рынка, однако спустя некоторое время производитель принял решение поставлять его на Европейский и Российский рынок. В стандартной комплектации автомобиль оснащается мощным дизельным мотором 4,0 л V8 и АКПП типа 7G-Tronic, что дает отличные ходовые характеристики и превосходную управляемость.

Конструкционные особенности пневматической подвески

Принимая во внимание внедорожные характеристики Mercedes GL-Class X164, конструкторы оснастили его модифицированной пневмоподвеской AIRMATIC, разработанной для сложных условий эксплуатации автомобиля. Принцип работы пневматической подвески данного авто основан на активной системе демпфирования (Active Damping System – ADS), которая учитывает не только дорожные условия, но и стиль вождения конкретного автовладельца

Расходными элементами в системе являются пневмоподушки, выполняющие роль амортизаторов. С полным ассортиментом таких деталей можно ознакомиться на сайте https://www.pnevmadoc.com.ua/products/gl-class-x164-2006, где представлены баллоны как для передних, так и для задних колес. К достоинствам подвески Mercedes GL-Class X164 можно отнести следующие:

• гибкая адаптация к внешним факторам (стилю водителя, качеству дорожного покрытия);
• выбор оптимального уровня жесткости: «комфорт», «спорт» или «экстрим»;
• низкий расход топлива за счет регулировки подвески, а также хорошей аэродинамики корпуса автомобиля.

Автоматическая регулировка дорожного просвета позволяет уверенно преодолевать бездорожье, а также речной брод, глубиной до 600 мм.

Основные типы проблем с пневмоподвеской автомобиля Mercedes X164

Высокая надежность пневматической подвески немецкого авто не исключает риска поломки, поскольку интенсивная эксплуатация неизбежно будет приводить к износу деталей. Все неполадки можно разделить на следующие группы:

• Разгерметизация пневмобаллонов вследствие физического износа;
• Поломка компрессора AIRmatic;
• Неполадки с модулем управления;
• Износ блока клапанов.

Чаще всего поломка случается вследствие потери герметичности одной из пневмоподушек, приобрести которые можно на сайте https://www.pnevmadoc.com.ua/. В ходе эксплуатации резиновая часть подвергается интенсивному износу, на что влияют следующие факторы:

• Повреждения вследствие попадания грязи, песка, глины и мелкого гравия;
• Перепады температуры, что приводит к разрушению резины на молекулярном уровне;
• Негативное воздействие реагентов, а также технических масел и кислот, щелочных компонентов;
• Физические нагрузки из-за длительной езды по плохим дорогам.

Чтобы избежать преждевременного износа пневмоподушек нужно стараться эксплуатировать автомобиль в условиях хорошего и чистого дорожного покрытия. Регулярная очистка элементов от грязи и глины способна значительно продлить срок службы пневмобаллонов – до 80-90 тыс. км пробега. При замене расходников следует отдавать предпочтение только надежным и сертифицированным запчастям, приобретая их в проверенном автомагазине.

Пневмоподвеска кабины

Устройство и принцип работы кабины пневмоподвески грузового автомобиля (на основе КАМАЗА).

Процесс оптимизации подвесок грузовых машин сводится к решению многих задач, начиная с повышения грузоподъемности и заканчивая повышением уровня комфорта для водителя.

Так, на автомобилях КАМАЗ и авто других брендов предусмотрена амортизация кабины, построенная на пневматическом принципе.

При бескапотной комплектации в состав конструкции входят шарниры откидного типа, фиксированные на пневматическом элементе (расположен между рамой и кабиной).

Другая пара пневмоэлементов (иногда амортизаторных стоек) фиксируется на раме, что гарантирует подвижность кабины.

Недостаток — усложнение процесса переключения КПП и конструкции рулевого управления.

На грузовых машинах с помощью пневмоподвески удается решить ряд задач — опустить или поднять кузов, гарантировать плавность хода и уменьшить уровень вибраций. При этом монтаж пневматической подвески предусмотрен на новой 4308-й модели КАМАЗ.

В основе устройства — два баллона, кованые шланги и группа сайлентблоков. Управление обеспечивается с помощью специального блока.

Типы клапанов гидроблока: функциональное значение

Разные типы автоматических коробок имеют разные схемы блоков клапанов. Блок клапанов (гидравлическая клапанная плита) вместе с ЭБУ коробкой называют гидравлическими  «мозгами» автоматической трансмиссии.

ЭБУ передает электроимпульсы от датчиков-сенсоров, а гидравлическая плита снабжает жидкостью все механизмы коробки. Часть или половина клапанного блока отделена  разделительной металлической  прокладкой  с отверстиями для контроля потока жидкости между контурами клапанов.

Блок клапанов состоит из следующих элементов:

• клапан, повышающий давление;
• клапан, понижающий давление;
• ручной клапан (направляет линейное давление к различным каналам в корпусе блока клапанов);
• крышки клапанов;

Клапаны блока по своим функциональным обязанностям подразделяются на:

• клапаны регулировки давления – повышение или понижение давления (по специальным каналам регулирует давление трансмиссионной жидкости внутри АКПП, для работы фрикционов, тормозов и лент);
• клапаны управления переключением осуществляют контроль за направлением трансмиссионной жидкости к различным каналам АКПП (бывают с механическим управлением, с электромагнитным или гидравлическим управлениями;
• клапаны синхронизации (осуществляют контроль точности характеристик переключения передач, предотвращает удары или толчки при переключении передач);
• клапаны плавного регулирования давления или клапаны подстройки давления (поскольку линейное давление, давление перед дроссельным клапаном и давление регулятора оборотов оказывают большое влияние на работу АКПП, клапаны плавного регулирования  изменяют (снижают) значение давления для улучшения  эксплуатационных характеристик автоматической коробки. Например, клапан дросселирования уменьшает давление дросселя исходя из скорости автомобиля, а клапан  регулировки фиксатора (стопора) уменьшает линейное давление и т. д.

Неисправности и ремонт пневмы на автомобиле

В процессе эксплуатации автомобиля на пневме необходимо обращать внимание на основные признаки неисправности пневмоподвески. Среди симптомов неисправностей можно выделить:

• передняя и/или задняя часть опускается при заглушенном двигателе;
• при запуске мотора поднимается только задняя или передняя часть авто;
• после запуска двигателя не поднимается какая-либо сторона, может быть слышно шипение снаружи авто;
• передняя часть поднимается выше задней части;
• при активной езде передняя часть опускается, однако после остановки поднимается выше задней части;
• постоянно изменяется клиренс, кузов не может принять нужное положение;
• нет возможности изменять клиренс, не удается включить сервисный режим для ремонта пневмы, не удается сделать развал-схождение;

Часто на панели приборов загорается значок неисправности пневмоподвески. Это уведомление информирует водителя о проблемах, а также может указывать на то, что пневма работает в аварийном режиме.

Как правило, основные проблемы связаны со следующими неисправностями:

• утечка воздуха через пневмобаллоны или соединения;
• износ поршневых колец компрессора;
• неполадки датчиков и управляющей электроники.

Ремонт пневмоподвески

В зависимости от типа неисправности, выполняется ремонт пневмоподвески. Зачастую, из строя выходят пневмобаллоны или пневмостойки, так как их официальный ресурс составляет около 100 тыс. км, однако на практике проблемы могут возникать уже к 50-60 тыс. км. Особенно это касается пневмоподушек открытого типа. Если просто, подушка или пневматическая камера – это резиновый рукав высокого давления, который растягивается или сворачивается по направляющему поршню, что позволяет менять линейную длину амортизатора для изменения клиренса. Со временем каркас, а затем и резина перетираются, баллон начинает пропускать воздух.

В результате машина опускается, стойки не держат давление. Кстати, на компрессор сильно возрастают нагрузки, так как ему необходимо постоянно поддерживать давление. В подобной ситуации пневмобаллоны нужно скорее менять, так как через небольшой промежуток времени дополнительно потребуется ремонт или замена дорогостоящего пневмокомпрессора.

Также отметим, что кроме баллонов и компрессора, из строя может выйти блок клапанов пневмы, нагнетательный клапан или штуцер. Также проблемы могут быть с датчиками высоты, блоком управления подвеской или магистралью.

Схема пневмоподвески

Встречается пневматическая подвеска на легковых авто высокого класса, на внедорожниках, на грузовых автомобилях и автобусах, а также некоторых видах спецтехники. При этом на легковых автомобилях в плане конструкции пневма самая сложная, так как часто используются амортизаторы с электронным управлением (адаптивная подвеска).

Конструктивно «классическая» пневмоподвеска включает в себя:

• пневмоэлементы;
• компрессор;
• ресивер (не всегда);
• датчики положения кузова;
• систему управления.

Важно понимать, что фактически основной пневматической частью пневмоподвески является упругий элемент, который заменяет собой пружины, рессоры, торсионы. Это значит, что в целом такая подвеска конструктивно не сильно отличается от подвесок других типов (типа МакФерсон, многорычажной и т.д.)

Основное отличие на легковых авто — пневмостойки, которые заменяют традиционные амортизаторы с пружинами.

Как устроена пневмостойка

Пневмоподушка (пневмоэлемент, пневмобаллон или пневматическая рессора) – это упругий элемент, который принимает на себя нагрузки при езде по неровностям (аналогично пружинам), при этом поддерживает кузов автомобиля в нужном положении, сохраняет заданный клиренс.

Для реализации такой задачи в пневмобаллоне постоянно поддерживается необходимое давление воздуха, который нагнетается компрессором. При этом пневмобаллон может быть единым целым с амортизатором или интегрироваться отдельно.

Если амортизатор и пневмоподушка выполнены одним целым — такая конструкция называется  пневмостойкой. Такая стойка напоминает конструкцию МакФерсон, при этом вместо пружины используется камера из резины, наполненная воздухом. Также камера имеет особый каркас, повышающий прочность и износостойкость.  

Компрессор  «пневмы»

Основная задача компрессора — нагнетать воздух в систему для дальнейшей подачи в пневматические баллоны

При этом важно понимать, что компрессор пневматической подвески является не просто устройством для подачи воздуха под давлением

Данный элемент нагнетает воздух, постоянно контролирует его давление в системе на всех участках системы. Также компрессор имеет специальный осушитель, чтобы удалить лишнюю влагу из системы.

Ресивер пневмоподвески

Ресивером пневмы является резервуар, в котором накапливается сжатый воздух. Ресивер нужен для того, чтобы поддерживать давление в системе без необходимости постоянно задействовать компрессор. Компрессор срабатывает только тогда, когда в ресивере снижается давление.

В результате, благодаря наличию ресивера срок службы компрессора заметно увеличивается. Также ресивер позволяет более эффективно поддерживать оптимальное давление в пневмобаллоннах, так как не тратится время на включение компрессора и подкачку воздуха. Обычно при включении компрессор поднимает давление в ресивере, а не в самих пневмоподушках.

Электронная система управления пневмоподвеской

За счет наличия специальных клапанов и датчиков блок управления пневмой осуществляет контроль за давлением  воздуха, а также гибко распределяет его на каждый пневмобаллон.

Это возможно благодаря наличию:

• ограничительных клапанов;
• перепускных клапанов;
• электронных датчиков.

Датчики определяют эффективность работы всей пневмосистемы, учитывают положение кузова и скорость движения авто, угол поворота руля, положение педали газа и т.д. С учетом целого ряда показателей система самостоятельно регулирует положение кузова, отвечает за степень демпфирования амортизаторов на адаптивной подвеске и т.д. В результате водитель получает максимальный комфорт, лучшую устойчивость, минимальные крены в поворотах и т.д.

Также системой обычно можно управлять и в ручном режиме, изменять клиренс авто и настройки подвески. Для этого можно выбрать режимы «спорт», «стандарт», «комфорт» или «плохая дорога». В зависимости от типа автомобиля, режимы, функционал и настройки могут отличаться.