エアサスペンション入門：エアストラット、エアスプリング、コンプレッサーの仕組み

エアサスペンション入門：エアストラット、エアスプリング、コンプレッサーの仕組み

私はアフターマーケットのエアサスペンション業界に長く携わってきましたが、同じことが何度も繰り返されていることに気づきました。ほとんどの人はエアサスペンションが何をするかを知っています。車高を上げたり、下げたり、乗り心地を滑らかにしたりします。しかし、部品が実際にどのように連携して機能するかを尋ねると、答えは通常あいまいになります。

このギャップは、ワークショップや販売店にとっては重要です。エアサスペンションは魔法の箱ではありません。それは協力しなければならない小さな部品の集まりであり、そのうちの1つが故障すると、システム全体が正常に機能しなくなります。チーム内の誰が何をしているかを理解しない限り、診断することも、適切な交換部品を見つけることもできません。そこで、新しい整備士に説明するのと同じように、順を追って説明しましょう。

エアスプリングが重い荷物を運ぶ

最初に理解を改めてほしいのは、ショックアブソーバーが車の重量を支えているという考えです。そうではありません。従来のシステムでは、コイルスプリングが車体を支え、ダンパーはスプリングの動きの速さを制御するだけです。エアサスペンションでは、コイルをゴム製のエアスプリングに置き換えます。強化されたゴム層で、通常はベローズまたはピストンタイプのバッグで、加圧された空気が充填されています。そのバッグが車両の重量を支えています。

ここが人々を驚かせる部分です。空気は圧縮可能なので、スプリングレートは固定されていません。空気を больше（より多く）注入すると、バッグはより硬くなり、車高が高くなり、乗り心地が硬くなります。空気を抜くと、バッグは柔らかくなり、車体は下がり、サスペンションはより快適になります。この単一のトリックこそが、エアサスペンションが存在する理由です。鋼鉄のスプリングは、工場で巻き付けられたレートに固定されています。エアスプリングは、要求に応じてその挙動を変更できます。

多くの最新の車では、エアスプリングとダンパーが1つのユニットに組み込まれています。それが「エアストラット」です。これは最も一般的に販売され、最も一般的に故障する部品であり、通常はゴムが劣化したり、ダンパー自体が柔らかくなったりすることが原因です。

コンプレッサーが圧力を生成する

エアスプリングは空気を必要とします。それらは圧縮された空気を安定して供給する必要があり、それがコンプレッサーの仕事です。それは小さな電動ポンプで、通常は車のどこか邪魔にならない場所に設置されており、空気を取り込み、圧縮し、システムに送り込みます。

ほとんどの人が気づいていないのは、コンプレッサーは乾燥した空気を必要とするということです。大気中の空気には湿気が含まれており、その湿気がスプリングに入ると、結露して時間の経過とともに内部の鋼鉄の継手を錆びさせます。そのため、ほとんどすべてのコンプレッサーユニットには乾燥剤が充填された乾燥カートリッジが付属しています。乾燥ブロック付きの「完成品ユニット」としてコンプレッサーが販売されているのを見たことがあるなら、それは販売者が親切だからではありません。それらは一緒に機能するからです。乾燥したカートリッジは、より一般的で安価な故障点であり、人々が見落としがちなものです。

知っておくと良いことの1つは、コンプレッサーは車高が調整されるたびに作動するわけではないということです。もしそうなら、数ヶ月で焼き付いてしまうでしょう。そこで、リザーバーが登場します。

リザーバーがシステムを安定させる

コンプレッサーとエアスプリングの間には、貯蔵タンクであるエアリザーバーがあります。それをバッファーと考えてください。コンプレッサーはリザーバーを作動圧力まで充電し、ECUが車高変更を要求すると、リザーバーがスプリングに空気を供給します。コンプレッサーは、タンクを補充するためにのみ作動します。

これは2つのことを行います。これにより、ポンプが追いつくのを待つのではなく、すでに加圧されているタンクから空気を供給するため、車高の変更が速くなります。また、コンプレッサーの連続的な作動を減らし、コンプレッサーが早期に故障する最大の原因を排除します。車の車高が毎朝低くなり、ポンプがフル稼働して車高を上げている音を聞いたことがあるなら、そのリザーバーは蓄えられた圧力を失っています。通常はどこかにゆっくりとした漏れがあるためであり、ポンプが弱いからではありません。

バルブブロックとセンサーが思考する

ここからが面白くなります。エアスプリング、タンク、コンプレッサーはすべて配管にすぎません。空気がどこに行くかを決定する何かが必要です。それがバルブブロックです。これはソレノイドバルブのマニホールドで、車の各コーナーに1セットずつあり、ECUが各エアスプリングへの経路を開閉するために使用します。各ホイールに独自のバルブがあるため、システムは他のホイールとは独立して1つのコーナーを調整できます。それが自動レベリングを可能にする理由です。

システムの目は車高センサーです。各ホイールに1つずつあり、通常はサスペンションに接続されたリンクアームで、車体がアクスルからどれだけ離れているかを測定します。それらは車高データをECUに継続的に送信します。

では、ループは実際にどのように実行されるのでしょうか。センサーは、左後輪が1インチ低くなっていることを示します。ECUはそれを保持するように指示された目標車高と比較し、そのコーナーのバルブを開き、リザーバーからの空気がスプリングを押し上げて元に戻します。センサーは送信を続け、ECUは調整を続け、車高が正しいと表示された瞬間にバルブを閉じます。車高が正しいとセンサーが示すまで空気を抜くことで、下げる場合も同じロジックです。

このクローズドループは、思ったよりも速く、常に実行されています。積載されたトラックやトレーラーを牽引する車がリアバンパーを引きずらないのはこのためです。重量が移動しても、システムは車を水平に保とうとします。また、工場から出荷された車が平らに見えても、ドライバーが降りると数ミリ沈むのもこのためです。それはセンサーがその仕事をしているからです。

人々が混同する点：スプリングの圧力と減衰

常に発生する混乱があり、部品の購入方法に影響するため、明確にしておく価値があります。

スプリング内の空気圧は、車高と乗り心地の基本的な硬さを制御します。サスペンションの動きの速さを制御するものではありません。それはダンパーの仕事です。一部の車両、特に高級車では、ダンパーも調整可能です。それは、CDCまたはアダプティブサスペンションとしてマーケティングされている連続可変ダンピングです。これは、エアバッグが行っていることとは独立して、衝撃を吸収する速さを変更します。

これらは2つの別々の調整です。車は低く硬く座ることも、低くふわふわと座ることもできます。ダンパーの設定によって異なります。部品を探すとき、「乗り心地を柔らかくしたい」という顧客は、実際にはエアの追加ではなく、新しいストラットが必要な場合があります。これを明確にすることで、返品を避けることができます。

実際に摩耗するもの

これらの部品を購入または在庫している場合、最もよく見られる故障はかなり予測可能です。ゴム製のエアバッグは、特に寒冷地では、経年劣化によりひび割れて漏れます。ストラット自体は、フルードが摩耗すると減衰力を失います。車が漏れているバッグで長年走行された場合、コンプレッサーは過熱して故障します。ポンプは補償しようと常に作動しています。バルブブロックのソレノイドは、湿気がシステムに侵入した場合、固着することがあります。

良いニュースは、これらのほとんどがボルトオン交換であり、修理ではないということです。エアストラットを取り外し、新しいものを取り付けます。車高センサーが引き続き正しく読み取っている限り、システムは次のサイクルでターゲットを再学習します。そのため、これらの部品のアフターマーケットは急速に成長しています。それらを搭載した車は年々古くなり、ディーラー以外でも一般的になり、修理は有能なワークショップの能力の範囲内です。

エアサスペンションは、ループとして見れば複雑ではありません。センサーが測定し、ECUが決定し、バルブが空気を移動させ、スプリングが作業を行います。どの部品がどの仕事をしているかを理解すれば、故障は謎ではなくなり、診断になります。サプライチェーンに関わる人にとって、それは部品番号を推測することと、ワークショップが何を必要としているかを正確に知ることの違いです。