Hvordan fungerer luftfjæringssystemet på Tesla?

15.11.2022

Har du tips/kommentarer, send oss melding på post@teslasuspension.com 


Å forstå luftfjæringssystemet på bilen din, kan spare deg for mye bryderi og kostnader. Nedenfor tar vi for oss systemets bestanddeler, hvordan det hele virker, og kjente svakheter som er viktig å være klar over. Vedlikeholdstips blir gitt underveis. 

Grafikken illustreres luftfjæringssystemet på en Tesla X. Det er ikke store variasjonen til Tesla S. Eneste iøynefallende er plasseringen av ventilblokk, på første generasjon S frem til november 2014, hvor denne var plassert et stykke foran kompressor. På senere Tesla S og Tesla X modeller, er ventilblokken lokalisert sammen med kompressor i front (punkt 2-3 i grafikken).


Ansvarsfraskrivelse

Teslasuspension.com er ikke ansvarlig på noen måte for handlinger du tar som følge av denne tekst. Arbeid på alle typer lufttrykksystemer krever forsiktighet og at du gjør deg kjent med i bilfabrikantens anvisninger. Følg ellers alltid standard sikkerhetsinstruksjoner for arbeid på en bil.

 

Type system

Luftfjæringssystemet til Tesla er et «semi-lukket» system. Det vil si at det er avhengig av luft utenfra, for å fungere optimalt. I utgangspunktet, kan likevel trykksystemet betraktes som lukket. Det har sitt eget reservoar/tank under trykk - punkt 1 i bilde over - hvor kompressor (2) kan hente luft, for så å fordele dette med via ventilblokken (3) og lufttrykkledninger (4) til demperne (5-8). Når du manuelt justerer høyden/luftfjærene på skjermen inne i bilen, og ting fungerer som det skal, er det reservoartanken, og ikke omgivelsen utenfra, du henter/leverer trykk fra/til.


Trykk

Når hele systemet er tømt for luft, kan du vha. ekstern kompressor og Teslas toolbox/labtop, fylle tanken til trykket når ca. 19-21 bar (275 - 305 psi). Toolboxen fordeler så luften ut i systemet. Når demperne når sitt høyeste, har dette redusert trykket i tanken til om lag 9 bar (anslag).

Fyller man luft på tanken 'manuelt', og ikke har tilgang på Teslas toolbox, er det vanligst å stoppe når trykket når ca. 7-8 bar. Dernest prøver man å få bilens kompressor til å overta, for ytterligere påfyll og justering. Det er mulig å også bruke bilens kompressor til å fylle opp alt. Man må i alle tilfeller være svært forsiktig, så ikke motor går varm. Det vanligste er å la kompressor gå i 30-60s intervaller. Avbrudd får man lettest ved å sette luftfjæring i service-mode i skjerm, trekke  ut sikring (iallfall på S facelift og X modeller - se nedenfor for plassering), eller i noen tilfeller bare åpne døren.

Selve trykket i dempere under kjøring varierer mellom ca. 7-9 bar. Når høydejustering er satt på 'Lav', er det ca. 7 bars trykk i belgen. På 'Svært høy', er det ca. 9 bar. Trykket i tanken er da også anslått til å være omlag 9 bar. Senkes demperne til lavt nivå, kjøres luft til tank, og øker trykket til anslagsvis 13 bar. Vi får demed et arbeidstrykk i lufttanken til Tesla S/X på mellom 9 (dempere 'svært høy') til 13 bar (dempere i 'lav' posisjon). Merk at størrelsene vi opererer med er heftet med usikkerhet, og må betraktes som anslag.

Hvis bilens kompressor av en eller annen grunn er deaktivert, og bilen faller ned, f.eks. i front, grunnet mindre lekkasjer ledningsnett eller ventilblokk som ikke fungerer, er det mulig å bruke et enkelt nødsett for å fylle på hver enkelt demper. Bilen kan da kjøres igjen. En enkel ekstern kompressor, gjerne batteridrevet, kreves.

Sensorer

Kompressor og ventilblokk hjelper til å justeres luftfjærene etter hva sensorer registrerer av høyde, underlag og last. Viktigste sensorer er knyttet til høydejusteringsmekanismen på hver aksling. I bilde 1 ser vi høydesensor foran på Tesla X. Bilde 2 viser den på Tesla S bak:

Sensorene registrerer høyden på bilen. Er den for eksempel for lav, sendes signaler via elektronisk kontrollenhet (ECU) til ventilblokk, og kompressor kan om ikke nødvendigvis begynner å gå, og luft/trykk strømmer fra tank og inn i belgen slik at bilen heves.  

Vedlikeholdstips. Ledd fra sensorbrakett til linkarm, har en tendens til å ruste fast på eldre biler. Rengjør og smør dem innimellom. Da slipper du at demperne bak, for eksempel, blir «stuck» i en gitt posisjon, mens dem fremme virker som normalt.   

Trykkets grunninnstillinger er registrert i den nevnte ECU (Electric Control Unit), som via relè slår av/på kompressor. Sammen med signaler via el-kontakt til ventilblokk, reguleres luft til/fra demperne eller trykktank, alt etter som. Det hele fungere som en slags trykksensor, kan vi si. Er det uoverensstemmelser mellom registrert trykk i system, og det som elektronisk er plottet inn, vil kompressor og ventilblokk jobbe for utjevning.

Grunninnstillinger av trykk, er muligens forskjellig på like typer dempere. Plus utgaver av S modellen 2013-15, for eksempel, gir stivere demperopplevelse, noe som betyr at trykket kan være innstilt høyere på samme nivåer, enn standard utgaven. Men det råder usikkerhet om dette. Det er vel heller mer trolig at den 'tighte' kjøreopplevelsen skyldes kraftigere foringer og stabstag, enn stivere dempere. Grunninnstillinger av trykk kan du uansett ikke stille selv.


Overtrykk

Overtrykk i systemet løses på følgende vis: vi kan tenkte oss at du kjører på en svær dump, som presser belgen i luftfjæren på ene siden hardt sammen. Er det for mye for systemet, må denne luften finne en vei ut. På ventilblokken er det en utstøtningsventil ("exhaust valve"), som åpnes. Luften presses ut. Du hører av og til dette i form av en slags «woooooosh» utblåsning.

I åpningsbildet på videoen nedenfor, ser vi en ventilblokk fra Tesla S, første generasjon (i prinsippet likt på andre S/X modeller). Helt til høyre med gul pil er el-kontakten. Rød pil, den helt til venstre nederst, viser utstøtningsventilen, som ofte er den første til å slite ved fukt/frost problematikk. Videoen viser kort hvor denne «exhaust» ledningen tar veien. Utfyllende teksting (engelsk), slår du på via innstillingshjul ikonet nederst. 

Systemet er altså ikke lukket, men «semi-closed». I tillegg til åpning ut, kan kompressor også dra luft inn fra omgivelsene. På eldre biler er høyt inntak vanligere enn på nye. Etter en del år, og mange episoder med overtrykk og lignende, vil trykket i tanken naturlig nok avta. Kompressor ordner dette ved påfyll av luft utenfra, slik at innstilt grunntrykk opprettholdes.


Nitrogen og tørker

I vår del av verden, med store temperatursvingninger, vått og kaldt vinterstid, gir et slikt delvis åpent system, spesielle utfordringer. Luften som tas inn, kan være svært fuktig, og kald. Når det bikker over til minus, kan fukt begynne å fryse i ventiler og koblinger.

For å bøte på slikt, har Teslas luftfjæringssystem to svar. Først, det er ikke ren luft som i utgangspunktet er fylt på systemet, men nitrogen. Dette har høyere frysepunkt, og vil inntil et visst punkt virke nøytraliserende på inntrengen av fuktig luft.

For det andre, kompressor har en tørker. På de fleste varianter, er dette den sylindriske delen, over elmotor til kompressor. Elementene er stort sett små silica-kuler, som trekker fukt ut av lufta. Overflødig fuktighet kvitter kompressor seg med, gjennom samme utstøtningsventil på ventilblokk som nevnt over, og vi hører også dette gjerne som et «wooooosh», som altså er normalt. 


Belastninger over tid - FUKT

På nyere biler er det lite problemer med dette systemet. Når vi har passert titusenvis av km, og kjøretøyet gjerne er 5-6 år, oppstår gjerne det vi kan kalle belastningsskader. Første, naturlige reaksjon på systemets virkemåte, er at nitrogenet som lekker ut av utstøtningsventilen, blir erstattet med ordinær luft.

Vedlikeholdstips. For eldre biler, og hvor luftsystemet er tett/i orden, kan det være forebyggende å flushe/bytte ut nitrogen-gass i systemet. Dette gjøres hos Tesla, eller hos private som Bosch Car Service/Bilexperten i Oslo.

Erstatning av nitrogen med uteluft, er ikke noen krise i seg selv. Problemer oppstår helst, når dette faller sammen med at tørkeren i kompressoren, ikke lenger fungerer optimalt. Over tid, eller ved ualminnelig stor fuktbelastning, vil silica-kulenes absorbsjonsevne tapes, og slutte å tørke luften skikkelig. Nedenfor er en Youtube snutt som viser skifte av pakning og kuler på en tørker:

Kompressor må nå jobbe mye for å presse overflødig fukt ut gjennom utstøtningsventilen. Lyden av «woooooosh», og kompressor som går, blir gjerne hyppigere. Ved overgang fra + til -, kan i tillegg fukt i "exhaust" ledningen fryse til og skape  problemer.  Og det er en selvforsterkende prosess, hvor det opprinnelige nitrogen i systemet tæres bort til fordel for uteluft.

Sommerstid går som oftest dette greit. Med kuldegrader og temperatursvingninger vinterstid, kan imidlertid ventiler og koblinger fryse. Mest utsatt er ventilblokken. Signaler fra sensorer og grunninnstillinger, blir blokkert av ventiler som ikke åpner seg. Fordelingsmekanismer internt i ventilblokken, kan også gå i stykker, i verste fall.

Heldigvis, får man si, på dette stadiet, gir bilen ofte melding om at noe er galt: «Kompressor deaktivert/justering av luftfjæring ikke tilgjengelig», kommer som varsel. Eller en gul/rød bil med pil under, dukker opp i skjerm, eller sikring/relè til kompressor ryker. 

Vedlikeholdstips* Sjekk også el-kontakten til ventilblokken. Ved ualminnelig mye fukt i omgivelsene, kan irr og korrosjon dannes her. Da virker ingenting lenger, og du kan for eksempel oppleve at demperne hever seg bak, mens fronten faller helt ned.

I mange tilfeller, løses ting når du får bilen inn i temperert sone. Likevel, frostskader på ventiler, klemringer og fordelingsmekanismer, kan ha ødelagt ventilblokken. I tillegg er ikke kompressor bygget for å gå såpass mye. Å konstant jobbe med å bli kvitt fukt og utjevne trykk, gjør at elmotor går varm, den ødelegges 

 

Belastninger over tid - LEKKASJER

Lekkasjer er minst et like stort problem som fukt på Teslas luftfjæringssystem, og ofte er det en viss sammenheng her.  I de fleste tilfeller, er det demperne som svikter. Lufttrykkslangene er svært solide, men det kan selvsagt oppstå hull, hvis de for eksempel faller ut av klipsene, og gnisser mot noe over tid.

«Såpespraytest» vil avdekke om det er problem med lufttrykkslangene i front. Tilsvarende kan koblinger til ventilblokk og kompressor, og toppen på hver enkelt demper, undersøkes. I noen sjeldne tilfeller, oppstår lekkasjer i lufttrykkslangene på vei til luftfjærene bak, og kan ikke oppdages visuelt, siden dem ligger innkapslet i karosseri.

«Teiptesten» gir ganske sikker indikasjon om demperne lekker. Via kontrollpanel, sett luftfjæringene i Service-modus over natten (gjerne lengre). Dette stenger ventilene, kompressor kan ikke starte og trykket er låst. 

Stram en tape bit mellom karosseri og hjul, og se om det den krøller seg. Gjør den det, har demperen senket seg, og du har høyst sannsynlig en lekkasje i luftfjæren. 

Vedlikeholdstips. Ser du irr og korrosjon i spor til tetningsringer/O-ringer på demperen, kan rengjøring, pussing og smøring med silikonfett eller syrefri vaselin hjelpe godt, og motvirke at lekkasjer oppstår (se video nedenfor).

Det er mange ting på en luftfjær, som gjør at lekkasjer kan oppstå. Den vanligste er nok at gummien i belgen, som er tilsatt litt tekstil for å gjøre den sterkere, eldes. Mikroskopiske, små hull oppstår, og luft lekker ut. Det vil da ikke være mye nytte i å skifte tetningsringer som skildret nedenfor, og lekkasjen vil skjeldent oppdages med en ren «såpevannstest».

      ■ Lekkasjer nede på demperene

Får du derimot tydelige bobledannelser under en «såpevannstest» lenger nede på luftfjærstaget, rundt nedre del av mansjett, kan irr og korrosjon rundt tetningsringer, være årsaken. For Tesla X, er plassering av o-ringer nede på demper bak, illustrert i videoene under (mye det samme på S facelift). Vær obs på at det inn mot staget under metallringen midt i bildet i video 1, også er en o-ring som ofte er opphav til lekkasjer. Du ser mer av dette i video 2, hvor rehab. av luftfjæren vises. Utfyllende teksting (engelsk), slår du på via innstillingshjul ikonet nederst. 

Video 1: Fra Vigor® fabrikant


Video 2: Fra teslasuspension

Tilsvarende, for Tesla S pre-facelift bak, viser videoen nedenfor hvordan du kan utbedre korrosjon rundt tetningsringer. Vær litt obs på at rehab. kan ha sine begrensinger, særlig hvis demperne har rullet langt. En luftfjær har tre kritiske hoveddeler: 1. luftbelg 2. støtdemper og 3. ventiler. Da hjelper det ikke så mye å fikse lekkasjer ved å pusse og lakkere tetteflater og skifte noen o-ringer, hvis det viser seg at det er belgen som er gammel og morken, eller ventil innfestingen er nesten rustet av. Og selve støtdemperen - bestående av sylinder, spiralfjær og stempel - kan  også være mer enn overmoden for utskifting. Så anbefaler derfor å ta en generell vurdering på tilstand før man setter i gang.

For luftfjærer foran, med gaffelbein feste (gjelder både Tesla S og X), kan det å komme til tetningsringer nede på demperene, være mer komplisert. Dette gjelder særlig S pre-facelift varianten. Anbefaler i første omgang å gå inn på denne facebook siden, søk på 'Tore Nordvik' og se en flott bildeserie hvor en slik demper restaureres. Medlemskap i gruppen kreves.

Neste er å ta en vurdering om du skal gå i gang med en rehab. for å bli kvitt rusten. Husk at dette ikke hjelper mot morken belg, eller utslitt støtdemper. Forutsatt at disse fungerer som de skal, kan det likevel være verdt forsøket. Følgende video gir deg i så tilfelle et hint om hva som venter.


      ■Lekkasjer oppe på demperne

Nå kan imidlertid luftfjærer også lekke fra toppen. Også dette er lett å se på «såpevannstest», iallefall på dem foran. For Tesla X og facelift S, ser du hvordan du kan løsne stopp-ring og kommer til o-ring i dette klippet (stopp-ring på original demper er annerledes og vanskeligere å få på plass igjen).
Merk også at på originale X og S facelift luftfjærer, kan selve metallplaten på toppen løsnes. Stikk et passende verktøy inn under skruefestene nede på platen, og bend opp. Du vil da se en o-ring også der, og som ved innsig/slitasje kan være opphav til lekkasjer. På Vigor® luftfjærene er metallplaten mer hermetisk lukket, med en circlip ring, og man unngår dette problemet i større grad.


Tilsvarende, for Tesla S pre-facelift luftfjærer, både originale og Vigor® sine, er konstruksjonen lukket i form. Topp platen i metall sitter godt. Eventuell lekkasje vil derfor stort sett være knyttet til ventilinngang på siden av demperen. Pga. mer utståeende konstruksjon, kan rust dannes rundt feste (bilde 1) og/eller man kan få direkte svikt i tilbakeslagsventilen (bilde 2-3). X og S facelift modellene er ikke så preget av dette, da de ikke har tilbakeslagsventil. Lekkasjer kan likevel oppstå rundt ventilinngang pga. korrosjon.

For noen Tesla X modeller, er innsig av sand/saltlake, langs øvre del av mansjett på luftfjærene foran, et særegent problem. Stripsen rundt mansjett, strammer ikke godt nok, det er ikke tett. År med slikt innsig, som kanskje også fryser ved kulde, kan ødelegge luftfjærstaget. Både tetningsringer nedenfor, og gummibelgen som ligger innkapslet i den valsede aluminiums sylinderen rett over, kan få skader. Også selve toppen av luftfjæren kan bli eksponert av dette, med korrosjonsinntrengning rundt tetningsring og lekkasje som resultat. En såpespraytest vil avdekke lekkasjer, men du må skru litt for å få tilgang dit.

Du sjekker enkelt om du har innsig av sand/saltlake, ved å presse mansjetten inn mot staget. Det er en cm luftrom her, og mansjetten skal være rimelig myk og gi etter. Får du mye motstand, er noe galt. Når du først er i gang, kan du med fordel også rengjøre og rustbeskytte selve overgangen mellom luftfjær og festebein (bilde 2). Forsegling av overgang rundt strips oppe kan også være et godt forebyggende tiltak (bilde 3). Og fremgangsmåte for å løsne nedre del av mansjett, ser du her:

Vedlikeholdstips. Klipp av strips oppe på mansjett, dra den ned, og bruk trykkluft eller tilsvarende til å blåse vekk sand/saltlaken. Alternativt, åpne opp mansjett nedenfra, og rengjør så godt som mulig (se video overfor). Ny metallstrips oppe må være min. 50cm lang, stram godt til. Vurder forsegling av overgang med tec7 eller tilsvarende. Rustbeskytt også nede mellom luftfjær og festebein. 

Lekkasje i demperne kan, på tilsvarende vis som med fukt, forstyrre hele luftfjæringssystemet. Nå tåler kompressor og ventilblokk en god del. Men hvis kompressor konstant må trekke inn ekstern luft, for å utjevne trykk på grunn av lekkasjer, går både den selv fort tom for kraft, og luftanken tom for nitrogen. Et mulig fuktproblem kan dermed akselerere, og bikker det over mot vinter, setter det også ventilblokken i fare. Så på disse eldre bilene, er det lurt å ta tak i problemet, så snart det oppstår. Da minimerer du skadene.


Oppsummering

Luftfjæringssystemet på Tesla kan virke komplekst, og vanskelig. Noen er selvsagt heldige, og opplever ikke problemer av noe slag, selv om bilen har kjørt godt over 150' km. For de fleste vil derimot problemer oppstå, enten med fukt eller lekkasjer, når bilen bikker 5-6 år. Er du likevel oppmerksom, og skifter deler etter hvert som de svikter, kan kostnadene for de aller fleste være overkommelig. Dette fordrer imidlertid en del egeninnsats, at du følger med, og forstår det systemet som holder bilen din mykt og trygt på veien.