Cechy i zalety samochodowego zawieszenia magnetycznego
Zawartość
Dziś elektromagnetyczne zawieszenie samochodu jest nadal udoskonalane przez specjalistów z całego świata, którzy będą mogli uczynić go bardziej dostępnym dla ogółu konsumentów, a czołowi producenci samochodów rozpoczną masowe stosowanie tej technologii w popularnych markach samochodowych.
Od czasu wynalezienia silnika spalinowego zawieszenie samochodu niewiele się zmieniło - zostało ulepszone w realiach obecnej chwili. Zawieszenie elektromagnetyczne samochodu stanowi przełom w konstrukcji, ale wymaga ulepszeń do masowego użytku.
Co to jest elektromagnetyczne zawieszenie samochodu
Rola, jaką spełnia zawieszenie elektromagnetyczne samochodu nie różni się od konwencjonalnych sprężynowych, skrętnych, sprężynowych czy pneumatycznych - łączy samochód z nawierzchnią drogi. W przeciwieństwie do zwykłych zawieszeń, zawieszenia magnetyczne nie posiadają tradycyjnych części i podzespołów: amortyzatorów, elementów stabilizujących, elastycznych prętów.
W konstrukcji z zawieszeniem elektromagnetycznym każde koło wyposażone jest w specjalną zębatkę, która wspólnie wykonuje pracę amortyzatora i elementu elastycznego. Informacje podczas jazdy z kół trafiają do elektronicznej jednostki sterującej, która natychmiast steruje zawieszeniem. Wszystko, co wykonują podzespoły i części w zawieszeniach mechanicznych, odbywa się pod wpływem pola magnetycznego.
Jak działa zawieszenie magnetyczne
Badanie pól elektromagnetycznych – wzajemnego oddziaływania pól elektrycznych i magnetycznych – doprowadziło naukowców do pomysłu stworzenia pojazdu latającego w powietrzu. Zastosowanie tej metody poprawiłoby środki transportu bez zbędnych komponentów i zespołów. Dziś takie technologie są możliwe tylko w fantastycznych opowieściach, chociaż zasadę elektromagnetyzmu stosuje się w projektowaniu zawieszeń samochodowych od lat 80. XX wieku.
Zawieszenie elektromagnetyczne Bose
Zasada działania zawieszenia magnetycznego opiera się na zastosowaniu silnika elektrycznego, który spełnia 2 funkcje:
- Tłumi lub zapobiega wibracjom. Część zawieszenia, w której oddziałują na siebie magnesy, działa jak amortyzator i rozpórka.
- Przenosi moment obrotowy z silnika na koła. Tutaj wykorzystuje się właściwość odpychania tych samych biegunów magnetycznych, a procesor komputera z powodzeniem wykorzystuje tę zdolność jako elementy elastyczne i robi to prawie błyskawicznie.
Zawieszenie magnetyczne dotyczy tylko całego pojazdu, w przeciwieństwie do tradycyjnego zawieszenia, w którym jedna zasada może być stosowana z przodu, a druga z tyłu.
Plusy i minusy zawieszek magnetycznych
Każda cecha projektu ma zalety i wady.
| Plusy | Wady |
| W przypadku braku energii elektrycznej zawieszenie magnetyczne zaczyna działać jak mechaniczne odpowiedniki. | Zbyt wysoki koszt |
| Natychmiastowa reakcja każdego koła na zmiany nawierzchni. | |
| Zapewnia równomierną płynność ruchu. | |
| Nierówności toru jazdy nie są odczuwalne, jak w przypadku pneumatyki czy sprężyn, a system trzyma samochód, tłumiąc drgania i zatrzymując przechyły nadwozia. | |
| Komfortowa jazda dla wszystkich siedzących w kabinie. | |
| Maksymalne wykorzystanie możliwości maszyny przy niskim zużyciu energii. |
Dziś elektromagnetyczne zawieszenie samochodu jest nadal udoskonalane przez specjalistów z całego świata, którzy będą mogli uczynić go bardziej dostępnym dla ogółu konsumentów, a czołowi producenci samochodów rozpoczną masowe stosowanie tej technologii w popularnych markach samochodowych.
Najlepsi producenci
Pierwszym pojazdem w latach 80. na poduszce magnetycznej był lewitacja magnetyczna berlińskiego pociągu miejskiego, czyli maglev, od angielskiego wyrażenia lewitacja magnetyczna. Pociąg faktycznie zawisł nad kolejką jednoszynową. Obecnie zatłoczenie dużych miast z obiektami infrastrukturalnymi nie pozwala na korzystanie z magleva w jego pierwotnej postaci, ale istnieją plany dostosowania go do standardowych torów kolejowych dla pociągów międzymiastowych i międzymiastowych.
W przemyśle motoryzacyjnym stosuje się trzy rodzaje zawieszeń elektromagnetycznych.
Zawieszenie elektromagnetyczne do samochodów
Bose
Pionierem w wynalezieniu zawieszeń magnetycznych był amerykański naukowiec i biznesmen Amar Bowes. Ponieważ zajmował się rozwojem w dziedzinie węzłów dźwiękowych i radiowych, jego zawieszenie opiera się strukturalnie na identycznej zasadzie - ruchu elementu przewodzącego w polu magnetycznym. Lampa wisząca Bose ma najszersze zastosowanie dzięki swojej prostocie. Urządzenie przypomina szczegóły generatora elektrycznego rozmieszczonego w formie linii prostej:
- magnesy pierścieniowe - stojan;
- wielobiegunowy magnes sztabkowy - wirnik.
Zawieszenie Bose można skonfigurować tak, aby podczas jazdy po niesprawnym torze generowało energię elektryczną i przesyłało ją do akumulatora.
Delphi
Amerykańska korporacja dostarczająca podzespoły do zakładów General Motors w produkcji zawieszenia elektromagnetycznego stosuje zasadę wysokiej jakości sterowania w ruchu. W tej wersji urządzenie zawiera:
- rura amortyzatora;
- płyn z cząsteczkami ferromagnetycznymi pokryty specjalną substancją zapobiegającą przywieraniu;
- tłok z końcówką, która kontroluje cały system.
Zaletą modelu jest pobór mocy 20 watów. Reakcja małych naładowanych cząstek, od 5 do 10 mikronów, jest znacznie lepsza niż magnesów stałych, więc zawiesina Delphi wykonuje zadanie szybciej niż analogi. Płyn wewnątrz amortyzatora zaczyna działać zgodnie z zasadą hydrauliczną, jeśli jednostka sterująca jest wyłączona.
Zawieszenie Delphi
SKF
Kolejny rodzaj rewolucyjnego zawieszenia jest produkowany przez szwedzką firmę inżynieryjną SKF. Produktem jest konstrukcja składająca się z pojemnika, w którym umieszczone są dwa elektromagnesy oraz sprężyn, stanowiących zabezpieczenie na wypadek awarii elektronicznej jednostki sterującej. Główny nacisk kładzie się na zmianę właściwości elastycznych.
Uszkodzenie dowolnego elementu w tradycyjnym zawieszeniu prowadzi do zmniejszenia prześwitu pojazdu. Zawieszenie magnetyczne SKF zapobiega temu zjawisku, ponieważ nawet podczas długiego postoju maszyny główne elementy urządzenia są zasilane z akumulatora.
Wszystkie zawieszenia elektromagnetyczne wymagają złożonego oprogramowania, aby zapewnić stabilną pracę systemu. Do użytku seryjnego wymagane są liczne ulepszenia i redukcja kosztów.
