Cechy i urządzenie zawieszenia elektromagnetycznego

Zawieszenia elektromagnetyczne, czasami nazywane po prostu magnetycznymi, zajmują swoje własne, zupełnie odrębne miejsce w wielu różnych rozwiązaniach technicznych elementów podwozi samochodowych. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu najszybszego sposobu sterowania charakterystyką siły zawieszenia – bezpośrednio za pomocą pola magnetycznego. To nie jest hydraulika, gdzie ciśnienie płynu trzeba jeszcze zwiększyć pompą i zaworami bezwładnościowymi, ani pneumatyka, gdzie wszystko jest determinowane przez ruch mas powietrza. Jest to natychmiastowa reakcja przy prędkości światła, gdzie wszystko zależy wyłącznie od tempa komputera sterującego i jego czujników. A elementy elastyczne i tłumiące zareagują natychmiast. Ta zasada nadaje zawieszkom zupełnie nowe właściwości.

Co to jest zawieszenie magnetyczne

Nie są to do końca unoszące się w przestrzeni, niepowiązane ze sobą obiekty, ale coś podobnego dzieje się tutaj. Aktywny montaż, pracujący nad oddziaływaniem magnesów, przypomina konwencjonalną rozpórkę ze sprężyną i amortyzatorem, ale zasadniczo różni się od niego wszystkim. Odpychanie biegunów elektromagnesu o tej samej nazwie działa jak element sprężysty, a szybka kontrola poprzez zmianę prądu elektrycznego przepływającego przez uzwojenia pozwala szybko zmienić siłę tego odpychania.

Zawieszki projektowane przez różne firmy są budowane na różne sposoby. Niektóre z nich są pełnoprawne, ale działają na innych zasadach, kombinacjach elementu elastycznego i amortyzatora, inne są w stanie zmienić tylko charakterystykę amortyzatora, co w większości przypadków wystarczy. Chodzi o szybkość.

Opcje wykonania

Istnieją trzy dobrze znane i rozwinięte rzeczywiste systemy oparte na interakcji elektromagnesów w amortyzatorach zawieszenia. Oferują je Delphi, SKF i Bose.

Systemy Delphi

Najprostsza realizacja, tutaj zębatka zawiera konwencjonalną sprężynę śrubową i elektrycznie sterowany amortyzator. Firma całkiem słusznie wyróżniła go jako najważniejszą część sterowanego zawieszenia. Sztywność statyczna nie jest tak ważna, znacznie bardziej przydatne jest kontrolowanie właściwości w dynamice.

W tym celu amortyzator typu klasycznego jest wypełniony specjalnym ferromagnetycznym płynem, który można spolaryzować w polu magnetycznym. W ten sposób stała się możliwa zmiana charakterystyki lepkości oleju amortyzatora przy dużej prędkości. Przechodząc przez skalibrowane dysze i zawory, będzie zapewniać różny opór tłokowi i drążkowi amortyzatora.

Komputer zawieszenia zbiera sygnały z licznych czujników pojazdu i reguluje prąd w uzwojeniu elektromagnesu. Amortyzator reaguje na każdą zmianę trybu pracy, na przykład szybko i płynnie radzi sobie z wybojami, zapobiega toczeniu się samochodu w zakręcie lub zapobiega nurkowaniu podczas hamowania. Sztywność zawieszenia można wybrać według własnego uznania z dostępnych stałych ustawień dla różnych stopni sportowego charakteru lub komfortu.

Sprężyna magnetyczna SKF

Tutaj podejście jest zupełnie inne, sterowanie opiera się na zasadzie zmiany elastyczności. Brakuje głównej klasycznej sprężyny, zamiast tego kapsuła SKF zawiera dwa elektromagnesy, które odpychają się nawzajem w zależności od natężenia prądu przyłożonego do ich uzwojeń. Ponieważ proces jest bardzo szybki, taki system może działać jako element sprężysty lub jako amortyzator, przykładając odpowiednią siłę w odpowiednim kierunku, aby wytłumić drgania.

W stelażu znajduje się dodatkowa sprężyna, ale służy ona jedynie jako zabezpieczenie na wypadek awarii elektroniki. Wadą jest bardzo duża moc pobierana przez elektromagnesy, która jest niezbędna do wytworzenia siły porządku, jaki zwykle występuje w zawieszeniach samochodowych. Poradzili sobie jednak z tym, a wzrost obciążenia pokładowej sieci elektrycznej od dawna stał się ogólnym trendem w branży motoryzacyjnej.

Zawieszenie magnetyczne firmy Bose

Profesor Bose przez całe życie pracował nad głośnikami, więc w aktywnym elemencie zawieszenia zastosował tę samą zasadę co tam - ruch przewodnika z prądem w polu magnetycznym. Takie urządzenie, w którym wielobiegunowy magnes pręta zębatego porusza się wewnątrz zestawu elektromagnesów pierścieniowych, jest zwykle nazywane liniowym silnikiem elektrycznym, ponieważ jest w przybliżeniu taki sam, tylko układ wirnika i stojana jest rozmieszczony w linii.

Silnik wielobiegunowy jest bardziej wydajny niż system dwubiegunowy SKF, dzięki czemu zużycie energii jest zauważalnie niższe. Wiele innych korzyści. Prędkość jest taka, że ​​system może usunąć sygnał z czujnika, odwrócić jego fazę, wzmocnić iw ten sposób w pełni skompensować nierówności drogi z zawieszeniem. Coś podobnego dzieje się w systemach aktywnej redukcji szumów wykorzystujących zestawy audio w samochodzie.

System działa tak wydajnie, że jego pierwsze testy wykazały wyższość jakościową nawet nad standardowymi zawieszeniami samochodów premium. Jednocześnie długość elektromagnesów liniowych zapewniała znaczny skok zawieszenia i dobre zużycie energii. A dodatkową premią okazała się możliwość nie rozpraszania energii pochłoniętej podczas procesu tłumienia, ale przekształcania jej za pomocą rewersu elektromagnesów i wysyłania do urządzenia magazynującego w celu późniejszego wykorzystania.

Zarządzanie zawieszeniem i realizacja udzielonych świadczeń

Możliwości mechanizmów magnetycznych w zawieszeniu są w pełni ujawnione dzięki organizacji systemu czujników, szybkiego komputera i dobrze opracowanych zasad oprogramowania. Wyniki są po prostu niesamowite:

• płynna praca ponad wszelkie oczekiwania;
• złożone reakcje zawieszenia w zakrętach, podkreślające obciążone i zaczynające się podnosić koła;
• parowanie dziobów i podrywów ciała;
• całkowite tłumienie rolek;
• emancypacja zawieszek na trudnym terenie;
• rozwiązanie problemu mas nieresorowanych;
• współpraca z kamerami i radarami skanującymi drogę przed samochodem pod kątem działań wyprzedzających;
• możliwość opracowania map nawigacyjnych, na których wcześniej zarejestrowano rzeźbę powierzchni.

Nie wynaleziono jeszcze nic lepszego niż zawieszki magnetyczne. Procesy dalszego rozwoju i tworzenia algorytmów trwają, rozwój trwa nawet w samochodach najwyższej klasy, gdzie cena takich urządzeń jest uzasadniona. Nie doszedł jeszcze do punktu, w którym jest stosowany na masowo produkowanych obudowach, ale już wiadomo, że przyszłość należy do takich systemów.