Характеристики и устройство на електромагнитно окачване

Електромагнитните, понякога просто наричани магнитни, окачвания заемат свое, напълно отделно място в редица различни технически решения за елементите на автомобилното шаси. Това е възможно благодарение на използването на най-бързия начин за управление на силовите характеристики на окачването - директно с помощта на магнитно поле. Това не е хидравлика, където налягането на течността все още трябва да се увеличи от помпа и инертни клапани, или пневматика, където всичко се определя от движението на въздушните маси. Това е мигновена реакция със скоростта на светлината, където всичко се определя единствено от темпото на контролния компютър и неговите сензори. А еластичните и амортизиращи елементи ще реагират моментално. Този принцип придава на висулките принципно нови качества.

Какво е магнитно окачване

Това не са точно плаващи в пространството несвързани обекти, но нещо подобно се случва тук. Активният възел, работещ върху взаимодействието на магнитите, прилича на конвенционална подпора с пружина и амортисьор, но коренно се различава от него във всичко. Отблъскването на едноименните полюси на електромагнита работи като еластичен елемент и бързото управление чрез промяна на електрическия ток, протичащ през намотките, ви позволява бързо да промените силата на това отблъскване.

Висулките, проектирани от различни компании, са изградени по различни начини. Някои от тях са пълноценни, но работят на други принципи, комбинации от еластичен елемент и амортисьор, други могат да променят само характеристиките на амортисьора, което в повечето случаи е достатъчно. Всичко опира до скорост.

Опции за изпълнение

Има три добре известни и добре разработени реални системи, базирани на взаимодействието на електромагнитите в подпорите на окачването. Предлагат се от Delphi, SKF и Bose.

система Delphi

Най-простото изпълнение, тук багажникът съдържа конвенционална спирална пружина и електрически контролиран амортисьор. Компанията съвсем основателно го открои като най-важната част от контролираното окачване. Статичната твърдост не е толкова важна, много по-полезно е да се контролират свойствата в динамика.

За да направите това, амортисьор от класически тип се пълни със специална феромагнитна течност, която може да бъде поляризирана в магнитно поле. Така стана възможно да се промени вискозитетната характеристика на маслото на амортисьора при висока скорост. При преминаване през калибрирани дюзи и клапани ще осигури различно съпротивление на буталото и пръта на амортисьора.

Компютърът на окачването събира сигнали от множество сензори на автомобила и регулира тока в намотката на електромагнита. Амортисьорът реагира на всяка промяна в режима на работа, например може бързо и гладко да отработи неравности, да предпази колата от търкаляне в завой или да предотврати гмуркане при спиране. Твърдината на окачването може да бъде избрана по ваша преценка от наличните фиксирани настройки за различна степен на спортност или комфорт.

Магнитен пружинен елемент SKF

Тук подходът е съвсем различен, управлението е на принципа на промяна на еластичността. Основната класическа пружина липсва; вместо това капсулата на SKF съдържа два електромагнита, които се отблъскват взаимно в зависимост от силата на тока, приложен към техните намотки. Тъй като процесът е много бърз, такава система може да работи като еластичен елемент или като амортисьор, прилагайки необходимата сила в правилната посока, за да потуши вибрациите.

В рейката има допълнителна пружина, но тя се използва само като застраховка при повреди на електрониката. Недостатъкът е много високата мощност, консумирана от електромагнитите, която е необходима за създаване на сила от порядъка, който обикновено се проявява в автомобилните окачвания. Но те се справиха с това и увеличаването на натоварването на бордовата електрическа мрежа отдавна се превърна в обща тенденция в автомобилната индустрия.

Магнитно окачване от Bose

Професор Бозе цял живот работи върху високоговорители, така че той използва същия принцип в елемента на активното окачване като там - движението на проводник с ток в магнитно поле. Такова устройство, при което многополюсен магнит на пръта на стелажа се движи вътре в набор от пръстеновидни електромагнити, обикновено се нарича линеен електродвигател, тъй като е приблизително същото, само системата на ротора и статора е разположена в една линия.

Многополюсният двигател е по-ефективен от двуполюсната система на SKF, така че консумацията на енергия е значително по-ниска. Много други предимства също. Скоростта е такава, че системата може да свали сигнала от сензора, да обърне фазата му, да усили и по този начин напълно да компенсира неравностите на пътя с окачването. Нещо подобно се случва в системите за активно шумопотискане, използващи аудио настройките на автомобила.

Системата работи толкова ефективно, че първите й тестове показаха качествено превъзходство дори над стандартните премиум автомобилни окачвания. В същото време дължината на линейните електромагнити осигурява значителен ход на окачването и добра консумация на енергия. И допълнителен бонус се оказа способността да не се разсейва енергията, погълната по време на процеса на затихване, а да се преобразува с помощта на обратната страна на електромагнитите и да се изпрати на устройство за съхранение за по-късна употреба.

Управление на спирането и реализиране на предоставените ползи

Възможностите на магнитните механизми в окачването се разкриват напълно с организирането на сензорна система, високоскоростен компютър и добре разработени софтуерни принципи. Резултатите са просто невероятни:

• гладка работа над всички очаквания;
• сложни реакции на окачването в завои, подчертаващи натоварени и започващи да се повдигат колела;
• париране на кълване и пикап на тялото;
• пълно амортизиране на ролки;
• еманципация на висулки на труден терен;
• решаване на проблема с неподрессорените маси;
• сътрудничество с камери и радари, сканиращи пътя пред автомобила за превантивни действия;
• възможността за разработване на навигационни карти, където повърхностният релеф е предварително записан.

Все още не е измислено нищо по-добро от магнитните висулки. Процесите на по-нататъшно развитие и създаване на алгоритми продължават, развитието върви дори на автомобили от най-висок клас, където цената на такива устройства е оправдана. Все още не е достигнала точката да се използва на масово произвеждани шасита, но вече е съвсем ясно, че бъдещето принадлежи на подобни системи.