Карактеристики и придобивки од магнетната суспензија

Секој модерен, дури и најбуџетен автомобил, ќе биде опремен со суспензија. Овој систем е способен да обезбеди удобно возење по патишта со различни видови површини. Сепак, покрај удобноста, целта на овој дел од машината е и да промовира безбедно возење. Прочитајте за детали за тоа што е суспензија во посебен преглед.

Како и секој друг авто-систем, суспензијата се надоградува. Благодарение на напорите на инженерите од различни автоматски проблеми, покрај класичните механички модификации, веќе постои пневматски дизајн (детално прочитајте за тоа тука), хидраулична и магнетна суспензија и нивни сорти.

Да разгледаме како работи магнетниот тип приврзоци, нивните модификации, а исто така и предностите во однос на класичните механички структури.

Што е тоа магнетна суспензија

И покрај фактот дека системот за амортизација на автомобилот постојано се подобрува и се појавуваат нови елементи во неговиот дизајн или се менува геометријата на различни делови, неговото работење останува во основа иста. Амортизерот ги омекнува ударите што се пренесуваат од патот преку тркалото до телото (се опишани детали за уредот, модификациите и дефектите на амортизерите) одделно) Пролетта го враќа тркалото во првобитната положба. Благодарение на оваа шема на работа, движењето на автомобилот е придружено со постојан зафат на тркалата со површината на патот.

Можете радикално да го промените режимот на суспензија со инсталирање адаптивен уред на платформата на машината што би се прилагодил на состојбата на патот и ќе го подобри управувањето со возилото, без разлика колку е добар или лош патот. Пример за такви структури е адаптивната суспензија, која во различни верзии е веќе инсталирана на сериски модели (за повеќе детали за овој тип на уред, прочитајте тука).

Како една од варијантите на адаптивни механизми, беше развиен електромагнетски тип на суспензија. Ако го споредиме овој развој со хидрауличен аналог, тогаш во втората модификација има посебна течност во погоните. Електрониката го менува притисокот во резервоарите, така што секој елемент за амортизација ја менува својата цврстина. Принципот е сличен и за пневматскиот тип. Недостаток на ваквите системи е што работниот круг не е во можност брзо да се прилагоди на состојбата на патот, бидејќи треба да се пополни со дополнителна количина работен медиум, што во најдобар случај трае неколку секунди.

Најбрзиот начин да се справите со оваа работа можат да бидат механизми кои функционираат врз основа на електромагнетната интеракција на извршните елементи. Тие одговараат повеќе на командата, бидејќи за промена на режимот на придушување, не е потребно да се испумпува или исцеди работниот медиум од резервоарот. Електрониката во магнетната суспензија ја дава командата, а уредот веднаш реагира на овие сигнали.

Зголемената удобност при возење, безбедноста при голема брзина и нестабилните површини на патот, како и леснотијата во ракувањето се главните причини зошто програмерите се обидуваат да воведат магнетна суспензија во сериските автомобили, бидејќи класичните дизајни не се во можност да постигнат идеални параметри во овој поглед.

Самата идеја за создавање на возило „што лебди“ не е нова. Таа често се наоѓа на страниците на фантастични дела со спектакуларни летови на гравикари. До првите години на 80-тите години на минатиот век, оваа идеја остана во фазата на фантазијата и само некои истражувачи ја сметаа за можна, но во далечна иднина.

Сепак, во 1982 година се појави првиот развој на возот во светот што се движеше со магнетна суспензија. Ова возило беше наречено магнетоплан. Во споредба со класичните аналози, овој воз разви невидена брзина во тоа време - повеќе од 500 км на час, а во однос на неговата мекост на „летот“ и бесшумноста на работата, само птиците можеа да направат вистинска конкуренција. Единствениот недостаток поради кој спроведувањето на овој развој е бавно, не е само високата цена на самиот воз. За да може да се движи, потребна му е посебна патека која обезбедува соодветно магнетно поле.

Иако овој развој сè уште не е применет во автомобилската индустрија, научниците не го напуштаат овој проект „собирајќи прашина на полицата“. Причината е што електромагнетниот принцип на работа целосно го елиминира триењето на погонските тркала на површината на патот, оставајќи само отпорност на воздухот. Бидејќи е невозможно целосно да се пренесат сите возила на тркала на сличен вид шасија (ќе биде потребно да се градат соодветни патишта низ целиот свет), инженерите се фокусираа на воведување на овој развој во суспензијата на автомобилите.

Благодарение на инсталацијата на електромагнетни елементи на тест примероци, научниците беа во можност да им обезбедат на концептните автомобили подобра динамика и контролираност. Дизајнот на магнетната суспензија е прилично комплициран. Тоа е решетка што е инсталирана на сите тркала според истиот принцип како решетката MacPherson (детално прочитајте за тоа во друг напис) На овие елементи не им треба механизам на амортизери (амортизер) или пружина.

Корекцијата на работата на овој систем се врши преку електронската контролна единица (одделно, бидејќи микропроцесорот треба да обработи многу податоци и да активира голем број алгоритми). Друга карактеристика на оваа суспензија е тоа што, за разлика од класичните верзии, нема потреба од торзиони шипки, стабилизатори и други делови за да се обезбеди стабилност на возилото при свиоци и големи брзини. Наместо тоа, може да се користи специјална магнетна течност, која ги комбинира својствата на течност и магнетизиран материјал или електромагнетни вентили.

Некои современи автомобили користат амортизери со слична супстанција наместо масло. Бидејќи постои голема веројатност за откажување на системот (на крајот на краиштата, ова е сè уште нов развој, за кој сè уште не е разгледано целосно), изворите може да бидат присутни во неговиот уред.

Принцип на работа

Принципот на интеракција на електромагнетите се зема како основа за функционирање на магнетната суспензија (во хидраулика е течна, во пневматски воздух - воздух и во механика - еластични делови или извори). Работата на овој систем се заснова на следниот принцип.

Од училишниот курс, секој знае дека истите столбови на магнети меѓусебно одбиваат. За да ги поврзете магнетизираните елементи, ќе треба да вложите доволно напор (овој параметар зависи од големината на елементите што треба да се поврзат и јачината на магнетното поле). Постојаните магнети со толку силно поле за да ја издржат тежината на автомобилот е тешко да се најдат, а димензиите на таквите елементи нема да дозволат да се користат во автомобилите, а камоли да се прилагодат на ситуацијата на патот.

Можете исто така да создадете магнет со електрична енергија. Во овој случај, тоа ќе работи само кога погонот е под напон. Јачината на магнетното поле во овој случај може да се прилагоди со зголемување на струјата на интерактивните делови. Преку овој процес, можно е да се зголеми или намали одбивната сила, а со тоа и крутоста на суспензијата.

Ваквите карактеристики на електромагнетите овозможуваат да се користат како извори и амортизери. За ова, структурата нужно мора да има најмалку два електромагнети. Неможноста да се компресираат делови има ист ефект како класичен амортизер, а одбивната сила на магнетите е споредлива со таа на пружината или пружината. Поради комбинацијата на овие својства, електромагнетната пружина реагира многу побрзо од механичките колеги, а времето на одговор на контролните сигнали е многу пократко, како во случајот на хидрауликата или пневматиката.

Во арсеналот на развивачи веќе има доволен број на работни електромагнети со разни модификации. Останува само да се создаде ефикасна ECU суспензија што ќе прима сигнали од сензорите за положба на шасијата и каросеријата и ќе ја подеси суспензијата. Во теорија, оваа идеја е сосема реална да се спроведе, но практиката покажува дека овој развој има неколку „стапици“.

Прво, цената на таквата инсталација ќе биде превисока за возач со просечен приход од материјал. И не секој богат човек можеше да си дозволи да купи автомобил со полноправна магнетна суспензија. Второ, одржувањето на таков систем би било поврзано со дополнителни тешкотии, на пример, комплексноста на поправката и мал број специјалисти кои ја разбираат сложеноста на системот.

Може да се развие полноправна магнетна суспензија, но нема да може да создаде достојна конкуренција, бидејќи малку луѓе ќе сакаат да обезбедат цело богатство само заради брзината на одговор на адаптивната суспензија. Многу поевтино и со добар успех, електрично контролираните магнетни елементи може да се воведат во дизајнот на класичните амортизери.

И оваа технологија веќе има две апликации:

1. Инсталирајте електромеханички вентил во амортизерот што го менува делот од каналот преку кој маслото се движи од една во друга празнина. Во овој случај, можете брзо да ја промените цврстината на суспензијата: колку е поширок отворот на бајпасот, толку е помек амортизерот и обратно.
2. Инјектирајте магнетна реолошка течност во шуплината на амортизерите, што ги менува неговите својства како резултат на влијанието на магнетното поле врз неа. Суштината на таквата модификација е идентична со претходната - работната супстанција тече побрзо или побавно од една во друга комора.

Двете опции веќе се користат во некои производни возила. Првиот развој не е толку брз, но е поевтин во споредба со амортизерите исполнети со магнетна течност.

Видови магнетни суспензии

Бидејќи полноправна магнетна суспензија е сè уште во фаза на развој, производителите на автомобили делумно ја спроведуваат оваа шема во нивните модели на автомобили, одејќи на една од двете погоре споменати патеки.

Во светот, меѓу сите случувања на магнетни суспензии, постојат три сорти кои заслужуваат внимание. И покрај разликата во принципот на работа, дизајн и употреба на различни активатори, сите овие модификации имаат неколку сличности. Списокот вклучува:

• Нивоа и други елементи на одење на автомобилот, кои го одредуваат правецот на движење на тркалата за време на работата на суспензијата;
• Сензори за положбата на тркалата во однос на телото, нивната брзина на вртење и состојбата на патот пред автомобилот. Оваа листа исто така вклучува сензори за општа намена - силите на притискање на педалот за гас / сопирачка, оптоварување на моторот, брзина на моторот итн.;
• Посебна контролна единица во која се собираат и обработуваат сигнали од сите сензори во системот. Микропроцесорот генерира контролни импулси во согласност со алгоритмите што биле зашиени за време на производството;
• Електромагнети, во кои, под влијание на електрична енергија, се формира магнетно поле со соодветен поларитет;
• Електрана која генерира струја способна да активира моќни магнети.

Ајде да разгледаме што е особеноста на секој од нив, а потоа ќе разговараме за предностите и недостатоците на магнетната верзија на системот за амортизери на автомобилот. Пред да започнеме, вреди да се разјасни дека ниту еден од системите не е производ на шпионажа на компанијата. Секој од случувањата е индивидуално развиен концепт кој има право да постои во светот на автомобилската индустрија.

SKF магнетна суспензија

SKF е шведски производител на автомобилски делови за професионална поправка на возила. Дизајнот на магнетните амортизери на оваа марка е што е можно поедноставен. Уредот на овие еластични и пригушувачки делови ги вклучува следниве елементи:

• Капсула
• Два електромагнети;
• Стебло на амортизери;
• Пролет.

Принципот на работа на таков систем е како што следува. Кога е вклучен електричниот систем на автомобилот, електромагнетите лоцирани во капсулата се активираат. Поради идентичните полови на магнетното поле, овие елементи се одбиваат едни од други. Во овој режим, уредот работи како пружина - не дозволува телото на автомобилот да лежи на тркалата.

Кога автомобилот вози по патот, сензорите на секое тркало испраќаат сигнали до ECU. Врз основа на овие податоци, контролната единица ја менува јачината на магнетното поле, со што се зголемува патувањето на потпора, а суспензијата станува класична мека од спортска. Контролната единица исто така го контролира вертикалното движење на шипката за потпора, што не дава впечаток дека машината работи само на пружини.

Ефектот на пролет се обезбедува не само од одбивните својства на магнетите, туку и од пружината, која е инсталирана на решетката во случај на прекин на електричната енергија. Плус, овој елемент ви овозможува да ги исклучите магнетите кога возилото е паркирано со неактивен систем на брод.

Недостаток на овој вид суспензија е тоа што троши многу енергија, бидејќи ECU постојано го менува напонот во калемите на магнетот, така што системот брзо се прилагодува на ситуацијата на патот. Но, ако ја споредиме „ненаситноста“ на оваа суспензија со некои додатоци (на пример, со клима уред и внатрешно греење на ентериерот), тогаш таа не троши критично голема количина електрична енергија. Главната работа е што генератор со соодветна моќност е инсталиран во машината (функцијата на овој механизам е опишана во тука).

Суспензија на Делфи

Нови карактеристики на амортизација нуди суспензијата развиена од американската компанија Делфи. Однадвор, тој наликува на класичниот став на Мекферсон. Влијанието на електромагнетите се врши само врз својствата на магнетната реолошка течност во шуплините на амортизерот. И покрај овој едноставен дизајн, овој тип на суспензија покажува одлично прилагодување на вкочанетоста на амортизерите во зависност од сигналите од контролната единица.

Во споредба со хидрауличните колеги со променлива цврстина, оваа модификација реагира многу побрзо. Работата на магнетите само ја менува вискозноста на работната супстанција. Што се однесува до елементот на пружината, неговата цврстина не треба да се менува. Неговата задача е да го врати тркалото на патот што е можно побрзо кога се вози брзо на нерамни површини. Во зависност од тоа како работи електрониката, системот може веднаш да ја направи течноста во амортизерите пофлуидна, така што прачката на амортизерот се движи побрзо.

Овие својства на суспензијата се од мала практичност за цивилниот транспорт. Фракциите на секундата играат важна улога во мото-спортот. Самиот систем не бара толку многу енергија како во случајот на претходниот тип на амортизери. Таквиот систем се контролира и врз основа на податоците што доаѓаат од разни сензори лоцирани на тркалата и елементите на структурата на суспензијата.

Овој развој веќе активно се користи во адаптивни марки на суспензии како што се Audi и GM (некои модели на Кадилак и Шевролет).

Бозева електромагнетна суспензија

Марката Бозе е позната на многу возачи по своите врвни системи на звучници. Но, покрај висококвалитетната аудио подготовка, компанијата работи и на развој на еден од најспектакуларните видови магнетна суспензија. До крајот на дваесеттиот век, професор кој создава спектакуларна акустика, исто така „заразен“ со идејата за создавање полноправна магнетна суспензија.

Дизајнот на неговиот развој наликува на истиот амортизер за прачки, а електромагнетите во уредот се инсталираат според принципот, како во модификацијата на SKF. Само тие не се одбиваат едни на други, како во првата верзија. Самите електромагнети се наоѓаат по целата должина на прачката и телото, внатре во кои се движи, а магнетното поле е максимизирано и бројот на предности е зголемен.

Особеноста на таквата инсталација е тоа што не бара многу повеќе енергија. Истовремено, истовремено ја извршува функцијата и на амортизер и на пружина, и работи и во статички (автомобилот стои) и во динамичен режим (автомобилот се движи по трнлив пат).

Самиот систем обезбедува контрола на поголем број процеси што се случуваат додека вози автомобилот. Амортизацијата на осцилациите се јавува поради острата промена на половите на магнетното поле. Бозевиот систем се смета за репер за сите вакви дизајни на суспензии. Тој е во состојба да обезбеди ефикасен удар на прачката за дури дваесет сантиметри, совршено го стабилизира телото, елиминирајќи го и најмалото ролање за време на брзите свиоци, како и „пикањето“ при сопирање.

Оваа магнетна суспензија беше тестирана на водечкиот модел на јапонскиот производител на автомобили Lexus LS, кој, патем, беше неодамна рестилизиран (беше претставен тест погон на една од претходните верзии на премиум седанот во друг напис) И покрај фактот дека овој модел веќе доби високо квалитетна суспензија, која се карактеризира со непречена работа, за време на презентацијата на магнетниот систем беше невозможно да не се забележи воодушевување од авто-новинарите.

Производителот го опреми овој систем со неколку режими на работа и голем број на различни поставки. На пример, кога автомобил се врти со голема брзина во свиоци, ECU суспензијата ја бележи брзината на возилото, почетокот на тркалањето на каросеријата. Во зависност од сигналите од сензорите, електричната енергија се снабдува во поголема мера до решетката на едно од понатоварените тркала (почесто тоа е предното тркало, сместено на надворешната траекторија на полукругот на ротација). Благодарение на ова, задното тркало исто така станува потпорно тркало, а автомобилот одржува зафат на површината на патот.

Друга карактеристика на магнетната суспензија на Бозе е тоа што може да дејствува и како секундарен генератор. Кога се движи прачката на амортизерот, соодветниот систем за закрепнување ја собира ослободената енергија во акумулаторот. Можно е овој развој да продолжи да се модернизира. И покрај фактот дека овој вид суспензија е теоретски најефикасен, убедливо најтешко е да се програмира контролната единица така што механизмот може да го реализира целиот потенцијал на системот опишан на цртежите.

Изгледи за појава на магнетни суспензии

И покрај неговата очигледна ефикасност, полноправна магнетна суспензија сè уште не влезе во масовно производство. Во моментов, клучната пречка за ова е аспектот на трошоците и комплексноста на програмирањето. Револуционерната магнетна суспензија е прескапа и сè уште не е развиена во целост (тешко е да се создаде соодветен софтвер, бидејќи во микропроцесорот мора да се активираат голем број алгоритми за да се реализира неговиот целосен потенцијал). Но, веќе сега постои позитивен тренд кон примена на идејата кај современите возила.

Секоја нова технологија има потреба од финансирање. Невозможно е да се развие новина и веднаш да се пушти во производство без прелиминарни тестови, а покрај работата на инженерите и програмерите, овој процес бара и огромни инвестиции. Но, штом развојот ќе биде ставен на транспортерот, неговиот дизајн постепено ќе се поедноставува, што го прави сосема можно да се види таков уред не само во премиум автомобили, туку и во модели од сегментот на средна цена.

Можно е со текот на времето системите да се подобруваат, што ќе ги направи возилата на тркала поудобни и побезбедни. Механизмите засновани врз интеракцијата на електромагнетите може да се користат и во други дизајни на возила. На пример, за да се зголеми удобноста додека возите камион, возачкото седиште може да се заснова не на пневматско, туку на магнетна перница.

Што се однесува до развојот на електромагнетни суспензии, денес следниве поврзани системи имаат потреба од подобрување:

• Систем за навигација. Електрониката мора однапред да ја одреди состојбата на површината на патот. Најдобро е да го направите ова врз основа на податоците на GPS-навигаторот (прочитајте за карактеристиките на работата на уредот тука) Адаптивната суспензија е подготвена однапред за тешки површини на патот (некои системи за навигација обезбедуваат информации за состојбата на површината на патот) или за голем број кривини.
• Систем за визија пред возилото. Врз основа на инфрацрвени сензори и анализа на графичката слика што доаѓа од предната видео камера, системот мора однапред да ја утврди природата на промените на површината на патот и да се прилагоди на добиените информации.

Некои компании веќе имплементираат слични системи во своите модели, така што постои доверба во претстојниот развој на магнетни суспензии за автомобилите.

Предности и недостатоци

Како и секој друг нов механизам што се планира да се воведе во дизајнот на автомобили (или веќе се користи во моторни возила), сите видови електромагнетна суспензија имаат предности и недостатоци.

Прво да разговараме за добрите страни. Оваа листа вклучува такви фактори:

• Карактеристиките на амортизацијата на системот се неспоредливи во смисла на непречено функционирање;
• Со фино прилагодување на режимите на придушување, управувањето со автомобилот станува скоро совршено без ролните карактеристични за поедноставните дизајни. Истиот ефект обезбедува максимален зафат на патот, без оглед на неговиот квалитет;
• За време на забрзувањето и тврдото сопирање, автомобилот не го „гризе“ носот и не седи на задната оска, што кај обичните автомобили сериозно влијае на зафатот;
• Абењето на гумите е порамномерно. Се разбира, ако геометријата на лостовите и другите елементи на суспензијата и шасијата е правилно наместена (за повеќе детали за камерата, прочитајте одделно);
• Аеродинамиката на автомобилот е подобрена, бидејќи неговото тело е секогаш паралелно со коловозот;
• Нерамномерното абење на структурните елементи се елиминира со распределување на силите помеѓу натоварените / истоварените тркала.

Во принцип, сите позитивни точки се однесуваат на главната цел на секоја суспензија. Секој производител на автомобили се обидува да ги подобри постоечките типови на системи за амортизација со цел да ги донесе своите производи што е можно поблиску до споменатиот идеал.

Што се однесува до недостатоците, магнетната суспензија има една. Ова е нејзината вредност. Ако инсталирате полноправен развој од Бозе, тогаш дури и со нискиот квалитет на ентериерот и минималната конфигурација на електронскиот систем, автомобилот сепак ќе чини премногу. Ниту еден производител на автомобили сè уште не е подготвен да стави такви модели во серија (дури и ограничен), со надеж дека богатите веднаш ќе купат нов производ и нема смисла да се вложува цело богатство во автомобил што ќе се наоѓа во магацини . Единствената опција е производство на вакви автомобили по индивидуален налог, но дури и во овој случај има малку компании кои се подготвени да обезбедат таква услуга.

Како заклучок, предлагаме да погледнете кратко видео за тоа како работи магнетната суспензија на Бозе во споредба со класичните колеги:

Пронајдокот НЕ е за обичните смртници. СИТЕ САКААТ да ја видат оваа технологија во неговиот автомобил