Funktioner og enhed af elektromagnetisk suspension

Elektromagnetiske, nogle gange blot kaldet magnetiske, ophæng indtager deres egen, helt adskilte plads blandt de forskellige tekniske løsninger til bilchassiselementer. Dette er muligt takket være brugen af ​​den hurtigste måde at styre affjedringens kraftkarakteristika - direkte ved hjælp af et magnetfelt. Dette er ikke hydraulik, hvor væsketrykket stadig skal øges med en pumpe og inerte ventiler, eller pneumatik, hvor alt bestemmes af luftmassernes bevægelse. Dette er en øjeblikkelig reaktion med lysets hastighed, hvor alt udelukkende bestemmes af styrecomputerens og dens sensorers tempo. Og de elastiske og dæmpende elementer vil reagere øjeblikkeligt. Dette princip giver vedhæng fundamentalt nye kvaliteter.

Hvad er magnetisk suspension

Det er ikke ligefrem objekter, der svæver i rummet, uden forbindelse med noget, men noget lignende sker her. Den aktive enhed, der fungerer på samspillet mellem magneter, ligner en konventionel stiver med fjeder og støddæmper, men er fundamentalt forskellig fra den i alt. Afvisningen af ​​de samme poler af elektromagneter fungerer som et elastisk element, og hurtig kontrol ved at ændre den elektriske strøm, der strømmer gennem viklingerne, giver dig mulighed for at ændre kraften af ​​denne frastødning ved høj hastighed.

Suspensioner udviklet af forskellige virksomheder er bygget på forskellige måder. Nogle af dem er fuldgyldige, men arbejder efter forskellige principper, kombinationer af et elastisk element og en dæmper, andre er i stand til kun at ændre støddæmperens egenskaber, hvilket i de fleste tilfælde er tilstrækkeligt. Det hele handler om hastighed.

Udførelsesmuligheder

Der er tre velkendte og veludviklede rigtige systemer baseret på interaktion af elektromagneter i ophængsstag. De tilbydes af Delphi, SKF og Bose.

Delphi system

Den enkleste implementering, her indeholder stiveren en konventionel skruefjeder og en elektrisk styret støddæmper. Virksomheden udpegede det med rette som den vigtigste del af den kontrollerede suspension. Statisk stivhed er ikke så vigtig; det er meget mere nyttigt at kontrollere egenskaber dynamisk.

For at gøre dette er en støddæmper af klassisk type fyldt med en speciel ferromagnetisk væske, der kan polariseres i et magnetfelt. Således blev det muligt at ændre støddæmperoliens viskositetskarakteristika med stor hastighed. Når den passerer gennem kalibrerede dyser og ventiler, vil den give varierende modstand til stemplet og støddæmperstangen.

Computeren, der styrer affjedringen, opsamler signaler fra køretøjets talrige sensorer og regulerer strømmen i elektromagnetviklingen. Støddæmperen reagerer på enhver ændring i driftstilstand, for eksempel kan den hurtigt og jævnt absorbere ujævnheder, forhindre bilen i at rulle, når den drejer, eller forhindre et dyk ved opbremsning. Affjedringens stivhed kan vælges efter eget skøn fra tilgængelige faste indstillinger med varierende grader af sportslighed eller komfort.

SKF magnetisk fjederelement

Her er tilgangen en helt anden, kontrol er baseret på princippet om at ændre elasticitet. Den klassiske hovedfjeder mangler; i stedet indeholder SKF-kapslen to elektromagneter, der frastøder hinanden afhængigt af styrken af ​​den strøm, der leveres til deres viklinger. Da processen foregår meget hurtigt, kan et sådant system fungere som et elastisk element eller som en støddæmper, der leverer den rigtige kraft i den rigtige retning for at dæmpe vibrationer.

Der er en ekstra fjeder i stiveren, men den bruges kun som forsikring i tilfælde af elektroniske fejl. Ulempen er den meget høje effekt, der forbruges af elektromagneterne, hvilket er nødvendigt for at skabe en kraft af den orden, der normalt kommer til udtryk i bilophæng. Men de håndterede dette, og stigningen i belastningen på det elektriske netværk om bord har længe været en generel tendens i bilindustrien.

Magnetisk affjedring fra Bose

Professor Bose brugte hele sit liv på at arbejde på højttalere til akustiske systemer, så i det aktive ophængselement brugte han samme princip som der - at flytte en leder med strøm i et magnetfelt. En lignende enhed, hvor en multipolet magnet af en stiverstang bevæger sig inde i et sæt ringelektromagneter, kaldes normalt en lineær elektrisk motor, da det er omtrent det samme, kun rotor- og statorsystemet er indsat i en linje.

Den flerpolede motor fungerer mere effektivt end SKFs topolede system, så strømforbruget er mærkbart lavere. Der er mange andre fordele. Hastigheden er sådan, at systemet kan fjerne signalet fra sensoren, vende dens fase, forstærke den og dermed fuldstændig kompensere for vejujævnheder med affjedringen. Noget lignende sker i aktive støjreduktionssystemer, der bruger bilakustiske systemer.

Systemet fungerer så effektivt, at dets første test viste kvalitativ overlegenhed selv i forhold til standardophængene i premiumbiler. Samtidig sikrede længden af ​​de lineære elektromagneter en betydelig ophængningsvandring og god energikapacitet. Og en ekstra bonus var evnen til ikke at sprede den energi, der absorberes under dæmpningsprocessen, men at konvertere den ved hjælp af det omvendte af elektromagneter og sende den til en lagerenhed til senere brug.

Suspensionskontrol og realisering af de ydede fordele

Mulighederne for magnetiske mekanismer i ophænget afsløres fuldt ud, når man organiserer et sensorsystem, en højhastighedscomputer og veludviklede softwareprincipper. Resultaterne er simpelthen fantastiske:

• glathed overstiger alle forventninger;
• komplekse reaktioner af suspensioner i hjørner, fremhævelse af belastede og begyndende at løfte hjul;
• parerende krop hakker og griber;
• fuldstændig dæmpning af ruller;
• frigørelse af suspensioner på vanskeligt terræn;
• løsning af problemet med uaffjedrede masser;
• fælles arbejde med kameraer og radarer, der scanner vejen foran bilen for proaktive handlinger;
• evnen til at udvikle navigationskort, hvor overfladetopografien er foroptaget.

Intet bedre end magnetiske suspensioner er endnu blevet opfundet. Processerne med yderligere udvikling og skabelse af algoritmer fortsætter, udvikling finder sted selv på højklassebiler, hvor prisen på sådanne enheder er berettiget. Det er endnu ikke nået til anvendelsespunktet på masseproducerede chassis, men det er allerede helt klart, at fremtiden ligger hos sådanne systemer.