Caratteristiche e dispositivo di sospensione elettromagnetica

Le sospensioni elettromagnetiche, a volte chiamate semplicemente magnetiche, occupano un posto completamente separato in una serie di varie soluzioni tecniche per gli elementi del telaio delle automobili. Ciò è possibile grazie all'uso del modo più veloce per controllare le caratteristiche della forza della sospensione, utilizzando direttamente un campo magnetico. Questa non è idraulica, dove la pressione del fluido deve ancora essere aumentata da una pompa e valvole inerti, o pneumatica, dove tutto è determinato dal movimento delle masse d'aria. Questa è una reazione istantanea alla velocità della luce, dove tutto è determinato esclusivamente dal ritmo del computer di controllo e dei suoi sensori. E gli elementi elastici e smorzanti reagiranno all'istante. Questo principio conferisce ai ciondoli qualità fondamentalmente nuove.

Cos'è la sospensione magnetica

Questi non sono esattamente fluttuanti nello spazio, oggetti non correlati, ma qualcosa di simile sta accadendo qui. L'assieme attivo, che lavora sull'interazione dei magneti, ricorda un puntone convenzionale con una molla e un ammortizzatore, ma differisce fondamentalmente da esso in tutto. La repulsione dei poli dell'elettromagnete con lo stesso nome funziona come un elemento elastico e il controllo rapido modificando la corrente elettrica che scorre attraverso gli avvolgimenti consente di modificare rapidamente la forza di questa repulsione.

I ciondoli progettati da diverse aziende sono costruiti in modi diversi. Alcuni sono a tutti gli effetti, ma lavorando su altri principi, combinazioni di un elemento elastico e un ammortizzatore, altri sono in grado di modificare solo le caratteristiche dell'ammortizzatore, che nella maggior parte dei casi è sufficiente. È tutta una questione di velocità.

Opzioni di esecuzione

Esistono tre sistemi reali ben noti e ben sviluppati basati sull'interazione di elettromagneti nei montanti delle sospensioni. Sono offerti da Delphi, SKF e Bose.

sistema Delfi

L'implementazione più semplice, qui il rack contiene una molla elicoidale convenzionale e un ammortizzatore a controllo elettrico. La società l'ha giustamente individuata come la parte più importante della sospensione controllata. La rigidità statica non è così importante, è molto più utile per controllare le proprietà in dinamica.

Per fare ciò, un ammortizzatore di tipo classico viene riempito con uno speciale fluido ferromagnetico che può essere polarizzato in un campo magnetico. Pertanto, è diventato possibile modificare la viscosità caratteristica dell'olio per ammortizzatori ad alta velocità. Quando passa attraverso getti e valvole calibrati, fornirà una resistenza diversa al pistone e allo stelo dell'ammortizzatore.

Il computer delle sospensioni raccoglie i segnali da numerosi sensori del veicolo e regola la corrente nell'avvolgimento dell'elettromagnete. L'ammortizzatore reagisce a qualsiasi cambiamento nella modalità operativa, ad esempio, può risolvere rapidamente e senza intoppi i dossi, impedire all'auto di rotolare in curva o impedire l'immersione durante la frenata. La rigidità delle sospensioni può essere scelta a propria discrezione tra le impostazioni fisse disponibili per vari gradi di sportività o comfort.

Elemento a molla magnetica SKF

Qui l'approccio è completamente diverso, il controllo si basa sul principio della variazione dell'elasticità. Manca la molla classica principale; la capsula SKF contiene invece due elettromagneti che si respingono a seconda dell'intensità della corrente applicata ai loro avvolgimenti. Essendo il processo molto veloce, un tale sistema può funzionare come elemento elastico o come ammortizzatore, applicando la forza necessaria nella giusta direzione per smorzare le vibrazioni.

C'è una molla aggiuntiva nel rack, ma viene utilizzata solo come assicurazione in caso di guasti all'elettronica. Lo svantaggio è l'altissima potenza consumata dagli elettromagneti, necessaria per creare una forza dell'ordine che di solito si manifesta nelle sospensioni delle automobili. Ma hanno affrontato questo problema e l'aumento del carico sulla rete elettrica di bordo è diventata da tempo una tendenza generale nell'industria automobilistica.

Sospensione magnetica di Bose

Il professor Bose ha lavorato sugli altoparlanti per tutta la vita, quindi ha utilizzato lo stesso principio nell'elemento di sospensione attivo: il movimento di un conduttore che trasporta corrente in un campo magnetico. Un tale dispositivo, in cui un magnete multipolare dell'asta della cremagliera si muove all'interno di una serie di elettromagneti ad anello, è solitamente chiamato motore elettrico lineare, poiché è approssimativamente lo stesso, solo il sistema rotore e statore è dispiegato in linea.

Il motore multipolare è più efficiente del sistema SKF a XNUMX poli, quindi il consumo energetico è notevolmente inferiore. Molti altri vantaggi pure. La velocità è tale che il sistema può rimuovere il segnale dal sensore, invertirne la fase, amplificare e quindi compensare completamente le irregolarità stradali con la sospensione. Qualcosa di simile accade nei sistemi di cancellazione attiva del rumore che utilizzano le configurazioni dell'autoradio.

Il sistema funziona in modo così efficiente che i suoi primi test hanno mostrato una superiorità qualitativa anche rispetto alle sospensioni standard delle auto premium. Allo stesso tempo, la lunghezza degli elettromagneti lineari ha fornito una notevole corsa della sospensione e un buon consumo energetico. E un ulteriore vantaggio si è rivelato essere la capacità di non dissipare l'energia assorbita durante il processo di smorzamento, ma di convertirla utilizzando il contrario degli elettromagneti e inviarla a un dispositivo di accumulo per un uso successivo.

Gestione delle sospensioni e realizzazione dei benefici erogati

Le possibilità dei meccanismi magnetici nella sospensione sono completamente rivelate con l'organizzazione di un sistema di sensori, un computer ad alta velocità e principi software ben sviluppati. I risultati sono semplicemente sorprendenti:

• buon funzionamento al di sopra di ogni aspettativa;
• complesse reazioni delle sospensioni in curva, che evidenziano le ruote caricate e che iniziano a salire;
• parare beccate e pick-up del corpo;
• smorzamento completo dei rotoli;
• emancipazione dei ciondoli su terreni difficili;
• risolvere il problema delle masse non sospese;
• collaborazione con telecamere e radar che scansionano la strada davanti all'auto per azioni preventive;
• la possibilità di elaborare carte di navigazione, dove è preregistrato il rilievo superficiale.

Non è stato ancora inventato niente di meglio dei ciondoli magnetici. Continuano i processi di ulteriore sviluppo e la creazione di algoritmi, lo sviluppo è in corso anche sulle auto delle classi più alte, dove il prezzo di tali dispositivi è giustificato. Non è ancora arrivato al punto di essere utilizzato su telai di serie, ma è già abbastanza chiaro che il futuro appartiene a tali sistemi.