Funktioner och anordning för elektromagnetisk upphängning

Elektromagnetiska, ibland helt enkelt kallade magnetiska, upphängningar upptar sin egen, helt separata plats i ett antal olika tekniska lösningar för bilchassielement. Detta är möjligt på grund av användningen av det snabbaste sättet att styra upphängningens kraftegenskaper - direkt med hjälp av ett magnetfält. Detta är inte hydraulik, där vätsketrycket fortfarande behöver ökas med en pump och inerta ventiler, eller pneumatik, där allt bestäms av luftmassornas rörelse. Detta är en omedelbar reaktion med ljusets hastighet, där allt bestäms enbart av takten på styrdatorn och dess sensorer. Och de elastiska och dämpande elementen kommer att reagera omedelbart. Denna princip ger hängena i grunden nya egenskaper.

Vad är magnetisk upphängning

Dessa är inte precis svävande i rymden, orelaterade objekt, men något liknande händer här. Den aktiva enheten, som arbetar med interaktion mellan magneter, liknar en konventionell stötta med en fjäder och en stötdämpare, men skiljer sig fundamentalt från den i allt. Avstötningen av elektromagnetpolerna med samma namn fungerar som ett elastiskt element, och snabb kontroll genom att ändra den elektriska strömmen som flyter genom lindningarna gör att du snabbt kan ändra styrkan på denna avstötning.

Hängen designade av olika företag är byggda på olika sätt. Vissa av dem är fullfjädrade, men arbetar på andra principer, kombinationer av ett elastiskt element och en dämpare, andra kan bara ändra egenskaperna hos stötdämparen, vilket i de flesta fall är tillräckligt. Allt handlar om hastighet.

Exekveringsalternativ

Det finns tre välkända och välutvecklade riktiga system baserade på interaktion mellan elektromagneter i fjäderben. De erbjuds av Delphi, SKF och Bose.

Delphi system

Den enklaste implementeringen, här innehåller racket en konventionell spiralfjäder och en elektriskt styrd stötdämpare. Företaget pekade helt riktigt ut det som den viktigaste delen av den kontrollerade upphängningen. Statisk styvhet är inte så viktigt, det är mycket mer användbart att kontrollera egenskaper i dynamik.

För att göra detta är en stötdämpare av klassisk typ fylld med en speciell ferromagnetisk vätska som kan polariseras i ett magnetfält. Således blev det möjligt att ändra viskositetsegenskaperna för stötdämparolja vid hög hastighet. När den passerar genom kalibrerade strålar och ventiler kommer den att ge olika motstånd till kolven och stötdämparstången.

Fjädringsdatorn samlar in signaler från många fordonssensorer och reglerar strömmen i elektromagnetlindningen. Stötdämparen reagerar på alla förändringar i driftläge, till exempel kan den snabbt och smidigt åtgärda stötar, hindra bilen från att rulla i en sväng eller förhindra dyk vid inbromsning. Fjädringens styvhet kan väljas efter eget gottfinnande från de tillgängliga fasta inställningarna för olika grader av sportighet eller komfort.

Magnetfjäderelement SKF

Här är tillvägagångssättet helt annorlunda, kontrollen bygger på principen om att ändra elasticitet. Den klassiska huvudfjädern saknas, istället innehåller SKF-kapseln två elektromagneter som stöter bort varandra beroende på styrkan på strömmen som appliceras på deras lindningar. Eftersom processen är mycket snabb kan ett sådant system fungera som ett elastiskt element eller som en stötdämpare och applicera den nödvändiga kraften i rätt riktning för att dämpa vibrationer.

Det finns en extra fjäder i racket, men den används endast som försäkring vid elektronikfel. Nackdelen är den mycket höga effekt som förbrukas av elektromagneterna, vilket är nödvändigt för att skapa en kraft av den ordning som vanligtvis manifesteras i bilupphängningar. Men de klarade detta, och ökningen av belastningen på elnätet ombord har länge blivit en allmän trend inom bilindustrin.

Magnetupphängning från Bose

Professor Bose har arbetat med högtalare hela sitt liv, så han använde samma princip i det aktiva upphängningselementet som där - rörelsen av en strömförande ledare i ett magnetfält. En sådan anordning, där en flerpolig magnet på kuggstången rör sig inuti en uppsättning ringelektromagneter, kallas vanligtvis en linjär elmotor, eftersom den är ungefär likadan, endast rotor- och statorsystemet är utplacerat i en linje.

Den flerpoliga motorn är mer effektiv än SKFs tvåpoliga system, så strömförbrukningen är märkbart lägre. Många andra fördelar också. Hastigheten är sådan att systemet kan ta bort signalen från sensorn, vända dess fas, förstärka och därmed helt kompensera för vägojämnheter med fjädringen. Något liknande händer i aktiva brusreduceringssystem som använder billjudinställningar.

Systemet fungerar så effektivt att de första testerna visade en kvalitativ överlägsenhet även jämfört med standardupphängningar av premiumbilar. Samtidigt gav längden på de linjära elektromagneterna en betydande fjädringsväg och god energiförbrukning. Och en extra bonus visade sig vara förmågan att inte avleda energin som absorberades under dämpningsprocessen, utan att konvertera den med hjälp av det omvända av elektromagneter och skicka den till en lagringsenhet för senare användning.

Avstängningshantering och realisering av de förmåner som ges

Möjligheterna med magnetiska mekanismer i upphängningen avslöjas fullt ut med organisationen av ett sensorsystem, en höghastighetsdator och välutvecklade mjukvaruprinciper. Resultaten är helt enkelt fantastiska:

• smidig körning över alla förväntningar;
• komplexa fjädringsreaktioner i kurvor, framhäver lastade och börjar stiga hjul;
• parera hackar och pickuper av kroppen;
• fullständig dämpning av rullar;
• frigörelse av hängen i svår terräng;
• lösa problemet med ofjädrade massor;
• samarbete med kameror och radar som skannar vägen framför bilen för förebyggande åtgärder;
• möjligheten att arbeta fram sjökort, där ytreliefen är förinspelad.

Inget bättre än magnetiska hängen har ännu uppfunnits. Processerna för vidareutveckling och skapandet av algoritmer fortsätter, utvecklingen pågår även på bilar av högsta klass, där priset på sådana enheter är motiverat. Den har ännu inte nått den punkt att användas på masstillverkade chassier, men det är redan klart att framtiden tillhör sådana system.