Электромагнитная подвеска на авто – Умельцы залудили автомобилю магнитную подвеску своими руками (видео) — www.maximonline.ru

Содержание

Электромагнитная подвеска автомобиля ✔ Приницпы работы

Одним из главных узлов любого автомобиля является подвеска, контролирующая машину во время движения, а также обеспечивающая комфорт водителя и пассажиров. Разные модели авто подразумевают и различные конструкции подвесок: механическая, гидравлическая и пневматическая. Но на сегодняшний день есть одна уникальная разработка – электромагнитная подвеска автомобиля.

Что такое электромагнитная подвеска

Электромагнитная подвеска представляет собой комплекс узлов и механизмов, выполняющих функцию связующего элемента между кузовом автомобиля и дорогой. В отличие от классических подвесок, у нее есть возможность функционирования при полном отсутствии таких элементов, как торсионы, пружины, стабилизаторы, амортизаторы и других вспомогательных узлов. Электромагнитная подвеска автомобиля работает посредством функционирования магнитных клапанов или магнитно-реологической жидкости. Она представляет собой особую конструкцию, основополагающим элементом которой является электродвигатель. При этом режим работы формируется и выбирается микроконтроллером. Условно говоря, все это становится альтернативой обычному стандартному амортизатору. Другими словами, если механическая подвеска зависит от пружин, гидравлическая – от жидкости, а пневматическая – от воздуха, то электромагнитная подвеска напрямую зависит от магнитов и электронного блока, посредством которого она управляется. Водитель может контролировать положение кузова и колес в режиме реального времени.

Достоинства электромагнитной подвески

Электромагнитная подвеска, как последнее ноу-хау, имеет ряд преимуществ, которые выражаются в:

  • высокой плавности хода автомобиля;
  • устойчивости машины во время движения на большой скорости;
  • высоком уровне безопасности;
  • рациональном использовании энергетических запасов.

Отдельно стоит отметить комфорт водителя и пассажиров, который они испытывают во время движения. Полностью отсутствует жесткость, характерная для механических подвесок при движении по неровному дорожному покрытию.

Электромагнитная подвеска обладает еще одним уникальным свойством. Она способна перейти в механический режим работы, если подача электроэнергии по каким-либо причинам была прекращена.

Единственным недостатком на сегодняшний день является лишь достаточно высокая стоимость изделия. Цена на электромагнитную подвеску превышает стоимость механических и гидравлических подвесок в десятки раз.

Типы электромагнитных подвесок

В зависимости от бренда, разрабатывающего и выпускающего такое новшество, как электромагнитная подвеска, различают следующие виды.

Подвеска фирмы SKF

SKF – шведская разработка, представляющая собой капсулу, состоящую из двух электромагнитов. Характерной чертой является отсутствие эффекта «проседания» даже при длительном нахождении автомобиля в нерабочем состоянии. Дело в том, что в конструкции предусмотрено наличие пружин, обеспечивающих подвижность всех элементов даже при отключенном бортовом компьютере.

Подвеска фирмы Delphi

Delphi – такая электромагнитная подвеска напоминает конструкцию однотрубного амортизатора, залитым специальным магнитным веществом. в роли электромагнита – поршень, управляемый бортовым компьютером.

Подвеска фирмы Bose

Bose – признана лучшей разработкой в сфере автомобилестроения за последние годы. Она «мягкая», так как идеально устраняет все колебания, возникающие во время движения, особенно по неровной поверхности. Выступает в качестве упругого и демпфирующего элемента. Конечно, данная идея не является открытием. Но именно жесткая конкурентная борьба среди разработчиков, стимулировала инженеров компании Bose воплотить эту идею лучше всех. Электромагнитная подвеска Bose имеет еще одну отличительную от всех других особенность. Колебания, вызванные неровностью дорожного покрытия, в режиме функционирования «электрогенератор» при движении трансформируются в электроэнергию, которая не исчезает просто так, а накапливается в аккумуляторе с целью дальнейшего использования.

Применение электромагнитной подвески в автомобиле

Несомненно, электромагнитная подвеска для автомобиля – это прорыв разработчиков автомобилестроения, который дает возможность повысить качество управления. Многорычажная система постепенно остается в прошлом, ее должны заменить электромагниты, ведь прогресс не стоит на месте. Планируется, в скором будущем электромагнитная подвеска из разряда «ноу-хау» плавно перетечет в обычный элемент любого автомобиля. Остается надеяться, что и стоимость разработки будет более доступной, а быть может, настанут времена, когда такой узел машины можно будет собрать своими руками.

Особенности и преимущества электромагнитной подвески автомобиля

Стремительное современное развитие автомобилестроения не перестает удивлять водителей необычными эффективными новшествами, о которых ещё несколько лет назад не приходилось даже мечтать. К числу таких необычных, а подчас даже уникальных ноу-хау однозначно принадлежат и электромагнитные подвески автомашин. Да, первые варианты устанавливают, как правило, преимущественно на машинах экстра-класса, пока что, не доходя до широкого конвейерного производства, а также всесторонне испытывают на опытных автомобилях, в лабораторном и тестовом формате. Однако, как говорится, лёд тронулся, и можно смело утверждать, что мы на пороге нового, доселе неизвестного этапа в автомобильном деле.

Электромагнитная подвеска автомобиля

Именно о таких магнитных подвесках и идёт речь в настоящем материале. Рассматриваются их характерные особенности, принципы работы, «плюсы» и «минусы», а также свежие тенденции в их производстве и установке.

Уникальность электромагнитной подвески

По смелости и оригинальности своего конструкторского решения магнитные подвески, несомненно, поражают. Электромагнитная подвеска – это хитроумное устройство, имеющее внешне вид стойки для каждого колеса, которое функционально призвано заменить традиционные, привычные для нас пружины, амортизаторы и прочие вспомогательные детали. Управление такими необычными подвесками осуществляется с помощью электронного блока.

Как показывают испытания, такие новинки, как правило, сполна выполняют свою основную задачу – обеспечить автомобилю максимально плавный ход. Достигается это за счёт электромагнитных приспособлений – разных электромагнитных клапанов или особенной магнитно-реологической жидкости. То есть, если в подвеске гидравлического вида используют специальную жидкость, в пневматической подвеске – воздух, а механической – разные упругие пружины и прочие элементы, то здесь эту роль отведено электромагниту. Причём водитель имеет возможность постоянно контролировать, как они работают. Хотя, правду говоря, некоторые новшества всё же оснащены на всякий случай обычными амортизаторами и пружинами – для тех непредвиденных ситуаций, когда новая автоматическая технология по тем или иным причинам внезапно откажет.

Как работает

Наглядно проиллюстрировать, как функционирует электромагнитная подвеска автомобиля, хорошо на примере одного из самых удачных её образцов – подвески марки Bose. В ней главная функция возложена на шток, оснащенный магнитным «сердечком». Он находится в создаваемом при помощи линейного электродвигателя магнитном поле. За счёт изменений его характеристик обеспечивается быстрое изменение параметров упругости самой подвески и кузова автомашины. Всё это достигается с огромной скоростью реакции на внешние обстоятельства. Всю нужную информацию водитель постоянно считывает с разных датчиков, вмонтированных в разные места машины.

Сведенное к минимуму количество компонентов механического рода обеспечивает всей конструкции высокие ресурсные данные. Плавность движения автомобиля при этом гораздо выше, чем в традиционном варианте.

Движение автомобиля по дороге

Виды магнитных подвесок

Современная автомобильная промышленность дала миру три основных бренда, продукция которых – электромагнитная автомобильная подвеска высокого класса. Это такие фирменные марки:

Каждый из них, базируясь на фундаментальном принципе работы, имеет свои отличия и изюминки, ряд преимуществ и недостатков. Объединяет их то, что каждая из них обеспечивает не только отличную плавность движения автомобиля, но и его отменную устойчивость при передвижении на большой скорости.

В плане комфортности и безопасности водителя и пассажиров такие магнитные подвески не имеют себе равных. Помимо того, они позволяют рационально использовать энергетический потенциал авто.

Магнитная подвеска SKF

Этот вариант сконструирован в формате капсулы, которую составляют два электромагнита. Бортовой компьютер сверхбыстро собирает информацию с всевозможных датчиков и с её учетом делает коррекцию жесткости демпфирующих элементов, определяя оптимальный режим передвижения машины. Ещё одним однозначным «плюсом» такой модели является то, что здесь сохранена возможность перейти от автоматического формата к механическому.

Подвеска Delphi

Такой вариант отличается особенным конструированием подвески – это однотрубный амортизатор, внутри которого находится магнитно-реологическая жидкость. Магнитные частицы в ней микроскопические, не более 10 микрон. Кроме того, в раствор добавляется определенная пропорция специального покрытия, чтобы частицы друг с другом не слипались. В поршне амортизатора, которым руководят с помощью электронного блока, содержится электромагнит. Когда подается управляющий сигнал, создается поле магнитного характера и частицы располагаются в упорядоченной структуре.

Такая подвеска отличается скоростью реакции и возможностью применять, при поломке, гидравлический амортизатор.

Гидравлический амортизатор для подвески
Гидравлический амортизатор

Электромагнитная подвеска Bose

Мало кто знает, что её создал известный изобретатель Арам Боуз, производящий классные музыкальные приспособления. В настоящее время такие модели являются, пожалуй, самыми популярными, показывая необыкновенную быстроту операций, которую обеспечивает магнитный шток.

Модель демонстрирует линейный электродвигатель. Зависимо от того, какой режим езды, такой двигатель функционирует в роли упругого или демпфирующего элемента. Кроме того, такая модель даёт возможность широко варьировать всевозможные настройки. Другой изюминкой считается «режим электрогенератора». Так, колебания машины превращаются в электроэнергию, которая концентрируется в аккумуляторах.

Электромагнитная подвеска Bose

Преимущества и недостатки магнитной подвески

О преимуществах таких подвесок разговор уже шел выше. Машина благодаря электромагнитной подвеске приобретает исключительную плавность хода и повышенный комфорт. К числу недостатков независимые эксперты относят отсутствие полной гарантии работы по-новому, в результате чего в них подчас приходится сохранять старые, механические или иные форматы организации плавности передвижения. Есть узкие места и отдельно у каждого из трёх брендов. К примеру, дальнейшее развитие подвески Bose тормозит отсутствие добротного программного обеспечения.

Препятствия для широкого распространения

Испытание новых подвесок показало, что за ними будущее, так как они дают ходовой части как бы второе дыхание. Главным препятствием на пути их масштабного распространения, в том числе в отечественном автопространстве, является их немалая цена. Однако, по мнению экспертов, уже в ближайшие годы всё изменится.

Электромагнитная подвеска — это реальность, или выдумка?

Подвеска Автомобильная подвеска – один из главных компонентов любого транспортного средства. Для чего же нужна подвеска? Она выполняет очень много задач, среди которых контроль за авто при передвижениях, обеспечения комфортных условий для водителя и его пассажиров. Подвески бывают разными: механическими, гидравлическими, пневматическими и т. д. Одним из современных видов автомобильных подвесок является, так называемая, электромагнитная подвеска. Но пока что подобные подвески не очень распространены.

Ещё со времён Максвелла и Фарадея, основоположников теории применения электромагнитного поля в практических целях, конструкторы и инженеры постоянно пытаются расширить границы использования таких явлений как сверхпроводимость и магнитная индукция. Ведь это открывает широчайшие возможности перед человечеством.

Но только в 80-х годах 20 века явление электромагнетизма начали применять с практическими целями. В 1982 году был построен первый поезд, который передвигался на магнитной подушке и достигал скорости 501 км/час. Это и положило начало новых разработок, в том числе и в автомобилестроении.

1. В чем уникальность электромагнитной подвески.

Электромагнитная подвеска

Автомобильная подвеска – это совокупность компонентов и механизмов, которые выполняют роль связующего звена между дорогой и кузовом. Автомобильная подвеска входит в состав шасси.

Электромагнитная подвеска, как и любая другая, выполняет такие функции:

1. Соединение колёс или мостов автомобиля с его кузовом или рамой.

2. Передача на несущую систему (кузов, рама) моментов и сил, которые возникают при взаимодействии колёс с дорогой.

3. Обеспечение нужного характера перемещений колёс относительно автомобильного кузова или рамы.

4. Обеспечение плавности хода автомобильного средства.

Автомобильные подвески состоят из таких основных компонентов:

1. Упругие составляющие, которые способны принимать и передавать силы в вертикальной плоскости.

2. Направляющие составляющие, которые формируют особенности перемещения автомобильных колёс, их связи между собой, а также воспринимают и передают боковые и продольные силы.

3. Амортизаторы, которые предназначаются для гашения колебаний несущей системы во время передвижения по дороге.

Электромагнитная подвеска В обычных подвесках один элемент может выполнять сразу несколько функций. Но большинство современных подвесок – это крайне сложные конструкции, состоящие из множества элементов, каждый из которых имеет свой назначение. Такой подход помогает обеспечить очень хорошие параметры управляемости, комфортабельности, устойчивости автомобиля, его безопасности В электромагнитных подвесках подобные составляющие также присутствуют, но они усовершенствованы и модифицированы. В чём же особенности конструкции таких подвесок? Электромагнитная подвеска автомобиля представляет собой конструкцию, в основе которой лежит электродвигатель. Этот двигатель имеет два режима работы: как демпфирующий элемент и как упругий элемент. Режим работы определяет микроконтроллер. Таким образом, этот электродвигатель заменяет стандартный автомобильный амортизатор.

Уникальность электромагнитной подвески состоит в том, что она работает безотказно и имеет очень высокий уровень безопасности. В случае прекращения подачи электроэнергии в систему подвески, она способна переключиться в механический режим работы посредством системы электромагнитов. То есть, становиться обычной механической подвеской. При всём этом электромагнитные подвески очень экономичны с точки зрения потребления электроэнергии. Такая экономичность становиться возможной из-за того, что на обратном ходе электромагнита происходит выработка электроэнергии.

2. Как работает электромагнитная подвеска.

Многим, наверное, уже стало интересно, как работает электромагнитная подвеска. В основе работы электромагнитной подвески лежит принцип электромагнетизма, то есть зависимости электрического и магнитного полей.

Амортизаторы Обычные механические подвески работают благодаря наличию пружин или упругих элементов. Гидравлические подвески используют в качестве рабочего элемента жидкость. Что касается электромагнитных подвесок, то в их конструкции используются электромагниты, от которых и произошло название подвески. Вся система управляется при помощи бортового компьютера (электронного узла), который в режиме реального времени снимает показатели с колёс и по всему периметру автомобильного кузова и посылает соответствующие команды на подвеску. Управлять электромагнитами намного проще, чем управлять жидкостью, пружинами и другими механическими элементами.

3. Виды электромагнитных подвесок.

Различают такие виды электромагнитных подвесок в зависимости от производителя:

1. SKF.

2. Delphi.

3. Bose.

Электромагнитные подвески SKF были разработаны в Швеции. В их основе лежит принцип простоты и надёжности. По конструкции подвеска SKF – это капсула, состоящая из двух электромагнитов. Когда транспортное средство находиться в движении, встроенный автомобильный бортовой компьютер анализирует датчики на колёсах и подаёт сигналы, изменяющие текучесть демпфирующего компонента подвески и создавая оптимальные условия для работы. В конструкции также присутствуют упругие элементы – пружины, которые обеспечиваю подвижность даже, если бортовой компьютер перестанет подавать сигналы.

Преимущества электромагнитных подвесок SKF:

1. При использовании подвесок этого вида, на автомобиле полностью отсутствует эффект, так называемого, «проседания» даже при длительной стоянке транспортного средства. Это достигается благодаря тому, что даже в неактивном состоянии аккумулятор продолжает питать элементы подвески.

2. Даже при отсутствии команд от бортового компьютера (к примеру, произошёл сбой в работе) подвеска сохраняет подвижность благодаря встроенным пружинам.

Электромагнитная подвеска Электромагнитная подвеска от компании Delphi по своему внешнему виду – это однотрубный амортизатор. Этот амортизатор заполняется специальным веществом с магнитными частями размером от 5 до 10 микрон и электромагнитом. Вещество заполняет треть всего объёма амортизатора. Кстати, в амортизаторе присутствует спецпокрытие, препятствующее сливу магнитного вещества. В качестве электромагнита выступает головка поршня. А управляет этим поршнем бортовой компьютер.

Принцип работы такой подвески состоит в следующем. Когда магнитное поле воздействует на амортизатор, магнитные частицы вещества выстраивают упорядоченную структуру, что способствует увеличению степени вязкости жидкости и переходу амортизатора на другой режим работы.

Преимущества электромагнитных подвесок Delphi:

1. Такие подвески в десять раз быстрее реагируют на запрос от компьютера, чем системы с электромагнитными клапанами (скорость реакции – одна миллисекунда).

2. Невысокая потребляемая мощность (всего 20 Вт).

3. Подвески очень универсальны. Если электромагнит выйдет из строя и управляющий сигнал будет отсутствовать, то подвеска автоматически перейдёт на режим обычного амортизатора, который использует гидравлику.

Амортизатор В 1980 году профессор одного из американских университетов Амар Боуз, являющийся ещё и совладельцем корпорации Bose провёл расчёты и определил оптимальные параметры для автомобильной подвески. После длительных исследований получилось разработать новый тип подвесок – электромагнитные подвески Bose. Это изобретение считается настоящим прорывом в отрасли автомобилестроения.

Электромагнитная подвеска компании Bose считается лучшим решением, что касается всех электромагнитных подвесок. Как показали пробные испытания такие подвески почти идеально устраняют все возникающие колебания. Подвеска Bose – это линейный электродвигатель, который способен работать в двух режимах:

1. Как упругий элемент.

2. Как демпфирующий элемент.

Подобная идея не нова. Но именно в компании Bose её смогли реализовать лучшим образом и добиться подобного быстродействия и подобных характеристик. В конструкции подвески Bose предусмотрен шток, на котором закрепляются постоянные магниты. Эти магниты способны выполнять возвратно-поступательные движения по всей длине обмотки статора. Подобное решение не только гасит все колебания при движениях на неровной дороге, а также открывает новые горизонты для управления автомобилем. Например, можно запрограммировать бортовой компьютер так, чтобы на момент выполнения какого-то виража было задействовано соответствующее колесо.

Электромагнитная подвеска Bose ещё и способна выступать в роли электрогенератора. Когда транспортное средство движется по некоторому участку пути, все колебания из-за неровностей дороги конвертируются в электрическую энергию. Эта энергия собирается в аккумуляторных батареях и может использоваться в будущем. Что касается недостатков, то подвеска Bose – крайне сложный механизм. И для его управления необходимо специальное программное обеспечение, которое всё ещё разрабатывается. Из-за этого обстоятельства в серийном производстве подвески Bose пока что не реализованы.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Электромагнитная подвеска автомобиля | Техника и человек

Идея электромагнитной подвески не нова. Её первые образцы появились в конце XX века на поездах. В этом не было ничего удивительного. Железнодорожный транспорт не имеет особых проблем с обеспечением электроэнергией, необходимой для работы систем такого типа. Но мысли об оснащении подобной ходовой частью автомобилей не давала покоя и конструкторам. Благодаря разработке новых технологий появились первые работоспособные устройства.

Они не нашли пока массового применения, зато стали причиной появления изрядного количества мифов и заблуждений. Постараемся развеять эти мифы и оценить, как обстоят дела с электромагнитной подвеской в действительности.

Различные принципиальные устройства

Исследования ведутся в различных направлениях. Но до реального воплощения дошли электромагнитные подвески следующих типов:

  1. Bose. Да-да, именно корпорация, занимающаяся разработкой звуковой аппаратуры и электронных систем, воплотила в жизнь одну из перспективных концепций.
  2. SKF. Шведский машиностроительный гигант, известный по всему миру благодаря качественным подшипникам, решил не оставаться в стороне и экспериментирует со своим вариантом электромагнитной подвески.
  3. Delphi. Один из самых крупных производителей автомобильных комплектующих, Delphi Corporation, чья штаб-квартира находится в США, имеет свой взгляд на перспективную конструкцию.

На сегодняшний день каждый из предложенных вариантов имеет свои достоинства и недостатки.

Bose

В электромагнитной подвеске такого типа используются принципы, сходные с теми, что заставляют работать магнитные динамики. Основные функции выполняет шток с магнитным сердечником, помещённый в создаваемое линейным электродвигателем магнитное поле. Ппривычные пружины, и стабилизаторы отсутствуют, а изменение упругих параметров подвески и положения кузова автомобиля достигается за счёт изменений характеристик магнитного поля. Вся система управляется электроникой, хотя остаётся возможность корректировки некоторых параметров с пульта управления. Необходимая информация поступает от датчиков, устанавливаемых в разных местах автомобиля. Некоторые компании, устанавливающие такие конструкции на свои машины, дополняют их стабилизаторами поперечной остойчивости.

К достоинствам электромагнитной подвески Bose относятся:

  • Малое количество механических компонентов, что обуславливает высокий ресурс конструкции и компактность её размещения.
  • Высокая скорость реакции. На движущийся в магнитном поле сердечник не влияют силы трения и его перемещения происходят очень быстро.
  • Возможность внесения изменений в характеристики прямо в движении. Автоматизация коррекции положения кузова.

Но есть и характерные недостатки:

  • Более высокое, по сравнению с другими системами, потребление электроэнергии.
  • Полная потеря работоспособности при прекращении подачи тока.
  • Необходимость оснащения системы производительным управляющим компьютером с качественным программным обеспечением.

Если все условия, необходимые для работы соблюдены, то подвеска Bose демонстрирует высокую эффективность.

SKF

Шведские разработчики решили не отказываться полностью от традиционных упругих элементов. Нагрузки воспринимаются цилинд

рическими пружинами, листовыми

рессорами или торсионами. Роль амортизатора выполняет устройство, сходное по своей конструкции с элементами электромагнитной подвески Bose. Многие специалисты полагают это направление более перспективным и работают над его развитием.

Действительно, у систем SKF есть определённые преимущества:

  • Меньшая требовательность к энергообеспечению.
  • Сохранение хотя бы частичной работоспособности даже при прекращении подачи тока.

При этом сохраняется возможность программирования, постоянного контроля и внесения изменений в работу непосредственно в движении. Тем не менее сохраняются некоторые недостатки к которым добавляются новые:

  • Увеличивается число деталей. Для размещения элементов конструкции требуется значительный объём пространство.
  • Несколько снижается скорость реакции.
  • Механические упругие элементы со временем утрачивают свои характеристики, что должно быть учтено при разработке программного обеспечения.

Работы по совершенствованию электромагнитной подвески SKF не прекращаются. Не исключено, что разработчики сумеют если не устранить перечисленные недостатки, то свести их к минимуму.

Delphi

Иные принципы использованы в устройствах, которые разрабатывает компания Delphi. Здесь также сохранены практически все привычные компоненты. Основное отличие заключается в заполняющей амортизаторы магнитореологической жидкости. Постараемся объяснить, что это такое, не вдаваясь в сложные описания и не используя высоконаучные термины.

Электромагнитная подвеска Delphi в действии – видео, наглядно иллюстрирующее конструкцию и полученный результат.

Магнитореолологической жидкостью принято называть состав, в котором во взвешенном состоянии находятся микроскопические частицы железа, кобальта или никеля. Попросту говоря, частички материалов, способных взаимодействовать с магнитным полем. Результатом такого взаимодействия становится изменение пределов текучести вещества. Среди всех качеств магнитореологической жидкости для работы электромагнитной подвески важны два:

  1. Хорошая агрегативная устойчивость в магнитном поле.
  2. Малое время отклика.

При её использовании получают амортизаторы с регулируемыми характеристиками. Параметры изменяются при подаче команд автоматически или с пульта управления.

Достоинствами конструкции являются:

  • Малое энергопотребление.
  • Сохранение работоспособности при прекращении подачи тока.

По сути, такую подвеску можно отнести к электромагнитным достаточно условно. Это не является недостатком, но эффективность узлов, изготовленных по схеме Delphi несколько ниже, чем аналогов от Bose и SKF.

Препятствия для широкого распространения

Основным препятствием для широкого распространения является значительная стоимость электромагнитной подвески, складывающаяся из цены на материалы и сложные технологические решения. Не меньшей проблемой стала и разработка программного обеспечения, способного обеспечить надёжное функционирование электромагнитной подвески автомобиля в различных условиях Многое предстоит сделать для того, чтобы уменьшить размеры сложных узлов.

До серийного производства дело пока не дошло, если речь идёт об установке дорогостоящего оборудования, то лишь в качестве дополнительного оснащения. И всё же многие компании пытаются оснащать свои автомобили конструкциями различного типа. Причём довольно успешно.

Попытки внедрения

Известно, что активные работы в этой области ведёт концерн Toyota. Он проводил испытания системы Bose на Lexus LX400 и теперь устанавливает её опционально на некоторые модели. Не отстают от японцев и немецкие разработчики. Правда, компания BMW не сделала окончательного выбора и использует как американские, так и шведские разработки.

Значительных успехов удалось достичь специалистам компании Дженерал Моторс. Удачной признана подвеска типа Bose, разработанная для модели Chevrolet Corvette. Но этим американские разработчики не ограничиваются. Они устанавливают перспективные конструкции не только на легковые, но и на грузовые машины.

Область грузовых перевозок

Использование подобного оснащения на грузовом транспорте имеет свою специфику. На больших и мощных автомобилях проще решается проблема энергообеспечения. Точность и высокая плавность работы позволяет минимизировать риски при перевозке грузов, требующих бережного обращения. А потому электромагнитную подвеску можно встретить на моделях DAF и Scania, Kässbohrer Setra и Neoplan. В сегменте коммерческого транспорта высокая стоимость уже не оказывается столь существенным недостатком.

Подводя итог

Внедрение новых конструкций и технологий часто тормозиться по финансовым причинам. Проходит немало времени, пока новые разработки не выходят на уровень окупаемости. Но когда это происходит, их стоимость начинает неуклонно снижаться, опускаясь до разумного уровня. Не исключено, что это правило относится и к электромагнитным подвескам. Будем надеяться, что настанет время, когда ими будут оснащаться доступные модели машин и никто уже не будет этому удивляться. Надо лишь набраться терпения и подождать.

Видео: уникальная электромагнитная подвеска для автомобилей

В 1980-х годах американская компания BOSE разработала уникальную автомобильную подвеску, которая обеспечивает оптимальный баланс между управляемостью и комфортом.

Процесс решения этих задач конфликтует друг с другом, в результате чего конструкторы вынуждены идти на компромисс.

В представительских седанах подвеска изначально проектируется для комфортного передвижения, но в результате автомобиль приобретает значительные крены в поворотах и раскачку на волнистых дорогах.

В спортивных автомобилях ситуация прямо противоположная — управляемость обеспечивается жёсткостью подвески, за счёт чего страдает комфорт. Компания BOSE, известный производитель акустических систем, попробовала решить эту проблему нестандартным образом.

Инженеры сконструировали подвеску на основе традиционной конструкции громкоговорителя. Звуковой динамик акустической системы работает за счёт перемещения звуковой катушки с медным проводом в магнитном поле. Под действием электрического тока катушка совершает линейные колебания, имеющие амплитуду в зависимости от мощности тока в витках катушки.

Электрический пикап Rivian разворачивается на месте в «режиме танка»: видео

Данный эффект применили к автомобильному амортизатору и в результате на свет появилась электромагнитная подвеска, бескомпромиссно решающая извечную проблему баланса комфорта и управляемости.

В качестве демпфирующего элемента в ней работает линейный электродвигатель в соответствии с алгоритмами управляющего контроллера. Электромотор заменяет стандартный амортизатор, его шток представляет собой постоянный магнит, в корпус встроена обмотка, а катушка представляет собой статор.

Магнитный шток совершает возвратно-поступательные движения по длине обмотки статора под действием управляемых электрических сигналов, которые генерируются специальными усилителями.

Такая конструкция не только эффективно гасит колебания, но и обеспечивает невероятные возможности для настройки управляемости.

Оборудованный такой подвеской автомобиль почти лишён кренов в поворотах и при этом гибко адаптируется под дорожные условия, демонстрируя высочайший уровень комфорта для пассажиров.

Система была испытана на базе седана Lexus LS400, но в серийное производство, к сожалению, так и не попала.

Революции в автопроме не случилось по вполне банальной причине: сверхсовременная и сложнейшая система оказалась слишком дорогой для использования на серийных автомобилях и проект был заморожен.

Уникальная электромагнитная подвеска для автомобилей

   

 

   Любая автомобильная подвеска выполняет две задачи: обеспечивает комфорт пассажиров и контролирует автомобиль в движении. Комфорт обеспечивается благодаря изоляции пассажиров от колебаний вызванных дорожными неровностями.

Контроль управления достигается устранениемраскачки автомобиля в различных плоскостях и удержанием хорошего контакта между покрышками и дорогой. К сожалению эти задачи находятся в конфликте друг с другом.

   В роскошных лимузинах подвеска обычно проектируется для создания комфорта, а результатом является то, что автомобиль раскачивается и кренится, в то время когдаповорачивает или тормозит.
В спортивных автомобилях, где упор делается на управляемость, подвеска жесткая, чтобы исключить раскачивание, но это происходит за счет комфорта.


Инженеры Bose взялись за решение этой проблемы. Результатом стал абсолютно новый подход к конструкции подвески.

 

      В 1980 году  провел математические измерения и определил оптимальные параметры работы автомобильной подвески, игнорируя ограничения существующих автомобильных подвесок. Результат пяти летних исследований показал, что возможно получение хорошего результата. После оценки традиционных, демпферных и гидравлических подвесок стало понятно, что ни одна из этих комбинаций не может сочетать факторы скорости, прочности и эффективности не отвечает желаемому результату. Исследования привели к созданию электромагнитной подвеске, которая смогла бы решить поставленную задачу.

Подвеске Bose требовались значительные усовершенствования в четырех сферах: создание линейных электромагнитных моторов, силовых усилителей, алгоритма управления и механизма расчета скорости. Инженеры Bose взялись за решение первых трех вопросов, четвертую же задачу оставили промышленности.

 
   Прототип подвески Bose был установлен на серийных машинах. Данные испытательные машины тестировались на различных дорогах и испытательных треках.

 


Автомобильная подвеска Bose® имеет линейный электромагнитный мотор, усилитель мощности на каждое колесо и набор алгоритмов управления. Запатентованная комбинация самой подвески и электроники впервые совместила великолепный комфорт и отличное управление в одном автомобиле.

Линейный электромагнитный мотор устанавливается на каждом колесе. Мотор имеет магниты и электромагнитные катушки. Когда подается ток на катушки, мотор воспроизводит возвратно-поступательное движение, сокращая или увеличивая расстояние между колесом и корпусом автомобиля.

Линейный электромагнитный мотор

.

Линейный электромагнитный мотор крепится в двух местах, имея два подсоединенных кабеля: силовой и управляющий.
Линейный электромагнитный мотор имеет две точки крепления. К нему подсоединены силовой и управляющий кабели. 

 

   Одно из ключевых преимуществ электромагнитной системы является скорость. Линейный электромагнитный мотор быстро реагирует на не ровности дорожного покрытия, тем самым, обеспечивая комфортную езду. В дополнение к этому мотор имеет прочную конструкцию, для обеспечения комфортного путешествия при агрессивном стиле вождения.
 

Сравнение традиционных заводских подвесок и подвесок Bose 
Взяты два автомобиля одного и того же производителя и той же модели для тест драйва в ночное время. Автомобиль на верхнем изображении имеет заводскую подвеску, установленную на заводе изготовителе. Автомобиль снизу оснащен подвеской Bose. Оба автомобиля тестируются на одинаковой скорости
.

 

Наклон корпуса во время поворота
На фото показаны одинаковые автомобили, которые выполняют агрессивные поворотные маневры.

Автомобиль слева имеет стандартную заводскую подвеску. На автомобиле справа установлена подвеска Bose.

  

 

 


   Силовой усилитель


   Силовой усилитель посылает сигнал на мотор после того, как поступил сигнал от контроля алгоритма. Усилители созданы на базе технологии созданной Доктором Bose в 1960 году, которая привела к созданию Корпорации Bose в 1964 году.
Сгенерированная сила усилителей поступает и возвращается на линейный электромагнитный мотор. На пример, когда подвеска Bose попадает в яму, мотор вытягивает амортизатор, с тем чтобы автомобиль не провалился. Когда автомобиль выходит из ямы, мотор сокращает выход амортизатора с помощью усилителя. Таким образом, подвеска Bose требует менее тридцати процентов энергии, потребляемой обычным автомобильным кондиционером.

Линейный электромагнитный мотор установлен на каждом колесе. Алгоритмы контроля управляются сенсорными измерениями, которые поступают на каждый из четырех моторов.

Линейные электромагнитные моторчики монтируются на модифицированной подвеске MacPherson. Нижняя тяга подвески и шестерня рулевого управления устанавливаются непосредственно на корпусе автомобиля. Каждое переднее колесо работают полностью автономно.

 

Передний угловой модуль подвески Bose
Передний угловой модуль подвески Bose представляет из себя соединительную распорку.
Линейный электромагнитный мотор работает как телескопическая подвеска совместно с двумя нижними рычагами управления. Торсионный вал подсоединен к одному из нижних рычагов, благодаря чему поддерживает вес автомобиля. Колесный амортизатор удерживает колесо от ударов, что приводит к потере контакта с дорогой.


 

Автомобильная подвеска Bose использует модульный подход при замене оригинальной заводской подвески..

 

 

 


    Алгоритмы контроля


    Система подвески Bose управляется системой математических алгоритмов, полученных благодаря 24 летней работе. Данные алгоритмы работают, отслеживая измерения сенсорных датчиков, посылая команды на силовые усилители, расположенные во всех углах автомобиля. Таким образом, выполняется задача плавной езды, исключая раскачивания и крены. 

 

    В большинстве производимых на сегодняшний день автомобилях подвеска состоит из передней и задней ее части, которые крепятся к автомобилю. Автомобильная подвеска Bose использует все преимущества стандартной подвески, заменив ее модули. Группа исследователей, используя такой подход, смогла инсталлировать подвеску Bose в существующие модели автомобили, Модуль передней подвески Bose использует модифицированную Bose стойку MacPherson совместно с задним модулем, используя двойную вилку для совмещения с электромагнитными моторамми, размещеными между кузовом автомобиля и каждым колесом. Торсионные пружины применяются для поддержки веса автомобиля. В дополнение наша подвеска имеет колесные демпферы для смягчения колебаний автомобиля из-за дорожного покрытия. В отличии от традиционных демпферов, которые передают вибрацию на корпус автомобиля и его пассажиров, демпфер системы Bose не воздействует на корпус автомобиля, поддерживая комфорт пассажиров.


    Поведение автомобиля


   Автомобиль, оснащенный подвеской Bose, прошел испытания на дорогах различного качества и в разных условиях, демонстрируя комфортное движение и устойчивое управление автомобилем. В дополнение к этому автомобили с нашей подвеской прошли все необходимые тесты на прочность независимыми организациями. Водители испытатели использовали приемы агрессивного вождения, такие как резкое перестроение автомобиля из одной полосы в другую, сразу отметили комфортность вождения. Одновременно с этим водители отметили отсутствие крена при резком торможении и ускорении автомобиля. Профессиональные водители отметили улучшенное управление автомобилем, что приводит к безопасному поведению автомобиля. Все это привело к решительному уменьшению колебания автомобиля, что привело к ощущению комфорта и управляемости. Впервые подвеска Bose продемонстрировала возможность сочетать комфортную езду на шикарном автомобиле бизнес класса и нежелательные колебания корпуса спортивного автомобиля. Это стало благодаря комбинации самой подвески и электроники.
«На Bose мы используем инновационное мышление во всем, что мы делаем: от наушников и домашних кинотеатров до автомобильной подвески. Мы верим в реальные инновации, которые происходят после того когда мы задаемся вопросом: а как сделать это лучше?» 

 

 

Магнитная подвеска автомобиля

Практическое применение теории электромагнитного поля нашли довольно недавно, в особенности в области автомобилестроения. Очень многие ученые трудятся над развитием способов различного применения явления магнитной индукции.

подвеска автомобиля магнитнаяподвеска автомобиля магнитная

Получаемый эффект, левитация, сможет открыть массу всего того, что ранее было науке недоступно. Сей эффект парения диэлектрика в магнитном поле до определенного времени вызывал в ученых чисто познавательный интерес, но после 80-х годов прошлого столетия до этой теории добрались отличные конструкторы. В 1982 был изобретен поезд на магнитной подушке, а потом М-Bahnсмог парить над автомобильной трассой и смог развить скорость до 500 км/ч.летающий автомобиль на магнитахлетающий автомобиль на магнитах

Способы практического применения

Однако применить эти технологии в автомобилестроении очень сложно, ведь обычный седан ездит по городу на колесах, и скорость в полтысячи километров ему явно ни к чему. Ведь если начать применять магнитные подушки повсеместно, то это мы увидим два основных минуса:

  • Необходимость возведения специальных дорог.
  • Убивает в корне многозадачность автомобилей.

И действительно, невозможно себе представить уже будет внедорожник или 18-ти колесник, т.к. как минимум нужно будет строить специальные дороги по всему миру, а это триллионы триллионов долларов. Однако сейчас конструкторы решили проводить опыты по внедрению эффекта магнитного поля в автомобилестроение.

Что такое магнитная подвеска автомобиля

Электромагнитная подвеска — это довольно сложное устройство в виде стойки на каждое колесо, заменяющее пружину и амортизатор. Управляется она электронным блоком и предназначена для обеспечения более высокой плавности хода автомобиля.

Отличие магнитной подвески от классических ее предшественниц заключается в возможности работы при полном отсутствии пружин, торсионов, стабилизаторов, амортизаторов и других вспомогательных элементов. Здесь функции этих компонентов выполняют электромагнитные клапаны или магнитно-реологическая жидкость. Хотя некоторые подвески оснащены пружинами и амортизаторами на случай, если выйдет из строя автоматическая система управления.

Если в гидравлических подвесках функциональным элементом служит специальная жидкость, в механических – упругие элементы (пружины), в пневматических – воздух, то в случае магнитного аналога эта роль отводится электромагнитам. Фактически это позволяет автолюбителю отслеживать все показатели положения кузова и колес в режиме реального времени.

Устройство магнитных подвесок автомобиля

Тут и появилась магнитная подвеска. По расчетам инженеров подвеска находится под управлением бортового компьютера машины и должна на основе эффекта левитации обеспечивать плавность хода, которую невозможно достичь механическими способами. Также такая подвеска автомобиля должна обеспечивать более стабильную управляемость.

Виды магнитных подвесок

Сейчас магнитная подвеска эволюционирует по нескольким путям, названия которых соответствуют названиям их производителей: подвеска от Delphi, SKFи Боуза.

Начнем по порядку. Подвеска от Delphiпредставляет собой однотрубный амортизатор, в котором содержится магнитно-реологическая жидкость. Размер магнитных частиц достигает всего лишь 10 микрон. Амортизатор изнутри покрыт специальным составом, которой препятствует стягиванию этих частиц. Головка поршня, что перемещается по корпусу это, по сути своей, электромагнит, который полностью контролируется бортовым компьютером.

Под действием направленного влияния электромагнита микрочастицы могут выстраиваться в определенный позиции, тем самым изменяя вязкость жидкости и условия работы амортизатора. Тем самым подвеска автомобиля меняет характеристики своей работы.

Реакция подвески автомобиля составляет всего лишь 1 миллисекунду, что быстрее чем в технологиях основанных на электромагнитных клапанах. Мощность электричества необходимая для полноценной работы достигает всего 20 Вт. Если подвеска нарушена, либо в ней отсутствует питание то магнитные амортизаторы работают как обычные гидравлические. Этот факт показывает насколько такая подвеска автомобиля универсальна.

Автомобильяна подвеска SKF

Шведская компания SKFпошла несколько иным путем, нежели наш предыдущий вариант. Они решили, что главное для автомобиля — это надежность конструкции и простота обслуживания. Амортизирующие элементы этого типа выполнены в несколько иной форме и сильно отличаются от обычного амортизаторы. Демпфирующий элемент выполнен в виде капсулы состоящую из двух электромагнитов. Бортовой компьютер автомобиля реагирует на показания особых колесных датчиков и изменяет мощность магнитов в режиме реального времени.

Тем самым моментально изменяется жесткость смягчающего элемента. Также как и в прошлом варианте универсальность автомобиля полностью сохраняется — роль упругого элемента выполняет обычная пружина, так что при отсутствии питания или поломке машина остается полностью работоспособной. Даже при очень долго стоянке кузов машины не проседает, так как аккумуляторная батарея не истощается.

Инновационная магнитная подвеска BOSE

Но самый значимый и весомы вклад в развитие магнитных подвесок сделал хозяин одноименной компании Амар Боуз, который является, кроме того, профессором американского технического университета. Мистер Боуз предложил, прямо скажем, не революционную технологию, но до него никто еще не добивался таких результатов.

Подвеска автомобиля по его конструкции должна иметь отдельный линейный двигатель, который имеет несколько режимов работы и работает в зависимости от выбранного либо как упругий, либо как демпфирующий элементы. В корпусе расположен шток на котором закреплены электромагниты. Шток совершает возвратно поступательные движения по оси статора, что также имеется в корпусе.

Данная конструкция позволяет эффективно гасить колебания, что возникают из-за характерных неровностей дороги. Также с такой подвеской можно представить себе всю полноту контроля над машиной. К примеру, при резком уходе в вираж правильно настроенный бортовой компьютер перераспределит нагрузку на заднее колесо со стороны поворота.

А наоборот, заходя в поворот, компьютер может перенести нагрузку на передние колеса. Как становится понятно -контроль над подвеской полный. Также есть возможность работы такой подвески в режиме генератора энергии, так что можно установить отдельный аккумулятор для питания подвески, и расход бензина не увеличится.

источник http://autodont.ru/suspender/ustrojstvo-magnitnyx-podvesok

Магнитный амортизатор что это

Ученые из голландского университета Eindhoven совместно с фирмой SKF разработали новый тип электромагнитных амортизаторных стоек.

магнитный амортизатор автомобилямагнитный амортизатор автомобиля

Идея электромагнитной подвески, суть которой сводится к использованию поля между двух магнитов, не нова. Применение подобных технологий в течение последних двух десятилетий активно разрабатываются Lotus, Infititi и Mercedes-Benz, хотя до серийного производства пока ни один из образцов не дошел.

Зато активные амортизаторы, заправленные специальной жидкостью, изменяющей вязкость под воздействием электромагнитного поля, достигли широкой популяризации и доступны на некоторых моделях гольф-класса.

Однако два года назад в идею полностью электромагнитной подвески вдохнула новые силы разработка профессора Массачусетского технологического института Амара Боуз (основателя Bose Corporation), который создал электромагнитные стойки, в которых роль как упругого элемента, так и демпфера выполняли статоры, чьим неподвижным элементом являлись сами стойки, а роторы находились в каждом из колес.

Весь комплекс получал сигналы от центрального контроллера, который анализировал данные различных датчиков и сенсоров и на основе их создавал алгоритм работы магнитного поля каждой стойки. Неоспоримый плюс этой системы в скорости реакции — намного быстрее любой гидравлики. А минус — большие энергозатраты на обслуживание электромагнитов.

Голландские же исследователи намерены решить эту проблему за счет использования электромагнитной «капсулы» только в качестве демпфера, а функция упругого элемента осталась за обычной пружиной. Капсула состоит из электромагнитного актуатора, управляющего блока и батареи. Общая потребляемая энергия системы 500 Вт — вдвое меньше, чем, скажем, у кондиционера.

Более того, разработчики заверяют, что батареи могут заряжаться от дорожной вибрации — энергии сжатия, которая у обычного амортизатора уходит в тепло. Центральный контролер анализирует данные акселерометров и других сенсоров, заранее увеличивая или уменьшая жесткость активной энергопоглощающей капсулы.

магнитные амортизаторы для автомобилямагнитные амортизаторы для автомобиля

В случае выхода из строя электроники, подвеска не проседает, а продолжает работать как обычная пружинная, только без амортизатора. По заверениям разработчиков, дорожные исследования показали улучшение управляемости и комфорта.

Сферические колеса на магнитной подвеске

Компания Goodyear, которая является производителем автомобильных покрышек с мировым именем, разработала дизайн сферической автомобильной покрышки, которая позволит автоматическим транспортным средствам перемещаться боком так же легко, как нынешние автомобили могут перемешаться вперед или назад. Применение подвески со сферическими колесами позволит избавиться от ограничений возможного направления движения, накладываемых традиционной конструкцией ось-колесо, которая остается практически неизменной уже почти 4 тысячи лет.сферическая электромагнитная подвеска для автомобилясферическая электромагнитная подвеска для автомобиля

Концепт сферической подвески, получившей название Eagle-360, был продемонстрирован компанией Goodyear Tire & Rubber Company в рамках 86-го Международного Автосалона, который проходил в Женеве, Швейцария. К сожалению, представители компании Goodyear не предоставили никаких технических деталей, касательно конструкции подвески и трансмиссии автомобиля со сферическими колесами. Единственной доступной информацией является то, что для этого используется бесконтактная подвеска, использующая эффект магнитной левитации. И, судя по приведенным изображениям, сферические колеса полностью скрыты под элементами кузова автомобиля.

Сферическая электромагнитная подвеска

Датчики, установленные на автомобиле, являются источником информации об дорожном покрытии и погодных условиях. Эта информации передается системе управления автомобиля, которая осуществляет контроль давления воздуха в шинах, скорость и направление их вращения. Кроме этого, в конструкции шин Eagle-360 использовано несколько идей, позаимствованных в живой природе. К этому можно отнести рисунок их протектора,, который напоминает поверхность сферического мозгового коралла семейства Faviidae, которая действует как своего органическая “губка”, обеспечивающая максимальное сцепление с поверхностью дороги при любых условиях.

Следует отметить, что высокая маневренность, способность двигаться боком и разворачиваться на месте являются весьма привлекательными способностями для автомобилей, предназначенных для езды в городских условиях. Поэтому, несмотря на отсутствие необходимых работоспособных технологий магнитной левитации, можно надеяться, что в будущем такие технологии все же появятся, и автомобили станут способны творить чудеса.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о