Características e dispositivo de suspensão eletromagnética

As suspensões eletromagnéticas, às vezes chamadas simplesmente de magnéticas, ocupam seu próprio lugar completamente separado em várias soluções técnicas para elementos de chassis de automóveis. Isso é possível devido ao uso da maneira mais rápida de controlar as características de força da suspensão - diretamente usando um campo magnético. Isso não é hidráulica, onde a pressão do fluido ainda precisa ser aumentada por uma bomba e válvulas inertes, ou pneumática, onde tudo é determinado pelo movimento das massas de ar. Esta é uma reação instantânea à velocidade da luz, onde tudo é determinado apenas pelo ritmo do computador de controle e seus sensores. E os elementos elásticos e de amortecimento reagirão instantaneamente. Este princípio confere aos pingentes qualidades fundamentalmente novas.

O que é suspensão magnética

Estes não estão exatamente flutuando no espaço, objetos não relacionados, mas algo semelhante está acontecendo aqui. O conjunto ativo, trabalhando na interação de ímãs, se assemelha a um suporte convencional com mola e amortecedor, mas difere fundamentalmente dele em tudo. A repulsão dos pólos do eletroímã de mesmo nome funciona como um elemento elástico, e o controle rápido alterando a corrente elétrica que flui pelos enrolamentos permite alterar rapidamente a força dessa repulsão.

Pingentes projetados por diferentes empresas são construídos de maneiras diferentes. Alguns deles são completos, mas trabalhando em outros princípios, combinações de um elemento elástico e um amortecedor, outros são capazes de alterar apenas as características do amortecedor, o que na maioria dos casos é suficiente. É tudo uma questão de velocidade.

Opções de execução

Existem três sistemas reais bem conhecidos e bem desenvolvidos baseados na interação de eletroímãs em escoras de suspensão. Eles são oferecidos pela Delphi, SKF e Bose.

Sistema Delphi

A implementação mais simples, aqui o rack contém uma mola helicoidal convencional e um amortecedor controlado eletricamente. A empresa o destacou com razão como a parte mais importante da suspensão controlada. A rigidez estática não é tão importante, é muito mais útil para controlar propriedades em dinâmica.

Para fazer isso, um amortecedor do tipo clássico é preenchido com um fluido ferromagnético especial que pode ser polarizado em um campo magnético. Assim, tornou-se possível alterar a característica de viscosidade do óleo de amortecedor em alta velocidade. Ao passar por jatos e válvulas calibrados, proporcionará resistência diferente ao pistão e à haste do amortecedor.

O computador de suspensão coleta sinais de vários sensores do veículo e regula a corrente no enrolamento do eletroímã. O amortecedor responde a qualquer mudança no modo de operação, por exemplo, ele pode resolver de forma rápida e suave os solavancos, evitar que o carro role em uma curva ou evitar mergulhos ao frear. A rigidez da suspensão pode ser escolhida a seu critério a partir das configurações fixas disponíveis para vários graus de esportividade ou conforto.

Elemento de mola magnética SKF

Aqui a abordagem é completamente diferente, o controle é baseado no princípio da mudança de elasticidade. A mola clássica principal está ausente; em vez disso, a cápsula SKF contém dois eletroímãs que se repelem dependendo da intensidade da corrente aplicada aos seus enrolamentos. Como o processo é muito rápido, tal sistema pode funcionar como elemento elástico ou como amortecedor, aplicando a força necessária na direção certa para amortecer as vibrações.

Há uma mola adicional no rack, mas é usada apenas como seguro em caso de falhas eletrônicas. A desvantagem é a altíssima potência consumida pelos eletroímãs, necessária para criar uma força da ordem que normalmente se manifesta nas suspensões de automóveis. Mas eles lidaram com isso, e o aumento da carga na rede elétrica de bordo há muito se tornou uma tendência geral na indústria automotiva.

Suspensão magnética da Bose

O professor Bose trabalhou em alto-falantes toda a sua vida, então ele usou o mesmo princípio no elemento de suspensão ativa que lá - o movimento de um condutor de corrente em um campo magnético. Tal dispositivo, onde um ímã multipolar da haste do rack se move dentro de um conjunto de eletroímãs de anel, geralmente é chamado de motor elétrico linear, pois é aproximadamente o mesmo, apenas o sistema rotor e estator é implantado em uma linha.

O motor multipolar é mais eficiente que o sistema SKF de XNUMX polos, portanto, o consumo de energia é visivelmente menor. Muitos outros benefícios também. A velocidade é tal que o sistema pode retirar o sinal do sensor, inverter sua fase, amplificar e assim compensar totalmente as irregularidades da estrada com a suspensão. Algo semelhante acontece em sistemas de cancelamento de ruído ativo usando configurações de áudio do carro.

O sistema funciona de forma tão eficiente que seus primeiros testes mostraram uma superioridade qualitativa mesmo em relação às suspensões padrão dos carros premium. Ao mesmo tempo, o comprimento dos eletroímãs lineares proporcionou um curso de suspensão significativo e um bom consumo de energia. E um bônus adicional acabou sendo a capacidade de não dissipar a energia absorvida durante o processo de amortecimento, mas convertê-la usando o reverso dos eletroímãs e enviá-la para um dispositivo de armazenamento para uso posterior.

Gestão da suspensão e realização dos benefícios proporcionados

As possibilidades de mecanismos magnéticos na suspensão são totalmente reveladas com a organização de um sistema de sensores, um computador de alta velocidade e princípios de software bem desenvolvidos. Os resultados são simplesmente incríveis:

• bom funcionamento acima de todas as expectativas;
• reações complexas de suspensão em curvas, destacando rodas carregadas e começando a subir;
• aparando bicadas e captações do corpo;
• amortecimento completo dos rolos;
• emancipação de pendentes em terrenos difíceis;
• resolver o problema das massas não suspensas;
• colaboração com câmeras e radares varrendo a estrada na frente do carro para ações preventivas;
• a possibilidade de elaborar cartas de navegação, onde o relevo da superfície é pré-gravado.

Nada melhor do que pingentes magnéticos ainda foi inventado. Os processos de desenvolvimento e a criação de algoritmos continuam, o desenvolvimento está acontecendo mesmo em carros das classes mais altas, onde o preço de tais dispositivos é justificado. Ainda não chegou ao ponto de ser usado em chassis produzidos em massa, mas já está bastante claro que o futuro pertence a esses sistemas.