Магнитная подвеска: разновидности, устройство и принцип работы

Содержание

Магнитная подвеска автомобиля

Со времен Майкла Фарадея и Джеймса Максвелла, заложивших основы теории и практического применения электромагнитного поля, ученые и конструкторы, неустанно расширяют границы применения явления магнитной индукции и сверхпроводимости. Левитация, удерживание предмета в воздухе без какой либо видимой опоры, открывает поистине необозримые практические возможности.

Но эффект парения диэлектрика в магнитном поле до начала 80-х годов вызывал интерес скорее академический, нежели практический. В 1982 году началась постройка первого поезда на магнитной подушке. Магнитоплан M-Bahn парил над дорогой, удерживаемый в воздухе мощным магнитным полем и был способен развить скорость в 501 км/ч.

Содержание

Практическое применение теории электромагнитного поля в автомобилестроении
Виды электромагнитных подвесок
Магнитная подвеска от Delphi
Шведская магнитная подвеска
Электромагнитная подвеска профессора Боуза

Практическое применение теории электромагнитного поля в автомобилестроении

Но наработки, полученные в ходе конструирования магнитопланов, на данный момент абсолютно не пригодны для автомобиля. Магнитная подушка, сулящая такие преимущества, как отсутствие трения качения, малое потребление энергии и отсутствие амортизирующих узлов, требует:

устройства специальных дорог;
сводит на нет основное преимущество колесного транспорта – универсальность.

На данный момент основные усилия конструкторов направлены на усовершенствование ходовой части автомобиля путем введения электромагнитных управляющих элементов.

По замыслу исследователей, магнитная подвеска, управляемая сигналами бортового компьютера, обеспечит небывалую мягкость хода, надежное удержание на дороге, тем самым существенно повысит комфорт и уровень безопасности транспортного средства.

Виды электромагнитных подвесок

Исследования и разработки по улучшению ходовых качеств, сосредоточенные на системе подвески автомобиля, продвигаются по трем, отличным друг от друга, направлениям.

Подвеска Delphi;
Решение от компании SKF;
Электромагнитная подвеска Боуза.

Магнитная подвеска от Delphi

Электромагнитная подвеска, разработанная компанией Delphi, представляет собой однотрубный амортизатор, заполненный магнито-реологическим составом, жидкостью с включением магнитных частиц, размером от трех до десяти микрон.

Специальное покрытие препятствует их слипанию, а количество равно одной третьей от требуемого объема жидкости. Головка поршня амортизатора представляет собой электромагнит, управляемый сигналами бортового компьютера. Под действием наведенного магнитного поля, частицы выстраиваются в пространстве в упорядоченные структуры, тем самым увеличивая вязкость жидкости и изменяя режим работы амортизатора.

Историческая справка. Первые эксперименты с магнито-реологическим составом в 1940 году провел Яков Рабинович. Родившийся на заре двадцатого столетия, в украинском городе Харькове, в 1935 году эмигрировал в США, где работал в Национальном бюро стандартов.

Будучи талантливым инженером, запатентовал более 300 изобретений. Среди них присутствует патент на дисковый магнитный накопитель, прообраз современных винчестеров. Скончался осенью 1999 года.

Шведская магнитная подвеска

Другим путем решили пойти конструкторы шведской компании SKF, решив, что простота – залог успеха и надежности. Подвеска в их исполнении представляет собой капсулу, состоящую из двух электромагнитов. Бортовой компьютер автомобиля анализирует данные колесных датчиков и «на лету» изменяет жесткость магнитного демпферного элемента, выбирая наиболее оптимальный режим работы.

Роль упругого элемента выполняет обычная пружина, что позволяет транспортному средству сохранять подвижность при отсутствии управляющих сигналов. Кроме того, даже при длительной стоянке автомобиля, отсутствует эффект «проседания», причиной которого является истощение аккумуляторных батарей, питающих элементы подвески.

Электромагнитная подвеска профессора Боуза

Но истинный прорыв в данной области совершил Амар Боуз, профессор Массачусетского технологического университета, основатель и владелец компании BOSE. Выложенное в Интернет видео испытаний его изобретения глубоко потрясло автомобильную общественность.

Электромагнитная подвеска профессора Боуза представляет собой линейный электродвигатель, работающий в зависимости от выбранного режима в качестве упругого или демпфирующего элемента.

Идея, безусловно, не нова. Но никому еще не удавалось добиться хотя бы схожего быстродействия. Шток амортизатора, с закрепленными на нем постоянными магнитами, совершает возвратно-поступательные движения по длине обмотки статора, расположенного в корпусе узла.

Такая конструкция не только обеспечивает эффективное гашение колебаний, возникающих из-за неровности дороги, но и открывает новые возможности для управления транспортным средствам.

Заводя машину в вираж, можно подобрать такую схему сигналов бортового компьютера автомобиля, что опорным будет заднее внешнее колесо. Заехав в поворот, электромагнитная система перенесет нагрузку на внешнее переднее колесо. Как результат – полный контроль автомобиля на дорожном покрытии любого качества.

Электрогенератор – еще один режим работы подвески Боуза. При передвижении машины по прямой, колебания, вызванные неровностью дорожного покрытия, преобразовываются в электрический ток. Энергия не рассеивается в пространстве, а собирается в аккумуляторных батареях для дальнейшего использования (рекуперации).

Магнитная подвеска автомобиля 🦈 avtoshark.com

Сегодня электромагнитная подвеска автомобиля продолжает дорабатываться специалистами всего мира, которые смогут сделать ее доступней для широкого потребителя и ведущие автоконцерны начнут массовое использование данной технологии на популярных марках машин.

Со времен изобретения двигателя внутреннего сгорания автомобильная подвеска практически не изменилась — она совершенствовалась под реалии текущего момента. Электромагнитная подвеска автомобиля олицетворяет конструкционный прорыв, но требующий доработок для массового применения.

Что такое электромагнитная подвеска автомобиля

Роль, которую выполняет электромагнитная подвеска автомобиля, не отличается от обычных рессорных, торсионных, пружинных или пневматических – она осуществляет связь автомобиля с дорожным покрытием. В отличие от привычных подвесок, в магнитной отсутствуют традиционные детали и узлы: амортизаторы, стабилизирующие элементы, упругие стержни.

В конструкции с электромагнитной подвеской каждое колесо снабжено специальной стойкой, выполняющей работу амортизатора и упругого элемента вместе. Информация во время движения от колес поступает в электронный блок управления, а он руководит действиями подвески безотлагательно. Все, что в механических подвесках осуществляют узлы и детали, происходит под воздействием магнитного поля.

Как работает магнитная подвеска

Изучение электромагнитных — взаимодействие электрических и магнитных — полей привело ученых к мысли о создании летающего по воздуху транспорта. Применение такого метода позволило бы усовершенствовать средства передвижения без лишних комплектующих и узлов. Сегодня такие технологии возможны только в фантастических историях, хотя принцип электромагнетизма с 80-х годов 20 века применяется в конструкции автомобильной подвески.

Электромагнитная подвеска Bose

Принцип работы магнитной подвески основан на применении электродвигателя, выполняющего 2 функции:

Гасит или предотвращает колебания. Часть подвески, где магниты влияют друг на друга, выполняет функцию амортизатора и стойки.
Передает крутящий момент от мотора к колесам. Здесь применяется свойство отталкиваться одинаковых магнитных полюсов, а компьютерный процессор эту способность успешно использует в качестве упругих элементов, причем делает это практически молниеносно.

Магнитная подвеска применяется только ко всему автомобилю, в отличие от традиционных, где впереди может использоваться один принцип, а сзади другой.

Плюсы и минусы магнитных подвесок

Каждая конструктивная особенность имеет положительные стороны и недостатки.

Плюсы	Минусы
При отсутствии электрической энергии магнитная подвеска начинает работать, как механические аналоги.	Слишком высокая стоимость
Мгновенная реакция каждого колеса на изменение рельефа дороги.
Обеспечивает равномерную плавность движения.
Неровности трассы не ощущаются, как с пневматикой или пружинами, а система удерживает автомобиль, гася колебания и купируя крены кузова.
Комфортная езда для всех сидящих в салоне.
Максимальное использование возможностей машины при низких энергозатратах.

Лучшие производители

Первым транспортным средством в 80-х годах на магнитной подушке стал берлинский городской поезд магнитоплан, или маглев, от английского выражения magnetic levitation. Поезд реально парил над монорельсом. Сегодня загруженность больших городов объектами инфраструктуры не позволяет использовать маглев в первозданном виде, но есть планы приспособить его под стандартные железнодорожные пути для междугородних и интер-сити-экспрессов.

В автомобильной отрасли применяется три разновидности электромагнитных подвесок.

Электромагнитная подвеска для авто

Bose

Пионером в изобретении магнитных подвесок стал американский ученый и бизнесмен Амар Боуз. Так как он занимался разработками в области звука и радиоузлов, то конструктивно его подвеска основана на идентичном принципе — движении токопроводящего элемента в магнитном поле. Подвеска Bose имеет самое широкое распространение из всех, благодаря простоте. Устройство напоминает детали электрогенератора, развернутые в виде прямой:

магниты в форме кольца — статор;
разнополюсный стержневой магнит — ротор.

Возможность менять направление движения и полярность магнита позволяет использовать конкретное колесо под определенный маневр автомобиля на поворотах.

Подвеску Bose можно настроить таким образом, что во время езды по трассе с дефектами в ней генерировалась электрическая энергия и направлялась в аккумулятор.

Delphi

Американская корпорация по обеспечению комплектующими заводы General Motors в производстве электромагнитной подвески использует принцип качественной управляемости в движении. В данном варианте в комплект устройства входит:

амортизатор-труба;
жидкость с ферромагнитными частицами, покрытыми специальным веществом, предотвращающим слипание;
поршень с наконечником, управляющий всей системой.

Преимущество модели — мощность потребления 20 Вт. Реакция мелких заряженных частиц, от 5 до 10 микронов, намного лучше, чем у цельных магнитов, поэтому подвеска Delphi выполняет работу быстрее аналогов. Жидкость внутри амортизатора начинает функционировать по гидравлическому принципу, если блок управления отключается.

Подвеска Delphi

SKF

Еще один вид революционной подвески производится шведской машиностроительной компанией SKF. Изделие представляет собой конструкцию, состоящую из емкости, в которую помещены два электромагнита, и пружины, как страховка на случай выхода из строя электронного блока управления. Основной упор сделан на изменение упругих свойств.

Читайте также: Как проверить рулевую рейку на стук и люфт самостоятельно, диагностика исправности

Поломка любого элемента в традиционной подвеске приводит к снижению клиренса автомобиля. Магнитная подвеска от SKF предотвращает данное явления, так как даже в период длительного стояния машины основные элементы устройства подпитываются от аккумулятора.

Всем электромагнитным подвескам необходимо сложное программное обеспечение, гарантирующее стабильную работу системы. Для серийного использования требуется ряд доработок и снижение стоимости.

Вы можете использовать наши уникальные ФОТО, при указании активной ссылки — https://avtoshark.com/

электромагнитная подвеска

02.11.2021 0

Магнитные амортизаторы и стойки — комплекты магнитной подвески

Что такое магнитные амортизаторы и стойки?

Магнитные амортизаторы и стойки являются компонентами активной системы подвески. Вместо сжатого воздуха или винтовых пружин в этих системах используются магнитные жидкости, реагирующие на изменения дорожного покрытия и обеспечивающие демпфирующее сопротивление.

Как работают магнитные амортизаторы и распорки?

Системы MagneRide работают, используя электронные сигналы для регулировки сопротивления магнитореологической жидкости, также известной как магнитное масло. Это постоянный, циклический технологический процесс, включающий следующие этапы:

Датчики дорожного просвета на каждом колесе снимают постоянные механические показания высоты кузова автомобиля относительно оси.
Датчики отправляют эту информацию в электронный блок управления (ECU), который рассчитывает, требуется ли этому углу автомобиля большее или меньшее сопротивление, чтобы поддерживать движение на постоянной высоте. Этот небольшой компьютер также иногда называют электронным модулем управления (ECM).
ЭБУ посылает сигналы на магнитные стойки. Эти стойки содержат электромагнитные катушки, которые могут регулировать вязкость или толщину и твердость магнитного масла внутри. Когда стойке необходимо обеспечить большее сопротивление, например, когда автомобиль преодолевает выбоину на дороге, жидкость становится более вязкой, и наоборот.

Что входит в коробку с магнитной подвеской Strutmasters?

Поскольку каждый комплект разработан специально для каждого автомобиля, его компоненты различаются. Тем не менее, каждый комплект магнитных амортизаторов и стоек Strutmasters поставляется со всем необходимым для замены изношенной магнитной подвески. Ваш комплект будет включать некоторые или все из следующего:

Полный комплект магнитной стойки и амортизатора
Замена магнитного амортизатора
Комплект проводки или жгут проводов
Все необходимое крепежное оборудование

Это может быть не все. Будьте уверены, что при покупке любого комплекта или компонента магнитной подвески Strutmasters у вас будет все необходимое для его установки.

Преимущества магнитных амортизаторов и стоек Strutmasters

Выбирая запасные части подвески Strutmasters, вы получаете продукт, на который можно положиться. Все комплекты и компоненты Strutmasters соответствуют одним и тем же строгим стандартам, что дает им следующие преимущества:

Гарантированная установка: Каждый компонент был тщательно разработан, чтобы полностью заменить ваши OEM-детали MagneRide с идеальной посадкой.
Качественные материалы. Наши магнитные амортизаторы и стойки изготовлены из лучших сплавов, что обеспечивает длительный срок службы.
Ответственное производство. Продукты Strutmasters производятся известными производителями в США, что позволяет нашей команде по обеспечению качества внимательно следить за тем, как они производятся.
Гарантия на продукт. Мы предлагаем годовую гарантию на каждый комплект и компонент магнитного амортизатора, стойки, чтобы дать владельцам такую же уверенность в наших продуктах, как и у нас.

С 1999 года компания Strutmasters предлагает автовладельцам высококачественные и доступные решения по подвеске. Эти компоненты и комплекты были спроектированы, разработаны и изготовлены с использованием отраслевых знаний и опыта в течение двух десятилетий, чтобы обеспечить наилучшую замену магнитного амортизатора и стойки за ваши деньги.

Вы можете приобрести необходимые детали или комплекты из нашей линейки продуктов, указанной выше. Если вам нужна помощь в поиске подходящих компонентов для вашего автомобиля или у вас есть какие-либо вопросы, свяжитесь с нашей командой экспертов по подвеске через чат в правой части экрана или по телефону 866-597-2397 в рабочее время.

Магнитная подвеска для велосипеда (Введение) » Tejas Nikumbh

1 Комментарий / Автомобилестроение, Машиностроение, Производственный процесс, Машиностроение / Автор Теннесси

Магнитная подвеска особенно поддерживается за счет свойства магнитов, которые подобно полюсам магнитов отталкиваются друг от друга. Эта характеристика магнитов используется для подвески системы. этот метод также содержит пружину между этими двумя магнитами, чтобы избежать прямого контакта двух магнитов из-за перегрузки. этот метод находит значительное количество применений в промышленности.

В системе подвески двухколесного транспортного средства используется спиральная пружина, которая через некоторое время становится более жесткой и снижает амортизирующий эффект. Это ограничение было преодолено с помощью магнитной подвески. Амортизирующий эффект обеспечивается магнитным подвесом, существующим до поры до времени. В верхней части внутренней части цилиндра закреплен один магнит. Второй магнит расположен в центре более тонкой части цилиндра, который совершает возвратно-поступательные движения вверх и вниз благодаря отталкиванию. 2 магнита борются друг с другом, чтобы реализовать аспект подвески.

Причинение образования подвески колебаниям, образующимся в транспортном средстве, которые возникают из-за неровностей дороги, для обеспечения комфорта как агрегату транспортного средства, так и пассажирам, находящимся в транспортном средстве.

этот метод позволяет отказаться от использования обычной подвески благодаря ее низкой стоимости и возможности обслуживания. Магнитная подвеска может быть амортизирующим устройством. Магнитная подвеска может быть методом, при котором объект подвешивается без каких-либо опор, кроме магнитных полей. Как правило, подвески используются пружинного типа.

Магниты расположены таким образом, чтобы обеспечить большее отталкивание. Магниты необходимого качества с требуемой силой магнитного потока. Системы магнитной подвески широко изучены и нашли множество применений. Большинство систем магнитной подвески представляют собой системы электромагнитной подвески (E-Systems), в которых используются электромагниты, но здесь вместо них используются постоянные магниты. Для различных подвесок используются различные механизмы, такие как поперечный рычаг, двухрычажная, многорычажная и т. д. Когда в подвеске используется рычаг (шарнир), он содержит рычаг и два звена для горизонтального расположения подвески.

Направление левитации горизонтальное, и в положении равновесия притяжение магнита адекватно силе подвешенного объекта. Затем, при поддержке принципа, согласно которому магнетизм обратно пропорционален квадрату зазора между магнитом и, следовательно, ферромагнитным телом, механизм управляет воздушным зазором между магнитом в соответствии с нагрузкой, и, следовательно, объект регулирует притяжение. внутри рамы есть несколько частей, которые представляют собой квадратную полосу.

Магнитная подвеска может адаптироваться к неровностям дорожного покрытия несколько сотен раз в секунду, на самом деле для регулировки любого из амортизаторов требуется всего пара миллисекунд. Магнитная подвеска описана как самая быстро реагирующая подвеска в мире, поскольку датчики контролируют поверхность с твердым покрытием до 1000 раз в секунду, и европеец может вносить изменения в течение пары миллисекунд, что приводит к вероятности множественных изменений демпфирования в течение секунды. Магнитная система управления плавностью хода использует систему, называемую магнитореологической технологией для демпфирования подвески.

Каждый абсорбер заполнен полимерной жидкостью, содержащей множество мелких магнитных частиц. Электрический заряд передается жидкости внутри поглотителя, что немедленно изменяет положение частиц в жидкости и ее вязкость. Вязкость полимерной жидкости часто изменяется до почти твердого состояния, почти как у пластика или резины по составу. поскольку вязкость жидкости изменяется, она предлагает разницу в демпфировании. Каждый из четырех демпферов регулируется индивидуально и независимо, даже если кажется, что каждый из них делает то же самое. Это обеспечивает плавную езду по различным дорожным покрытиям. Магнитная подвеска снижает вибрации; подпрыгивание, шум и крен кузова очень эффективно на всех дорожных покрытиях и на любой скорости, на которой может двигаться автомобиль.

Уменьшение крена кузова может снизить потребность в стабилизаторах поперечной устойчивости. Еще одним преимуществом является то, что эти амортизаторы легко предлагают самый простой из обоих миров в компромиссе между комфортом езды и управляемостью, которому подвержены многие другие системы подвески. Хотя такая подвеска обеспечивает комфортную езду, спортивные настройки часто применяются или настраиваются в системе, чтобы удовлетворить потребности автомобилей с высокими характеристиками. В Cadillac-V используется магнитная подвеска/магнитная система управления ходом, и он заслужил уважение многих за комфорт при движении/управляемость, которые максимально компрометируют его мощный двигатель.

Магнитные амортизаторы имеют такие же размеры и точки соединения, что и другие типы амортизаторов, поэтому они обычно крепятся к шасси автомобиля почти так же, как спиральная пружинная подвеска. Магнитная подвеска или магнитная система управления ходом используются в различных автомобилях Cadillac и некоторых других автомобилях высокого класса от General Motors (GM), таких как Chevrolet Corvette. Другие компании, такие как Ferrari и Audi, также используют магнитную подвеску в своих автомобилях. Ferrari использует их в большинстве своих автомобилей, а Audi использует их в TT и своем суперкаре R8. Независимо от того, является ли магнитная подвеска мягкой для комфорта или жесткой для производительности, она сохраняет быстрое время отклика, чтобы немедленно изменить демпфирование, когда это необходимо.

Когда люди думают о характеристиках автомобиля, они обычно думают о крутящем моменте в лошадиных силах и ускорении от 0 до 60. Но все возможности поршневого двигателя бесполезны, если движущая сила не может управлять автомобилем. Вот почему автомобильные инженеры обратили свое внимание на систему подвески практически сразу после освоения четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

Задача акровой подвески — максимизировать трение между коленями и дорожным покрытием, обеспечить устойчивость рулевого управления при хорошей управляемости, а также обеспечить комфорт пассажиров. В этой статье мы рассмотрим, как работают автомобильные подвески, как они развивались с годами и куда движется планирование подвесок в будущем.

Если бы дорога была идеально ровной, без неровностей, подвески не понадобились бы.

Но дороги далеко не ровные. Даже на недавно вымощенных автомагистралях есть незначительные дефекты, которые будут взаимодействовать с колесами автомобиля. Именно эти несовершенства прикладывают силы к колесам. Согласно законам движения Ньютона, все силы имеют как величину, так и направление. Удар на дороге заставляет колесо маневрировать вверх и вниз перпендикулярно поверхности с твердым покрытием. Величина, конечно, зависит от того, сталкивается ли колесо с огромной кочкой или с крупинкой. В любом случае колесо испытывает вертикальное ускорение, потому что оно пересекает несовершенство. Без промежуточной конструкции вся вертикальная энергия колеса передается на раму, которая движется в том же направлении. В такой ситуации колеса могут полностью потерять контакт с дорогой. Затем под действием нисходящей силы тяжести колеса могут удариться о мощеную поверхность. Возможно, вам нужна система, которая будет поглощать энергию колеса с вертикальным ускорением, позволяя раме и кузову двигаться без помех, в то время как колеса будут двигаться по неровностям дороги.

Разное