Elektromagnetinės pakabos savybės ir įtaisas
Turinys
Elektromagnetinės, kartais tiesiog vadinamos magnetinėmis, pakabos užima savo, visiškai atskirą vietą tarp įvairių techninių automobilių važiuoklės elementų sprendimų. Tai įmanoma dėl to, kad naudojamas greičiausias būdas valdyti pakabos galios charakteristikas – tiesiogiai naudojant magnetinį lauką. Tai ne hidraulika, kur skysčio slėgį dar reikia didinti siurbliu ir inertiniais vožtuvais, ar pneumatika, kur viską lemia oro masių judėjimas. Tai momentinė reakcija šviesos greičiu, kai viską lemia tik valdymo kompiuterio ir jo jutiklių tempas. O elastiniai ir slopinantys elementai sureaguos akimirksniu. Šis principas suteikia pakabukams iš esmės naujų savybių.
Kas yra magnetinė pakaba
Tai ne visai erdvėje plaukiojantys, su niekuo nesusiję objektai, bet kažkas panašaus vyksta ir čia. Aktyvus blokas, veikiantis sąveikaujant magnetams, primena įprastą statramstį su spyruokle ir amortizatoriumi, tačiau iš esmės skiriasi nuo jo viskuo. Tų pačių elektromagnetų polių atstūmimas veikia kaip tamprus elementas, o greitas valdymas keičiant apvijomis tekančią elektros srovę leidžia keisti šio atstūmimo jėgą dideliu greičiu.
Įvairių įmonių sukurtos pakabos statomos skirtingais būdais. Vieni jų yra visaverčiai, tačiau veikiantys skirtingais principais, tampraus elemento ir amortizatoriaus deriniais, kiti gali pakeisti tik amortizatoriaus charakteristikas, ko daugeliu atvejų pakanka. Viskas priklauso nuo greičio.
Vykdymo galimybės
Yra trys gerai žinomos ir gerai išvystytos realios sistemos, pagrįstos elektromagnetų sąveika pakabos statramsčiuose. Juos siūlo Delphi, SKF ir Bose.
Delphi sistema
Paprasčiausias įgyvendinimas, čia statramstyje yra įprasta spyruoklė ir elektra valdomas amortizatorius. Bendrovė teisingai išskyrė jį kaip svarbiausią kontroliuojamos sustabdymo dalį. Statinis standumas nėra toks svarbus, daug naudingiau valdyti savybes dinamiškai.
Tam klasikinio tipo amortizatorius užpildomas specialiu feromagnetiniu skysčiu, kuris gali būti poliarizuotas magnetiniame lauke. Taigi tapo įmanoma dideliu greičiu pakeisti amortizatoriaus alyvos klampumo charakteristikas. Praeinant per kalibruotas purkštukus ir vožtuvus, jis suteiks skirtingą pasipriešinimą stūmokliui ir amortizatoriaus kotui.
Pakabą valdantis kompiuteris renka signalus iš daugybės transporto priemonės jutiklių ir reguliuoja srovę elektromagneto apvijoje. Amortizatorius reaguoja į bet kokį darbo režimo pasikeitimą, pavyzdžiui, gali greitai ir sklandžiai sugerti nelygumus, neleisti automobiliui riedėti posūkyje arba neleisti nardyti stabdant. Pakabos standumą galite pasirinkti savo nuožiūra iš galimų fiksuotų nustatymų su skirtingu sportiškumo ar komforto laipsniu.
SKF magnetinis spyruoklinis elementas
Čia požiūris yra visiškai kitoks, kontrolė grindžiama elastingumo keitimo principu. Trūksta pagrindinės klasikinės spyruoklės, vietoj to SKF kapsulėje yra du elektromagnetai, kurie vienas kitą atstumia priklausomai nuo į apvijas tiekiamos srovės stiprumo. Kadangi procesas vyksta labai greitai, tokia sistema gali veikti kaip elastingas elementas arba kaip amortizatorius, tiekiantis reikiamą jėgą reikiama kryptimi, kad slopintų vibracijas.
Statramoje yra papildoma spyruoklė, tačiau ji naudojama tik kaip draudimas įvykus elektronikos gedimams. Trūkumas yra labai didelė elektromagnetų suvartojama galia, kuri būtina norint sukurti tokią tvarką, kuri dažniausiai pasireiškia automobilių pakabose. Tačiau jie su tuo susidorojo, o borto elektros tinklo apkrovos padidėjimas jau seniai buvo bendra automobilių pramonės tendencija.
Magnetinė pakaba iš Bose
Profesorius Bose'as visą gyvenimą dirbo prie akustinių sistemų garsiakalbių, todėl aktyviajame pakabos elemente naudojo tą patį principą kaip ir ten – laidininką judino srove magnetiniame lauke. Panašus įtaisas, kai kelių polių statramsčio strypo magnetas juda žiedinių elektromagnetų rinkinyje, paprastai vadinamas linijiniu elektros varikliu, nes tai yra maždaug tas pats dalykas, tik rotoriaus ir statoriaus sistema yra išdėstyta linijoje.
Kelių polių variklis veikia efektyviau nei SKF dviejų polių sistema, todėl energijos suvartojimas yra pastebimai mažesnis. Yra daug kitų privalumų. Greitis toks, kad sistema gali pašalinti signalą iš jutiklio, pakeisti jo fazę, sustiprinti ir taip visiškai kompensuoti kelio nelygumus pakaba. Kažkas panašaus vyksta aktyviose triukšmo mažinimo sistemose, kuriose naudojamos automobilių akustinės sistemos.
Sistema veikia taip efektyviai, kad pirmieji jos bandymai parodė kokybinį pranašumą net prieš standartines aukščiausios klasės automobilių pakabas. Tuo pačiu metu linijinių elektromagnetų ilgis užtikrino didelę pakabos eigą ir gerą energijos talpą. Ir papildoma premija buvo galimybė neišsklaidyti slopinimo proceso metu sugertos energijos, o konvertuoti ją naudojant elektromagnetų reversą ir išsiųsti į saugojimo įrenginį vėlesniam naudojimui.
Pakabos kontrolė ir teikiamos naudos realizavimas
Magnetinių mechanizmų galimybės pakaboje visiškai atsiskleidžia organizuojant jutiklių sistemą, greitaeigį kompiuterį ir gerai išvystytus programinės įrangos principus. Rezultatai tiesiog nuostabūs:
- lygumas viršija visus lūkesčius;
- sudėtingos pakabų reakcijos posūkiuose, apkrautų ir pradedamų kelti ratų išryškinimas;
- atmušti kūno pečius ir griebimus;
- pilnas ritinių slopinimas;
- pakabų išlaisvinimas sudėtingoje vietovėje;
- neišspręstų masių problemos sprendimas;
- bendras darbas su kameromis ir radarais, skenuojančiais kelią priešais automobilį, siekiant aktyvių veiksmų;
- galimybė kurti navigacinius žemėlapius ten, kur paviršiaus topografija buvo iš anksto įrašyta.
Nieko geresnio už magnetines pakabas dar nebuvo išrasta. Tolimesni algoritmų kūrimo ir kūrimo procesai tęsiasi, plėtra vyksta net ir aukščiausios klasės automobiliuose, kur tokių įrenginių kaina pasiteisina. Jis dar nepasiektas pritaikymo ant masinės gamybos važiuoklės, tačiau jau visiškai aišku, kad ateitis priklauso nuo tokių sistemų.
