Característiques i dispositiu de suspensió electromagnètica

Les suspensions electromagnètiques, de vegades simplement anomenades magnètiques, ocupen el seu propi lloc completament separat en diverses solucions tècniques per als elements del xassís d'automòbils. Això és possible gràcies a l'ús de la manera més ràpida de controlar les característiques de potència de la suspensió, utilitzant directament un camp magnètic. Això no és hidràulica, on encara cal augmentar la pressió del fluid mitjançant una bomba i vàlvules inerts, o pneumàtica, on tot està determinat pel moviment de masses d'aire. Es tracta d'una reacció instantània a la velocitat de la llum, on tot està determinat únicament pel ritme de l'ordinador de control i els seus sensors. I els elements elàstics i amortidors reaccionaran a l'instant. Aquest principi dóna als penjolls qualitats fonamentalment noves.

Què és la suspensió magnètica

Aquests no són exactament objectes que suren a l'espai, no relacionats, però aquí està passant alguna cosa semblant. El conjunt actiu, que treballa en la interacció dels imants, s'assembla a un puntal convencional amb una molla i un amortidor, però en difereix fonamentalment en tot. La repulsió dels pols de l'electroimant del mateix nom funciona com un element elàstic, i el control ràpid canviant el corrent elèctric que flueix pels bobinatges permet canviar la força d'aquesta repulsió a gran velocitat.

Els penjolls dissenyats per diferents empreses es construeixen de diferents maneres. Alguns d'ells són complets, però treballant en diferents principis, combinacions d'un element elàstic i un amortidor, d'altres només poden canviar les característiques de l'amortidor, que en la majoria dels casos és suficient. Tot és qüestió de velocitat.

Opcions d'execució

Hi ha tres sistemes reals coneguts i ben desenvolupats basats en la interacció d'electroimants en puntals de suspensió. Els ofereixen Delphi, SKF i Bose.

Sistema Delphi

La implementació més senzilla, aquí el bastidor conté una molla helicoïdal convencional i un amortidor controlat elèctricament. L'empresa ho va assenyalar amb raó com la part més important de la suspensió controlada. La rigidesa estàtica no és tan important, és molt més útil controlar les propietats en dinàmica.

Per fer-ho, un amortidor de tipus clàssic s'omple amb un fluid ferromagnètic especial que es pot polaritzar en un camp magnètic. Així, va ser possible canviar la característica de viscositat de l'oli amortidor a alta velocitat. Quan es passa a través de dolls i vàlvules calibrats, proporcionarà una resistència diferent al pistó i la barra de l'amortidor.

L'ordinador de suspensió recull senyals de nombrosos sensors del vehicle i regula el corrent al bobinat de l'electroimant. L'amortidor respon a qualsevol canvi en el mode de funcionament, per exemple, pot resoldre els cops de manera ràpida i suau, evitar que el cotxe rodi en un gir o evitar la immersió en frenar. La rigidesa de la suspensió es pot triar segons la vostra discreció entre els ajustaments fixos disponibles per a diferents graus d'esportivitat o confort.

Element de molla magnètic SKF

Aquí l'enfocament és completament diferent, el control es basa en el principi de l'elasticitat canviant. Falta la molla clàssica principal; en canvi, la càpsula SKF conté dos electroimants que es repel·leixen mútuament en funció de la força del corrent aplicat als seus bobinatges. Com que el procés és molt ràpid, aquest sistema pot funcionar com a element elàstic o com a amortidor, aplicant la força necessària en la direcció correcta per amortir les vibracions.

Hi ha una molla addicional al bastidor, però només s'utilitza com a assegurança en cas de fallades de l'electrònica. El desavantatge és la molt alta potència que consumeixen els electroimants, que és necessària per crear una força de l'ordre que es manifesta habitualment en les suspensions d'automòbils. Però van fer front a això i l'augment de la càrrega a la xarxa elèctrica a bord s'ha convertit durant molt de temps en una tendència general a la indústria de l'automòbil.

Suspensió magnètica de Bose

El professor Bose ha estat treballant amb altaveus tota la seva vida, de manera que va utilitzar el mateix principi en l'element de suspensió activa que hi havia: el moviment d'un conductor que porta corrent en un camp magnètic. Aquest dispositiu, on un imant multipolar de la vareta del bastidor es mou dins d'un conjunt d'electroimants d'anell, se sol anomenar motor elèctric lineal, ja que és aproximadament el mateix, només el sistema de rotor i estator es desplega en una línia.

El motor multipols és més eficient que el sistema de dos pols SKF, de manera que el consum d'energia és notablement menor. També molts altres beneficis. La velocitat és tal que el sistema pot eliminar el senyal del sensor, invertir la seva fase, amplificar i així compensar completament les irregularitats de la carretera amb la suspensió. Alguna cosa semblant passa amb els sistemes actius de cancel·lació de soroll que utilitzen configuracions d'àudio del cotxe.

El sistema funciona de manera tan eficient que les seves primeres proves van demostrar una superioritat qualitativa fins i tot sobre les suspensions estàndard dels cotxes premium. Al mateix temps, la longitud dels electroimants lineals va proporcionar un recorregut de suspensió important i un bon consum d'energia. I un avantatge addicional va ser la possibilitat de no dissipar l'energia absorbida durant el procés d'amortiment, sinó de convertir-la utilitzant el revers dels electroimants i enviar-la a un dispositiu d'emmagatzematge per al seu ús posterior.

Gestió de la suspensió i realització de les prestacions previstes

Les possibilitats dels mecanismes magnètics a la suspensió es revelen completament amb l'organització d'un sistema de sensors, un ordinador d'alta velocitat i principis de programari ben desenvolupats. Els resultats són senzillament sorprenents:

• bon funcionament per sobre de totes les expectatives;
• reaccions complexes de suspensió a les corbes, destacant rodes carregades i començant a pujar;
• parar picoteigs i recol·lectes del cos;
• amortiment complet dels rotlles;
• emancipació de penjolls en terrenys difícils;
• resoldre el problema de les masses no suspeses;
• col·laboració amb càmeres i radars que escanegen la carretera davant del cotxe per a accions preventives;
• la possibilitat d'elaborar cartes de navegació, on el relleu de la superfície estigui preenregistrat.

Encara no s'ha inventat res millor que els penjolls magnètics. Els processos de desenvolupament posterior i la creació d'algoritmes continuen, el desenvolupament continua fins i tot en cotxes de les classes més altes, on el preu d'aquests dispositius està justificat. Encara no ha arribat al punt d'utilitzar-se en xassís de producció en sèrie, però ja està ben clar que el futur pertany a aquests sistemes.