Características y dispositivo de suspensión electromagnética.

Las suspensiones electromagnéticas, a veces llamadas simplemente magnéticas, ocupan un lugar propio y completamente separado en una serie de diversas soluciones técnicas para elementos de chasis de automóviles. Esto es posible gracias al uso de la forma más rápida de controlar las características de fuerza de la suspensión: directamente mediante un campo magnético. No se trata de la hidráulica, donde todavía hay que aumentar la presión del fluido mediante una bomba y válvulas inertes, ni de la neumática, donde todo está determinado por el movimiento de las masas de aire. Esta es una reacción instantánea a la velocidad de la luz, donde todo está determinado únicamente por el ritmo de la computadora de control y sus sensores. Y los elementos elásticos y amortiguadores reaccionarán al instante. Este principio le da a los colgantes cualidades fundamentalmente nuevas.

¿Qué es la suspensión magnética?

Estos no son exactamente objetos flotantes en el espacio, no relacionados, pero algo similar está sucediendo aquí. El conjunto activo, que trabaja en la interacción de los imanes, se asemeja a un puntal convencional con un resorte y un amortiguador, pero difiere fundamentalmente en todo. La repulsión de los polos del electroimán del mismo nombre funciona como un elemento elástico, y el control rápido al cambiar la corriente eléctrica que circula por los devanados permite cambiar rápidamente la fuerza de esta repulsión.

Los colgantes diseñados por diferentes empresas se construyen de diferentes maneras. Algunos de ellos son completos, pero funcionan según otros principios, combinaciones de un elemento elástico y un amortiguador, otros pueden cambiar solo las características del amortiguador, que en la mayoría de los casos es suficiente. Se trata de velocidad.

Opciones de ejecución

Hay tres sistemas reales bien conocidos y bien desarrollados basados ​​en la interacción de electroimanes en puntales de suspensión. Los ofrecen Delphi, SKF y Bose.

sistema Delphi

La implementación más simple, aquí la cremallera contiene un resorte helicoidal convencional y un amortiguador controlado eléctricamente. La compañía lo destacó con razón como la parte más importante de la suspensión controlada. La rigidez estática no es tan importante, es mucho más útil para controlar propiedades en dinámica.

Para ello, se llena un amortiguador de tipo clásico con un fluido ferromagnético especial que puede polarizarse en un campo magnético. Por lo tanto, se hizo posible cambiar la característica de viscosidad del aceite del amortiguador a alta velocidad. Al pasar por surtidores y válvulas calibradas, proporcionará diferente resistencia al pistón y al vástago del amortiguador.

La computadora de suspensión recopila señales de numerosos sensores del vehículo y regula la corriente en el devanado del electroimán. El amortiguador responde a cualquier cambio en el modo de funcionamiento, por ejemplo, puede resolver baches de forma rápida y suave, evitar que el automóvil ruede en una curva o evitar que se hunda al frenar. La rigidez de la suspensión se puede elegir a su propia discreción entre los ajustes fijos disponibles para distintos grados de deportividad o comodidad.

Elemento de resorte magnético SKF

Aquí el enfoque es completamente diferente, el control se basa en el principio de elasticidad cambiante. Falta el resorte clásico principal; en cambio, la cápsula SKF contiene dos electroimanes que se repelen entre sí según la fuerza de la corriente aplicada a sus devanados. Dado que el proceso es muy rápido, un sistema de este tipo puede funcionar como un elemento elástico o como un amortiguador, aplicando la fuerza necesaria en la dirección adecuada para amortiguar las vibraciones.

Hay un resorte adicional en el bastidor, pero se usa solo como seguro en caso de fallas electrónicas. La desventaja es la altísima potencia consumida por los electroimanes, necesaria para crear una fuerza del orden que suele manifestarse en las suspensiones de los automóviles. Pero se las arreglaron con esto, y el aumento de la carga en la red eléctrica a bordo se ha convertido durante mucho tiempo en una tendencia general en la industria automotriz.

Suspensión magnética de Bose

El profesor Bose ha estado trabajando en altavoces toda su vida, por lo que utilizó el mismo principio en el elemento de suspensión activo que allí: el movimiento de un conductor que transporta corriente en un campo magnético. Tal dispositivo, donde un imán multipolar de la barra de cremallera se mueve dentro de un conjunto de electroimanes anulares, generalmente se denomina motor eléctrico lineal, ya que es aproximadamente lo mismo, solo el sistema de rotor y estator se despliega en una línea.

El motor multipolar es más eficiente que el sistema de XNUMX polos de SKF, por lo que el consumo de energía es notablemente menor. Muchos otros beneficios también. La velocidad es tal que el sistema puede eliminar la señal del sensor, invertir su fase, amplificar y así compensar completamente las irregularidades del camino con la suspensión. Algo similar sucede en los sistemas activos de cancelación de ruido que utilizan configuraciones de audio para automóviles.

El sistema funciona de manera tan eficiente que sus primeras pruebas mostraron una superioridad cualitativa incluso sobre las suspensiones estándar de automóviles premium. Al mismo tiempo, la longitud de los electroimanes lineales proporcionó un recorrido de suspensión significativo y un buen consumo de energía. Y una ventaja adicional resultó ser la capacidad de no disipar la energía absorbida durante el proceso de amortiguación, sino convertirla usando el reverso de los electroimanes y enviarla a un dispositivo de almacenamiento para su uso posterior.

Gestión de suspensión y realización de las prestaciones previstas

Las posibilidades de los mecanismos magnéticos en la suspensión se revelan completamente con la organización de un sistema de sensores, una computadora de alta velocidad y principios de software bien desarrollados. Los resultados son simplemente asombrosos:

• buen funcionamiento por encima de todas las expectativas;
• complejas reacciones de suspensión en las curvas, resaltando las ruedas cargadas y comenzando a subir;
• parando picotazos y recogidas del cuerpo;
• amortiguación completa de rollos;
• emancipación de colgantes en terrenos difíciles;
• resolver el problema de las masas no suspendidas;
• colaboración con cámaras y radares que escanean la carretera frente al automóvil en busca de acciones preventivas;
• la posibilidad de elaborar cartas de navegación, donde se registra previamente el relieve de la superficie.

Todavía no se ha inventado nada mejor que los colgantes magnéticos. Los procesos de desarrollo posterior y la creación de algoritmos continúan, el desarrollo continúa incluso en automóviles de las clases más altas, donde el precio de dichos dispositivos está justificado. Aún no ha llegado al punto de ser utilizado en chasis producidos en masa, pero ya está bastante claro que el futuro pertenece a tales sistemas.