Электромагнитная подвеска автомобиля

Идея электромагнитной подвески не нова. Её первые образцы появились в конце XX века на поездах. В этом не было ничего удивительного. Железнодорожный транспорт не имеет особых проблем с обеспечением электроэнергией, необходимой для работы систем такого типа. Но мысли об оснащении подобной ходовой частью автомобилей не давала покоя и конструкторам. Благодаря разработке новых технологий появились первые работоспособные устройства.

Они не нашли пока массового применения, зато стали причиной появления изрядного количества мифов и заблуждений. Постараемся развеять эти мифы и оценить, как обстоят дела с электромагнитной подвеской в действительности.

Различные принципиальные устройства

Исследования ведутся в различных направлениях. Но до реального воплощения дошли электромагнитные подвески следующих типов:

  1. Bose. Да-да, именно корпорация, занимающаяся разработкой звуковой аппаратуры и электронных систем, воплотила в жизнь одну из перспективных концепций.
  2. SKF. Шведский машиностроительный гигант, известный по всему миру благодаря качественным подшипникам, решил не оставаться в стороне и экспериментирует со своим вариантом электромагнитной подвески.
  3. Delphi. Один из самых крупных производителей автомобильных комплектующих, Delphi Corporation, чья штаб-квартира находится в США, имеет свой взгляд на перспективную конструкцию.

На сегодняшний день каждый из предложенных вариантов имеет свои достоинства и недостатки.

Bose

В электромагнитной подвеске такого типа используются принципы, сходные с теми, что заставляют работать магнитные динамики. Основные функции выполняет шток с магнитным сердечником, помещённый в создаваемое линейным электродвигателем магнитное поле. Пподвеска электромагнитнаяпривычные пружины, и стабилизаторы отсутствуют, а изменение упругих параметров подвески и положения кузова автомобиля достигается за счёт изменений характеристик магнитного поля. Вся система управляется электроникой, хотя остаётся возможность корректировки некоторых параметров с пульта управления. Необходимая информация поступает от датчиков, устанавливаемых в разных местах автомобиля. Некоторые компании, устанавливающие такие конструкции на свои машины, дополняют их стабилизаторами поперечной остойчивости.

К достоинствам электромагнитной подвески Bose относятся:

  • Малое количество механических компонентов, что обуславливает высокий ресурс конструкции и компактность её размещения.
  • Высокая скорость реакции. На движущийся в магнитном поле сердечник не влияют силы трения и его перемещения происходят очень быстро.
  • Возможность внесения изменений в характеристики прямо в движении. Автоматизация коррекции положения кузова.

Но есть и характерные недостатки:

  • Более высокое, по сравнению с другими системами, потребление электроэнергии.
  • Полная потеря работоспособности при прекращении подачи тока.
  • Необходимость оснащения системы производительным управляющим компьютером с качественным программным обеспечением.

Если все условия, необходимые для работы соблюдены, то подвеска Bose демонстрирует высокую эффективность.

SKF

Шведские разработчики решили не отказываться полностью от традиционных упругих элементов. Нагрузки воспринимаются цилинд

рическими пружинами, листовыми

рессорами или торсионами. Роль амортизатора выполняет устройство, сходное по своей конструкции с элементами электромагнитной подвески Bose. Многие специалисты полагают это направление более перспективным и работают над его развитием.

Действительно, у систем SKF есть определённые преимущества:

  • Меньшая требовательность к энергообеспечению.
  • Сохранение хотя бы частичной работоспособности даже при прекращении подачи тока.

При этом сохраняется возможность программирования, постоянного контроля и внесения изменений в работу непосредственно в движении. Тем не менее сохраняются некоторые недостатки к которым добавляются новые:

  • Увеличивается число деталей. Для размещения элементов конструкции требуется значительный объём пространство.
  • Несколько снижается скорость реакции.
  • Механические упругие элементы со временем утрачивают свои характеристики, что должно быть учтено при разработке программного обеспечения.
Работы по совершенствованию электромагнитной подвески SKF не прекращаются. Не исключено, что разработчики сумеют если не устранить перечисленные недостатки, то свести их к минимуму.

Delphi

Иные принципы использованы в устройствах, которые разрабатывает компания Delphi. Здесь также сохранены практически все привычные компоненты. Основное отличие заключается в заполняющей амортизаторы магнитореологической жидкости. Постараемся объяснить, что это такое, не вдаваясь в сложные описания и не используя высоконаучные термины.

Электромагнитная подвеска Delphi в действии – видео, наглядно иллюстрирующее конструкцию и полученный результат.

Магнитореолологической жидкостью принято называть состав, в котором во взвешенном состоянии находятся микроскопические частицы железа, кобальта или никеля. Попросту говоря, частички материалов, способных взаимодействовать с магнитным полем. Результатом такого взаимодействия становится изменение пределов текучести вещества. Среди всех качеств магнитореологической жидкости для работы электромагнитной подвески важны два:

  1. Хорошая агрегативная устойчивость в магнитном поле.
  2. Малое время отклика.

При её использовании получают амортизаторы с регулируемыми характеристиками. Параметры изменяются при подаче команд автоматически или с пульта управления.

Достоинствами конструкции являются:

  • Малое энергопотребление.
  • Сохранение работоспособности при прекращении подачи тока.

По сути, такую подвеску можно отнести к электромагнитным достаточно условно. Это не является недостатком, но эффективность узлов, изготовленных по схеме Delphi несколько ниже, чем аналогов от Bose и SKF.

Препятствия для широкого распространения

Основным препятствием для широкого распространения является значительная стоимость электромагнитной подвески, складывающаяся из цены на материалы и сложные технологические решения. Не меньшей проблемой стала и разработка программного обеспечения, способного обеспечить надёжное функционирование электромагнитной подвески автомобиля в различных условиях Многое предстоит сделать для того, чтобы уменьшить размеры сложных узлов.

До серийного производства дело пока не дошло, если речь идёт об установке дорогостоящего оборудования, то лишь в качестве дополнительного оснащения. И всё же многие компании пытаются оснащать свои автомобили конструкциями различного типа. Причём довольно успешно.

Попытки внедрения

Известно, что активныэлектромагнитная система подвески Boseе работы в этой области ведёт концерн Toyota. Он проводил испытания системы Bose на Lexus LX400 и теперь устанавливает её опционально на некоторые модели. Не отстают от японцев и немецкие разработчики. Правда, компания BMW не сделала окончательного выбора и использует как американские, так и шведские разработки.

Значительных успехов удалось достичь специалистам компании Дженерал Моторс. Удачной признана подвеска типа Bose, разработанная для модели Chevrolet Corvette. Но этим американские разработчики не ограничиваются. Они устанавливают перспективные конструкции не только на легковые, но и на грузовые машины.

Область грузовых перевозок

Использование подобного оснащения на грузовом транспорте имеет свою специфику. На больших и мощных автомобилях проще решается проблема энергообеспечения. Точность и высокая плавность работы позволяет минимизировать риски при перевозке грузов, требующих бережного обращения. А потому электромагнитную подвеску можно встретить на моделях DAF и Scania, Kässbohrer Setra и Neoplan. В сегменте коммерческого транспорта высокая стоимость уже не оказывается столь существенным недостатком.

Подводя итог

Внедрение новых конструкций и технологий часто тормозиться по финансовым причинам. Проходит немало времени, пока новые разработки не выходят на уровень окупаемости. Но когда это происходит, их стоимость начинает неуклонно снижаться, опускаясь до разумного уровня. Не исключено, что это правило относится и к электромагнитным подвескам. Будем надеяться, что настанет время, когда ими будут оснащаться доступные модели машин и никто уже не будет этому удивляться. Надо лишь набраться терпения и подождать.