Elektromagnētiskās balstiekārtas īpašības un ierīce
saturs
Elektromagnētiskās, dažreiz vienkārši sauktās par magnētiskajām, balstiekārtas ieņem savu, pilnīgi atsevišķu vietu vairākos dažādos tehniskos risinājumos automobiļu šasijas elementiem. Tas ir iespējams, jo tiek izmantots ātrākais veids, kā kontrolēt balstiekārtas jaudas raksturlielumus - tieši izmantojot magnētisko lauku. Tā nav hidraulika, kur šķidruma spiediens vēl jāpalielina ar sūkni un inertiem vārstiem, vai pneimatika, kur visu nosaka gaisa masu kustība. Tā ir tūlītēja reakcija gaismas ātrumā, kur visu nosaka tikai vadības datora un tā sensoru darbības temps. Un elastīgie un amortizējošie elementi reaģēs uzreiz. Šis princips piešķir kuloniem principiāli jaunas īpašības.
Kas ir magnētiskā balstiekārta
Tie nav gluži kosmosā peldoši, nesaistīti objekti, bet te notiek kaut kas līdzīgs. Aktīvais mezgls, kas strādā pie magnētu mijiedarbības, atgādina parasto statni ar atsperi un amortizatoru, taču būtiski atšķiras no tā visā. Tāda paša nosaukuma elektromagnētu stabu atgrūšana darbojas kā elastīgs elements, un ātra vadība, mainot caur tinumiem plūstošo elektrisko strāvu, ļauj mainīt šī atgrūšanas spēku lielā ātrumā.
Dažādu firmu izstrādātie kuloni tiek būvēti dažādos veidos. Daži no tiem ir pilnvērtīgi, bet strādājot pēc citiem principiem, elastīga elementa un amortizatora kombinācijām, citi spēj mainīt tikai amortizatora raksturlielumus, ar ko vairumā gadījumu pietiek. Tas viss ir par ātrumu.
Izpildes iespējas
Ir trīs labi zināmas un labi attīstītas reālas sistēmas, kuru pamatā ir elektromagnētu mijiedarbība balstiekārtas statņos. Tos piedāvā Delphi, SKF un Bose.
Delphi sistēma
Vienkāršākais variants, šeit statīvs satur parasto spirāles atsperi un elektriski vadāmu amortizatoru. Uzņēmums to pilnīgi pamatoti izcēla kā vissvarīgāko kontrolētās balstiekārtas daļu. Statiskā stingrība nav tik svarīga, daudz lietderīgāk ir kontrolēt īpašības dinamikā.
Lai to izdarītu, klasiskā tipa amortizators ir piepildīts ar īpašu feromagnētisko šķidrumu, ko var polarizēt magnētiskajā laukā. Tādējādi kļuva iespējams ar lielu ātrumu mainīt amortizatoru eļļai raksturīgo viskozitāti. Izejot cauri kalibrētām strūklām un vārstiem, tas nodrošinās atšķirīgu pretestību virzulim un amortizatora kātam.
Piekares dators savāc signālus no daudziem transportlīdzekļa sensoriem un regulē strāvu elektromagnēta tinumā. Amortizators reaģē uz jebkādām izmaiņām darbības režīmā, piemēram, tas var ātri un vienmērīgi novērst izciļņus, neļaut automašīnai ripot pagriezienā vai novērst niršanu bremzējot. Piekares stingrību var izvēlēties pēc saviem ieskatiem no pieejamajiem fiksētajiem iestatījumiem dažādām sportiskuma vai komforta pakāpēm.
Magnētiskais atsperes elements SKF
Šeit pieeja ir pavisam cita, kontrole balstās uz mainīgas elastības principu. Trūkst galvenās klasiskās atsperes; tā vietā SKF kapsulā ir divi elektromagnēti, kas viens otru atgrūž atkarībā no to tinumiem pievadītās strāvas stipruma. Tā kā process ir ļoti ātrs, šāda sistēma var darboties kā elastīgs elements vai kā amortizators, pieliekot nepieciešamo spēku pareizajā virzienā, lai slāpētu vibrācijas.
Statīvā ir papildu atspere, bet tā tiek izmantota tikai kā apdrošināšana elektronikas bojājumu gadījumā. Trūkums ir ļoti lielā elektromagnētu patērētā jauda, kas nepieciešama, lai radītu tādu spēku, kāds parasti izpaužas automašīnu balstiekārtās. Bet viņi ar to tika galā, un slodzes palielināšanās borta elektrotīklā jau sen ir kļuvusi par vispārēju tendenci automobiļu rūpniecībā.
Magnētiskā balstiekārta no Bose
Profesors Bose visu mūžu ir strādājis pie skaļruņiem, tāpēc aktīvajā piekares elementā izmantoja to pašu principu kā tur - magnētiskajā laukā pārvietoja strāvu nesošo vadītāju. Šādu ierīci, kurā stieņa stieņa daudzpolu magnēts pārvietojas gredzena elektromagnētu komplektā, parasti sauc par lineāro elektromotoru, jo tas ir aptuveni vienāds, līnijā ir izvietota tikai rotora un statora sistēma.
Daudzpolu motors ir efektīvāks nekā SKF divu polu sistēma, tāpēc elektroenerģijas patēriņš ir ievērojami mazāks. Arī daudzas citas priekšrocības. Ātrums ir tāds, lai sistēma varētu noņemt signālu no sensora, mainīt tā fāzi, pastiprināt un tādējādi pilnībā kompensēt ceļa nelīdzenumus ar balstiekārtu. Kaut kas līdzīgs notiek aktīvajās trokšņu slāpēšanas sistēmās, izmantojot automašīnas audio iestatījumus.
Sistēma darbojas tik efektīvi, ka tās pirmie testi uzrādīja kvalitatīvu pārākumu pat pār standarta premium automašīnu balstiekārtām. Tajā pašā laikā lineāro elektromagnētu garums nodrošināja ievērojamu balstiekārtas gājienu un labu enerģijas patēriņu. Un kā papildu bonuss izrādījās iespēja amortizācijas procesā absorbēto enerģiju nevis izkliedēt, bet gan pārveidot, izmantojot elektromagnētu reversu, un nosūtīt uz disku vēlākai lietošanai.
Apturēšanas vadība un sniegto labumu realizācija
Magnētisko mehānismu iespējas balstiekārtā pilnībā atklājas ar sensoru sistēmas organizēšanu, ātrdarbīgu datoru un labi izstrādātiem programmatūras principiem. Rezultāti ir vienkārši pārsteidzoši:
- vienmērīga darbība, kas pārsniedz visas cerības;
- sarežģītas piekares reakcijas līkumos, izceļot noslogotus un sāk celties riteņus;
- Ķermeņa knābju un pacēlumu apturēšana;
- pilnīga ruļļu slāpēšana;
- kulonu emancipācija sarežģītā reljefā;
- neatsperoto masu problēmas risināšana;
- sadarbība ar kamerām un radariem, kas skenē ceļu automašīnas priekšā, lai veiktu preventīvas darbības;
- iespēja izstrādāt navigācijas kartes, kur virsmas reljefs ir iepriekš ierakstīts.
Nekas labāks par magnētiskajiem kuloniem vēl nav izgudrots. Turpinās tālākas izstrādes un algoritmu veidošanas procesi, attīstība notiek pat uz augstāko klašu automašīnām, kur šādu ierīču cena ir pamatota. Tā vēl nav nonākusi līdz izmantošanai uz sērijveida šasijas, taču jau tagad ir pilnīgi skaidrs, ka nākotne pieder šādām sistēmām.
