Электромагнитная подвеска: ЭМ-подвеска для автомобилей прямиком из восьмидесятых: наглядный видеоролик

ЭМ-подвеска для автомобилей прямиком из восьмидесятых: наглядный видеоролик

В 1980-х годах американская компания BOSE разработала уникальную автомобильную подвеску, которая обеспечивает оптимальный баланс между управляемостью и комфортом.

Теги:

Нетленка

Как это устроено

Видео

Прошлое

Алгоритм

Item 1 of 6

1 / 6

Процесс решения этих задач конфликтует друг с другом, в результате чего конструкторы вынуждены идти на компромисс.

В представительских седанах подвеска изначально проектируется для комфортного передвижения, но в результате автомобиль приобретает значительные крены в поворотах и раскачку на волнистых дорогах.

В спортивных автомобилях ситуация прямо противоположная — управляемость обеспечивается жёсткостью подвески, за счёт чего страдает комфорт. Компания BOSE, известный производитель акустических систем, попробовала решить эту проблему нестандартным образом.

Инженеры сконструировали подвеску на основе традиционной конструкции громкоговорителя. Звуковой динамик акустической системы работает за счёт перемещения звуковой катушки с медным проводом в магнитном поле. Под действием электрического тока катушка совершает линейные колебания, имеющие амплитуду в зависимости от мощности тока в витках катушки.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Данный эффект применили к автомобильному амортизатору и в результате на свет появилась электромагнитная подвеска, бескомпромиссно решающая извечную проблему баланса комфорта и управляемости.

В качестве демпфирующего элемента в ней работает линейный электродвигатель в соответствии с алгоритмами управляющего контроллера. Электромотор заменяет стандартный амортизатор, его шток представляет собой постоянный магнит, в корпус встроена обмотка, а катушка представляет собой статор.

Магнитный шток совершает возвратно-поступательные движения по длине обмотки статора под действием управляемых электрических сигналов, которые генерируются специальными усилителями.

Такая конструкция не только эффективно гасит колебания, но и обеспечивает невероятные возможности для настройки управляемости.

Оборудованный такой подвеской автомобиль почти лишён кренов в поворотах и при этом гибко адаптируется под дорожные условия, демонстрируя высочайший уровень комфорта для пассажиров.

Система была испытана на базе седана Lexus LS400, но в серийное производство, к сожалению, так и не попала.

Революции в автопроме не случилось по вполне банальной причине: сверхсовременная и сложнейшая система оказалась слишком дорогой для использования на серийных автомобилях и проект был заморожен.

youtube

Нажми и смотри

Электромагнитная подвеска Bose: устройство и принцип работы

Подвеска – ключевой элемент конструкции любого автомобиля. Её задача заключается в обеспечении комфорта людей в салоне во время движения и постоянного сцепления колёс с поверхностью дороги.

В мире существует немало компаний, изготавливающих подвески, но наиболее революционных успехов в этой области удалось добиться фирме Bose, которая даже не занимается производством авто.

Содержание

• История создания
• Особенности
• Демонстрация работы подвески
• Реакция рынка
• Субьда проекта
• Видео

История создателя подвески Босе

Индиец по происхождению, Амар Боуз родился в США в 1929 году, и с детства проявлял интерес к аудиотехнике. Будучи от природы человеком любознательным, Боуз интересовался разными сферами жизни, а не только музыкой. Ещё одним его увлечением были автомобили.

В отличие от автолюбителей того времени, ставивших на первое место скоростные характеристики и мощность двигателя, Боуз ценил комфорт. В 1964 году мужчина основал компанию по изготовлению наушников и акустики, а за 6 лет до этого события приобрел Pontiac с пневмобаллонной подвеской. Неизвестно, был ли он полностью удовлетворен ею, но, если судить по тому обстоятельству, что в 1980 году Боуз начал разрабатывать новый тип автомобильной подвески, претензии к ней у него были.

Подвеска Bose и её особенности

Обладая глубокими познаниями в сфере аудиотехники и понимая природу волн и колебаний, Боуз перенес имеющийся опыт в область автомобилестроения. Фактически профессор создал систему шумоподавления, но только в плане машин: придуманный им механизм гасил поступающие снаружи «колебания». Поняв, что идея имеет право на существование, через 3 года он создает отдельную команду для продолжения исследований, ведущихся втайне (внутри компании был образован отдел под названием Project Sound, что было сделано в целях конспирации – люди, не посвященные в детали проекта, могли подумать, что это очередное подразделение, занимающееся разработкой звуковых технологий).

В основе электромагнитной подвески Bose лежит мотор, питание которого обеспечивается за счёт усилителей, а его работой управляет микропроцессор. Мотор функционирует по принципу традиционной стойки амортизатора: он растягивает и сжимает конструкцию, но делает это за миллисекунды, в отличие от обычной пружины.

Именно эта особенность и отличает подвеску Bose Suspension от традиционной, работа которой ограничена физическими законами (в определенный момент времени пружинная подвеска перестаёт обеспечивать нужную скорость сжатия и разжатия, вследствие чего колебания начинают передаваться на кузов). Применение электромотора позволило решить проблему: его мощности с лихвой хватает для того, чтобы моментально откликаться на любую неровность, не позволяя колебаниям затрагивать кузов.

Применение подобной уникальной схемы требовало дополнительного питания, но и с этой проблемой удалось справиться опять же за счёт электромоторов, которые в процессе работы возвращали значительную часть затраченной ими энергии на усилители. Как показали проведённые исследования, такая организация работы подвески требует в 3 раза меньше энергии, чем автомобильный кондиционер.

Но на этом преимущества Bose Suspension System не заканчиваются: подвеска оказалась способной гасить даже мельчайшие неровности, проявляемые на уровне вибраций. Для этой цели были установлены демпферы, подавляющие микроколебания. Кроме того, механизм гарантировал ровное положение кузова как на неровностях, так и при совершении манёвров за счёт отсутствия раскачки при прохождении поворотов.

Работа над Suspensions Systems заняла долгих 24 года: публично представить проект Боуз решился лишь в 2004 году, однако даже тогда не позволил никому опробовать подвеску на практике. Но и без этого презентация произвела эффект разорвавшейся бомбы: никто не мог поверить, что кузов машины во время движения может оставаться полностью неподвижным вне зависимости от типа дороги.

Демонстрация работы подвески

Прототипом для тестирования разработки стала модель Lexus LS400: один автомобиль был оснащен традиционной подвеской, другой получил Bose Suspension, которая управлялась процессором Pentium III с частотой 750 МГц.

Программное управление активной подвеской давало возможность корректировать её функционирование, а также создавать алгоритмы работы для разных дорожных условий. Боуз отказался от подвески, используемой в настоящее время компанией Mercedes-Benz, когда при прохождении поворотов кузов авто наклоняется, что, во-первых, оказывается неожиданным для пассажиров, а во-вторых, провоцирует водителя на создание опасных ситуаций ввиду переоценки возможностей транспортного средства.

В ходе презентации было продемонстрировано сравнение двух подвесок – традиционной, используемой автомобилестроительными компаниями, и новой, придуманной Боузом (для большей наглядности на автомобиле с подвеской Bose была предусмотрена кнопка, при нажатии которой происходило переключение между ними). Журналисты, находясь в салоне, могли прокатиться по дороге с ямами и неровностями: при включении режима заводской подвески в зеркала заднего вида чётко было видно, как кузов раскачивается, при активации подвески Bose кузов оставался неподвижным.

Финальным аккордом, окончательно поразившим присутствующих, стало преодоление деревянной планки, когда кузов, невзирая на значительную высоту препятствия, продолжал оставаться в неподвижности (серийная реализация опции не предполагалась, но её демонстрация была необходимой для привлечения внимания к технологии как представителей прессы, так и возможных будущих партнеров).

Реакция рынка

В качестве потребителей своей продукции в компании Bose рассматривали крупных автопроизводителей спортивных и представительских машин класса люкс. Подвеску тестировали компании Honda, Ferrari и другие, и каждый из этих известных производителей отметил существенное преимущество разработки перед ныне существующими конструкциями. Однако когда дело доходило до расчётов затрат, руководство компаний брало паузу на обдумывание, и в итоге никто так и не решился на реализацию проекта.

Внедрение новой подвески требовало разработки и реализации сложной системы электропитания авто, что в конечном счёте влияло на значительное повышение стоимости конечного продукта. К примеру, помимо процессора, для работы требовалась магнитная система с применением неодимовых магнитов большой мощности, цена которых высока. Впрочем, Боуз, уверенный, что в недалеком будущем стоимость необходимых для создания конструкции компонентов снизится до приемлемой, видел главное препятствие не в этом.

Куда более серьезными ему казались две другие проблемы:

1. Большая масса конструкции подвески (разработка Bose весила на 90 кг больше обычной). Это напрямую влияло на ухудшение динамических показателей и увеличение расхода топлива, что на фоне ужесточаемых экологических требований превращалось в абсолютно нерешаемый вопрос.
2. Необходимость обширных дорогостоящих испытаний и, как следствие, инвестиций. В случае успеха это могло принести огромную прибыль, но при провале исследований столь серьезные финансовые вложения сделали бы Боуза банкротом.

Судьба проекта

Годы шли, но технология так и продолжала оставаться перспективной, но крайне сложной в плане реализации. На сегодняшний день ни с одним из автопроизводителей контракта заключено не было, но наработки были использованы для создания сидений с амортизацией, устанавливаемых на грузовые автомобили.

После смерти Боуза в 2013 году дальнейшая судьба проекта оказалась под вопросом. В итоге руководство фирмы выставило разработку на продажу: купить права на неё захотела компания ClearMotion, которая решила использовать её для модернизации классической подвески с пружинами (инженеры предприятия работают над электрогидравлическим модулем, ускоряющим отклик конструкции на неровности дороги). Уже даже на первый взгляд предложенные идеи (сбор информации о рельефе дорог и их хранения в облачных хранилищах с целью обеспечения последующего предугадывания поведения подвески) звучат сложнее, чем те, что предложил Боуз треть века назад, но удастся ли авторам довести задумку до этапа реализации, покажет время.

Видео подвески Bose

Что такое система электромагнитной подвески и как она работает?

Введение

Помните дни, когда при разработке автомобиля просто требовалась сборка множества механических компонентов с небольшим количеством электроники, и механическое движение этих компонентов позволяло управлять транспортным средством. Увы! Это были золотые дни для инженера-механика. С развитием технологий в настоящее время автомобиль представляет собой функцию 50% механических и 50% электрических компонентов, которые работают вместе, чтобы сделать возможным управление транспортным средством, а также сделать его эффективным и быстро реагирующим. Другими словами, мы можем сказать, что «Теперь у современных автомобилей есть мозги». Итак, сегодня в этой статье мы рассмотрим одно из значительных достижений в области интеллектуальных автомобильных систем, а именно Система электромагнитной подвески.

Электромагнитная система подвески в современных хэтчбеках и седанах высокого класса представляет собой ту же самую стойку McPherson (см. статью о системе подвески), которая используется в обычных автомобилях, но с продуманным изменением конструкции, т. е. с использованием электромагнитов внутри амортизаторов системы подвески, которые контролируются электронным блоком управления автомобиля, что делает подвеску на 100% более быстрой и эффективной, что, в свою очередь, делает поездку более плавной и удивительно стабильной.

Зачем тратить дополнительные деньги?

Бескомпромиссный комфорт, невероятные интеллектуальные функции и повышенная производительность — вот три современных требования современного покупателя. Когда речь идет о динамической стабильности и комфорте, нет лучшего варианта, чем электромагнитная подвеска, как –

• Крутой поворот высокая скорость всегда опасна из-за крена шасси, создаваемого центробежной силой, но в автомобилях, оснащенных электромагнитной подвеской, крен шасси практически незначителен из-за высокой жесткости амортизаторов с электронным управлением.
• Выбоины на городских дорогах являются помехой, когда речь идет о роскоши и комфорте, но когда мы говорим об автомобилях с электромагнитной подвеской, то эти дорожные неровности не влияют на комфорт пассажира из-за их высокого электромагнитного демпфирования, которое противостоит дороге. удары, воздействующие на шасси автомобиля.
• Когда мы говорим о небольших поездках по бездорожью, таких как поездка через несколько индийских деревень с обычными стойками Macpherson, поездка ощущается не меньше, чем поездка на американских горках с таким количеством поворотов живота, которые недопустимы, но если мы заменим подвеску на электромагнитные подвески Bose. благодаря их независимо управляемой подвеске с интеллектуальными датчиками устойчивости всех колес мы можем с комфортом наслаждаться нашим напитком даже на извилистой пересеченной местности.
• Применение электромагнитов, управляемых ЭБУ, в подвеске делает ее в 100 раз более быстрой, чем простая стойка Макферсона, эти подвески могут реагировать впечатляющее количество раз в секунду благодаря своим интеллектуальным датчикам устойчивости, управляемым электронным блоком управления автомобиля.
• Износ является самой большой болезнью, когда мы говорим о механических компонентах, что вовсе не является тревожной проблемой в системе электромагнитной подвески, поскольку они представляют собой интеллектуальные системы с минимальным механическим вмешательством, что, в свою очередь, снижает общее техническое обслуживание и увеличивает срок службы системы.

Читайте также:

• Различные типы двигателей в автомобиле
• Типы тормозной системы в автомобиле
• Как работает система подвески в автомобиле?

Маленькие минусы

Единственными небольшими минусами применения этих умных электромагнитных подвесок является их дороговизна и сложность конструкции.

Пересмотрим систему. (Детали конструкции)

Как мы уже обсуждали, система электромагнитной подвески является результатом незначительной модификации демпфера простой подвески со стойками Макферсона, поэтому конструкция этих двух почти не отличается. такой же.

То же, что у Macpherson, электромагнитная подвеска состоит из –

1. Нижний рычаг – То же, что и у стойки Macpherson. место крепления поворотного кулака.
2. Поворотный кулак или стойка – Деталь, которая используется в качестве крепления для ряда компонентов подвески, рулевого управления и тормозной системы автомобиля, в системе стоек Макферсона и электромагнитной подвески поворотный кулак используется в качестве нижнего рычага и верхнего демпфера монтажный компонент, который соединяет шасси и колесо в соответствии с расчетными углами.
3. Пружина и демпфер в сборе (подробную информацию о конструкции читайте в нашей статье о амортизаторах). В электромагнитной подвеске это компонент, в конструкции которого вносятся изменения, отличающие его от стойки Макферсона.

Внутри демпфера электромагнитной подвески, внутри круглого поршня, имеющего жидкостные каналы по корпусу, установлены ряды электромагнитов (с медной обмоткой), эти электромагниты подключены к электронному блоку управления ТС по входам.

Жидкость внутри демпфера электромагнитной подвески смешивается с рядом металлических частиц, которые отвечают за управление демпфированием и жесткость демпферов.

1. Датчики — количество датчиков, используемых с различными компонентами электромагнитной подвески, что делает эту систему умной и быстро реагирующей, эти датчики воспринимают требования поездки и посылают сигналы в ЭБУ автомобиля для управления подвеской соответственно и отвечают за устойчивость этой электромагнитной подвесной системы.
2. Электронный блок управления — Его также называют мозгом современного автомобиля, так как он управляет почти всеми системами современных автомобилей, как умный робот, ЭБУ представляет собой запрограммированный чипсет, который работает по разным алгоритмам для разных систем транспортное средство, чтобы разумно управлять различными системами транспортного средства.

Конечно, аккумулятор автомобиля используется в качестве источника питания для ЭБУ, а также для всех электронных частей умной автомобильной системы, например, электромагнитов в системах электромагнитной подвески.

Работа системы электромагнитной подвески

Как мы все знаем, целью любой системы подвески, будь то механической или электромагнитной, является обеспечение динамической устойчивости и комфорта автомобиля. Итак, чтобы понять работу электромагнитной подвески, нам нужно заглянуть внутрь демпфера этой системы подвески. Итак, давайте в-

• Когда водитель включает автомобиль, ЭБУ автомобиля активируется и начинает принимать и отправлять входные и выходные данные соответственно.
• В случае электромагнитной подвески, когда любой удар или поворот фиксируется рядом датчиков этой системы, входной сигнал отправляется в ЭБУ, который, в свою очередь, обрабатывает информацию и управляет подачей тока на электромагниты внутри поршня электромагнитного демпфера. приостановка.
• При входном токе, отправленном ЭБУ, электромагниты внутри поршня демпфера активируются и начинают соответственно генерировать магнитное поле.
• Благодаря этому магнитному полю, частицы металла, смешанные с демпфирующей жидкостью, при прохождении через каналы для жидкости над поверхностью поршня притягиваются и образуют ряд слоев внутри каналов для жидкости.
• При образовании этого металлического слоя внутри каналов для жидкости над поршнем амортизаторы становятся жесткими. (Жесткость этих амортизаторов прямо пропорциональна силе магнитного поля, которая зависит от сигналов ЭБУ)
• Жесткость, обусловленная этими металлическими частицами, предотвращает передачу кренов и дорожных ударов на шасси и делает поездку стабильной и комфортной. .
• Поскольку эта система управляется ЭБУ, мы можем получить независимую устойчивость подвески с различной жесткостью всех колес автомобиля, что, в свою очередь, делает эту систему умной, удобной и очень стабильной системой подвески.

Посмотрите видео для получения дополнительной информации

Применение

• Система электромагнитной подвески используется в автомобилях Audi, BMW, Mercedes, Tesla и т.д. из-за их высокой стоимости.
• Используется в поездах Маглев (магнитная левитация), на этом принципе электромагнитной подвески работает активный магнитный подшипник.

Электромагнитная подвеска | физика | Britannica

«,»url»:»Введение»,»wordCount»:0,»последовательность»:1},»imarsData»:{«INFINITE_SCROLL»:»»,»HAS_REVERTED_TIMELINE»:»false»},»npsAdditionalContents» :{},»templateHandler»:{«name»:»INDEX»},»paginationInfo»:{«previousPage»:null,»nextPage»:null,»totalPages»:1},»uaTemplate»:»INDEX», «бесконечный список прокрутки»: [{«p»:1,»t»:2198313}],»familyPanel»:{«topicInfo»:{«id»:2198313,»title»:»электромагнитная подвеска»,»url»:»https://www.britannica.com/topic/electromagnetic-suspension» ,»description»:»Маглев: Электромагнитная подвеска (EMS) и электродинамическая подвеска (EDS): Электромагнитная подвеска (EMS) использует силу притяжения между магнитами, присутствующими по бокам и днищу поезда, а также на направляющих, чтобы поднять поезд. EMS, получившая название Transrapid, использует электромагнит для отрыва поезда от направляющих. Притяжение от магнитов присутствует…»,»type»:»TOPIC»,»titleText»:»электромагнитная подвеска»,»metaDescription»:»Другие изделия, в которых электромагнитные обсуждается подвеска: маглев: Электромагнитная подвеска (EMS) и электродинамическая подвеска (EDS): Электромагнитная подвеска (EMS) использует силу притяжения между магнитами, присутствующими на боках и днище поезда, а также на направляющих, чтобы поднять поезд. Вариант EMS, под названием Transrapid, использует электромагнит, чтобы поднять поезд с направляющей. Притяжение от магнитов присутствует…»,»identifierHtml»:»физика»,»identifierText»:»физика»,»alternateTitles»:»EMS»,»topicClass»:»topic»,»topicKey»:»электромагнитная подвеска», «articleContentType»:»ИНДЕКС»,»ppTecType»:»КОНЦЕПЦИЯ»,»gaTemplate»:»ИНДЕКС»,»topicType»:»ИНДЕКС»,»relativeUrl»:»/topic/электромагнитная подвеска»,»assemblyLinkPrefix»:» /медиа/1/2198313/»},»topicLink»:{«title»:»электромагнитная подвеска»,»url»:»https://www.britannica.com/topic/electromagnetic-suspension»},»tocPanel»:{«title» :»Directory»,»itemTitle»:»Ссылки»,»toc»:null},»groups»:[]},»byline»:null,»citationInfo»:null,»веб-сайты»:null,»freeTopicReason»: «TOPIC_IS_INDEX_PAGE»,»topicCollectionLinks»:[],»articleSchemaMarkup»:{«keywords»:»электромагнитная подвеска»,»wordcount»:0,»url»:»https://www.britannica.com/topic/electromagnetic- подвеска»,»description»:»Другие статьи, в которых обсуждается электромагнитная подвеска: маглев: Электромагнитная подвеска (EMS) и электродинамическая подвеска (EDS): Электромагнитная подвеска (EMS) использует силу притяжения между магнитами, присутствующими по бокам и днищу поезда, и на направляющая для левитации поезда.