Merkmale und Gerät der elektromagnetischen Aufhängung

Elektromagnetische, manchmal einfach magnetische Aufhängungen nehmen einen eigenen, völlig separaten Platz in einer Reihe von verschiedenen technischen Lösungen für Automobil-Fahrwerkselemente ein. Möglich wird dies durch die Verwendung der schnellsten Möglichkeit, die Kraftcharakteristik der Aufhängung zu steuern - direkt über ein Magnetfeld. Das ist weder Hydraulik, wo der Fluiddruck noch durch eine Pumpe und träge Ventile erhöht werden muss, noch Pneumatik, wo alles durch die Bewegung von Luftmassen bestimmt wird. Dies ist eine sofortige Reaktion in Lichtgeschwindigkeit, bei der alles nur vom Tempo des Steuercomputers und seiner Sensoren bestimmt wird. Und die elastischen und dämpfenden Elemente reagieren sofort. Dieses Prinzip verleiht den Pendelleuchten grundlegend neue Qualitäten.

Was ist Magnetaufhängung?

Dies sind nicht gerade im Raum schwebende, nicht verwandte Objekte, aber hier geschieht etwas Ähnliches. Die aktive Baugruppe, die an der Wechselwirkung von Magneten arbeitet, ähnelt einem herkömmlichen Federbein mit einer Feder und einem Stoßdämpfer, unterscheidet sich jedoch in allem grundlegend davon. Die Abstoßung der gleichnamigen Elektromagnetpole wirkt als elastisches Element, und durch eine schnelle Steuerung durch Änderung des durch die Wicklungen fließenden elektrischen Stroms können Sie die Stärke dieser Abstoßung schnell ändern.

Anhänger, die von verschiedenen Unternehmen entworfen wurden, werden auf unterschiedliche Weise hergestellt. Einige von ihnen sind vollwertig, arbeiten aber nach anderen Prinzipien, Kombinationen aus einem elastischen Element und einem Dämpfer, andere können nur die Eigenschaften des Stoßdämpfers ändern, was in den meisten Fällen ausreicht. Es dreht sich alles um Geschwindigkeit.

Versionen

Es gibt drei bekannte und weit entwickelte reale Systeme, die auf der Wechselwirkung von Elektromagneten in Federbeinen basieren. Sie werden von Delphi, SKF und Bose angeboten.

Delphi-Systeme

Einfachste Ausführung, hier enthält die Zahnstange eine herkömmliche Schraubenfeder und einen elektrisch gesteuerten Stoßdämpfer. Das Unternehmen hat es zu Recht als den wichtigsten Teil der geregelten Federung herausgestellt. Die statische Steifigkeit ist nicht so wichtig, sie ist viel nützlicher, um Eigenschaften in der Dynamik zu steuern.

Dazu wird ein klassischer Stoßdämpfer mit einer speziellen ferromagnetischen Flüssigkeit gefüllt, die in einem Magnetfeld polarisiert werden kann. Somit wurde es möglich, die Viskositätscharakteristik des Stoßdämpferöls bei hoher Geschwindigkeit zu ändern. Beim Durchgang durch kalibrierte Düsen und Ventile wird dem Kolben und der Stoßdämpferstange ein unterschiedlicher Widerstand entgegengebracht.

Der Aufhängungscomputer sammelt Signale von zahlreichen Fahrzeugsensoren und regelt den Strom in der Elektromagnetwicklung. Der Stoßdämpfer reagiert auf jede Änderung des Betriebsmodus, kann zum Beispiel Unebenheiten schnell und reibungslos ausgleichen, das Auto am Wegrollen in einer Kurve hindern oder ein Eintauchen beim Bremsen verhindern. Die Härte der Federung kann nach eigenem Ermessen aus den verfügbaren Festeinstellungen für unterschiedliche Grade von Sportlichkeit oder Komfort gewählt werden.

Magnetfederelement SKF

Hier ist der Ansatz ein völlig anderer, die Steuerung basiert auf dem Prinzip der wechselnden Elastizität. Die klassische Hauptfeder fehlt, stattdessen enthält die SKF-Kapsel zwei Elektromagnete, die sich je nach Stärke des an ihre Wicklungen angelegten Stroms abstoßen. Da der Prozess sehr schnell ist, kann ein solches System als elastisches Element oder als Stoßdämpfer arbeiten und die notwendige Kraft in die richtige Richtung bringen, um Vibrationen zu dämpfen.

Es gibt eine zusätzliche Feder im Gestell, aber sie dient nur als Versicherung im Falle eines Elektronikausfalls. Der Nachteil ist die sehr hohe Leistungsaufnahme der Elektromagnete, die erforderlich ist, um eine Kraft in der Größenordnung zu erzeugen, die sich normalerweise in Automobilaufhängungen manifestiert. Aber sie haben das gemeistert, und die zunehmende Belastung des Bordnetzes ist längst zu einem allgemeinen Trend in der Automobilindustrie geworden.

Magnetische Aufhängung von Bose

Professor Bose beschäftigt sich schon sein Leben lang mit Lautsprechern, also nutzte er beim aktiven Aufhängungselement das gleiche Prinzip wie dort – die Bewegung eines stromdurchflossenen Leiters in einem Magnetfeld. Eine solche Vorrichtung, bei der sich ein mehrpoliger Magnet der Zahnstange innerhalb eines Satzes von Ringelektromagneten bewegt, wird normalerweise als linearer Elektromotor bezeichnet, da es ungefähr dasselbe ist, nur das Rotor- und Statorsystem wird in einer Linie eingesetzt.

Der mehrpolige Motor ist effizienter als das SKF XNUMX-polige System, sodass der Stromverbrauch deutlich geringer ist. Viele weitere Vorteile. Die Geschwindigkeit ist so, dass das System das Signal vom Sensor entfernen, seine Phase umkehren, verstärken und so Straßenunebenheiten mit der Federung vollständig ausgleichen kann. Ähnliches passiert bei aktiven Geräuschunterdrückungssystemen, die Car-Audio-Setups verwenden.

Das System arbeitet so effizient, dass erste Tests eine qualitative Überlegenheit sogar gegenüber Standard-Premium-Autofahrwerken zeigten. Gleichzeitig sorgte die Länge der linearen Elektromagnete für einen erheblichen Federweg und einen guten Energieverbrauch. Als zusätzliches Plus stellte sich die Möglichkeit heraus, die beim Dämpfungsvorgang aufgenommene Energie nicht zu vernichten, sondern über die Umkehrung von Elektromagneten umzuwandeln und zur späteren Verwendung an einen Speicher zu senden.

Suspendierungsmanagement und Realisierung der bereitgestellten Vorteile

Die Möglichkeiten magnetischer Mechanismen in der Aufhängung werden durch die Organisation eines Sensorsystems, eines Hochgeschwindigkeitscomputers und gut entwickelter Softwareprinzipien vollständig erschlossen. Die Ergebnisse sind einfach verblüffend:

• Laufruhe über allen Erwartungen;
• komplexe Federungsreaktionen in Kurven, Hervorhebung beladener und beginnender Räder;
• Pecks und Schläge des Körpers parieren;
• vollständige Dämpfung der Rollen;
• Emanzipation von Anhängern auf schwierigem Terrain;
• Lösung des Problems der ungefederten Massen;
• Zusammenarbeit mit Kameras und Radar, die die Straße vor dem Auto auf präventive Maßnahmen abtasten;
• die Möglichkeit, Navigationskarten zu erstellen, bei denen das Oberflächenrelief vorab aufgezeichnet ist.

Nichts Besseres als magnetische Anhänger wurde bisher erfunden. Die Prozesse der Weiterentwicklung und der Erstellung von Algorithmen gehen weiter, die Entwicklung geht sogar an Autos der höchsten Klassen weiter, wo der Preis solcher Geräte gerechtfertigt ist. Noch ist der Einsatz auf Serienfahrwerken noch nicht erreicht, aber schon jetzt ist klar, dass solchen Systemen die Zukunft gehört.