Características e dispositivo da suspensión electromagnética

As suspensións electromagnéticas, ás veces chamadas simplemente magnéticas, ocupan un lugar propio e completamente separado nunha serie de solucións técnicas diversas para os elementos do chasis do automóbil. Isto é posible debido ao uso da forma máis rápida de controlar as características da forza da suspensión, utilizando directamente un campo magnético. Non se trata da hidráulica, onde aínda hai que aumentar a presión do fluído mediante unha bomba e válvulas inertes, nin da neumática, onde todo está determinado polo movemento das masas de aire. Esta é unha reacción instantánea á velocidade da luz, onde todo está determinado unicamente polo ritmo do ordenador de control e os seus sensores. E os elementos elásticos e amortiguadores reaccionarán ao instante. Este principio dá aos colgantes calidades fundamentalmente novas.

Que é a suspensión magnética

Estes non son exactamente obxectos flotantes no espazo non relacionados, pero aquí está a suceder algo semellante. O conxunto activo, que traballa na interacción dos imáns, aseméllase a un puntal convencional cun resorte e un amortecedor, pero difire fundamentalmente del en todo. A repulsión dos polos electroimáns do mesmo nome funciona como un elemento elástico, e o control rápido cambiando a corrente eléctrica que circula polos enrolamentos permítelle cambiar rapidamente a forza desta repulsión.

Os colgantes deseñados por diferentes empresas constrúense de diferentes xeitos. Algúns deles son completos, pero traballando noutros principios, combinacións dun elemento elástico e un amortiguador, outros son capaces de cambiar só as características do amortecedor, o que na maioría dos casos é suficiente. Todo é cuestión de velocidade.

Opcións de execución

Existen tres sistemas reais coñecidos e ben desenvolvidos baseados na interacción de electroimáns nos puntais de suspensión. Ofrécense Delphi, SKF e Bose.

Sistema Delphi

A implementación máis sinxela, aquí o bastidor contén un resorte helicoidal convencional e un amortecedor controlado eléctricamente. A empresa sinalouno con razón como a parte máis importante da suspensión controlada. A rixidez estática non é tan importante, é moito máis útil controlar as propiedades en dinámica.

Para iso, un amortecedor de tipo clásico énchese cun fluído ferromagnético especial que se pode polarizar nun campo magnético. Así, fíxose posible cambiar a característica de viscosidade do aceite amortecedor a alta velocidade. Ao pasar por chorros e válvulas calibrados, proporcionará unha resistencia diferente ao pistón e á varilla do amortecedor.

O ordenador de suspensión recolle sinais de numerosos sensores do vehículo e regula a corrente no enrolamento do electroimán. O amortecedor responde a calquera cambio no modo de funcionamento, por exemplo, pode resolver os golpes de forma rápida e sen problemas, evitar que o coche rode nun xiro ou impedir o mergullo ao frear. A rixidez da suspensión pódese elixir segundo os axustes fixos dispoñibles para diferentes graos de deportividade ou confort.

Elemento de resorte magnético SKF

Aquí o enfoque é completamente diferente, o control baséase no principio de cambiar a elasticidade. Falta o resorte clásico principal; en cambio, a cápsula SKF contén dous electroimáns que se repelen dependendo da intensidade da corrente aplicada aos seus enrolamentos. Dado que o proceso é moi rápido, un sistema deste tipo pode funcionar como elemento elástico ou como amortiguador, aplicando a forza necesaria na dirección correcta para amortiguar as vibracións.

Hai un resorte adicional no bastidor, pero só se usa como seguro en caso de fallos electrónicos. A desvantaxe é a moi alta potencia consumida polos electroimáns, que é necesaria para crear unha forza da orde que se adoita manifestar nas suspensións dos automóbiles. Pero enfrontáronse a isto e o aumento da carga na rede eléctrica a bordo converteuse dende hai tempo nunha tendencia xeral na industria do automóbil.

Suspensión magnética de Bose

O profesor Bose estivo traballando en altofalantes toda a súa vida, polo que utilizou o mesmo principio no elemento de suspensión activa que alí: o movemento dun condutor que transporta corrente nun campo magnético. Un dispositivo deste tipo, onde un imán multipolar da varilla de rack móvese dentro dun conxunto de electroimáns de aneis, adoita chamarse motor eléctrico lineal, xa que é aproximadamente o mesmo, só o sistema de rotor e estator está despregado nunha liña.

O motor multipolar é máis eficiente que o sistema de dous polos SKF, polo que o consumo de enerxía é notablemente menor. Moitos outros beneficios tamén. A velocidade é tal que o sistema pode eliminar o sinal do sensor, inverter a súa fase, amplificar e así compensar completamente as irregularidades da estrada coa suspensión. Algo semellante ocorre nos sistemas activos de cancelación de ruído que utilizan as configuracións de audio do coche.

O sistema funciona de forma tan eficiente que as súas primeiras probas demostraron unha superioridade cualitativa incluso sobre as suspensións estándar de coches premium. Ao mesmo tempo, a lonxitude dos electroimáns lineais proporcionaba unha viaxe de suspensión importante e un bo consumo de enerxía. E un extra adicional resultou ser a capacidade de non disipar a enerxía absorbida durante o proceso de amortiguamento, senón de convertela usando o reverso dos electroimáns e enviala a un dispositivo de almacenamento para o seu uso posterior.

Xestión da suspensión e realización das prestacións previstas

As posibilidades dos mecanismos magnéticos na suspensión revélanse plenamente coa organización dun sistema de sensores, unha computadora de alta velocidade e principios de software ben desenvolvidos. Os resultados son simplemente sorprendentes:

• bo funcionamento por riba de todas as expectativas;
• complexas reaccións de suspensión nas curvas, destacando as rodas cargadas e comezando a subir;
• parar picoteos e captacións do corpo;
• amortiguamento completo dos rolos;
• emancipación de colgantes en terreos difíciles;
• resolver o problema das masas non suspendidas;
• colaboración con cámaras e radares que exploran a estrada diante do coche para realizar accións preventivas;
• a posibilidade de elaborar cartas de navegación, onde se rexistre previamente o relevo da superficie.

Aínda non se inventou nada mellor que os colgantes magnéticos. Os procesos de desenvolvemento e creación de algoritmos continúan, o desenvolvemento está a suceder incluso en coches das clases máis altas, onde o prezo destes dispositivos está xustificado. Aínda non chegou ao punto de ser utilizado en chasis de produción en serie, pero xa está bastante claro que o futuro pertence a estes sistemas.