Особенности и преимущества магнитной подвески

Без вибраций и ударов. Как работала и почему провалилась едва не лучшая в мире подвеска от Bose?

Автомобильная подвеска вовсе не та часть, которой принято уделять особое внимание при покупке. Жестче она или мягче, «рулится» из-за нее машина или нет – зачастую эти характеристики воспринимаются как данность. Конструкции уже устоялись, потому на какие-то откровения не приходится надеяться. А ведь они могли быть.

Если хочешь сделать что-то хорошо, сделай это сам

Имя Bose у многих ассоциируется в первую очередь с аудиосистемами. Вроде как табличка с такой надписью в салоне авто означает, что звук обещает быть хорошим. Тем удивительнее слышать (а тем более видеть) о необычной подвеске с таким же именем, которая будто бы вообще не замечает неровностей на дороге. Просто посмотрите этот видеоролик.

Самое время обратиться к краткой биографии основателя бренда – Амара Боуза. Еще в подростковые годы он всерьез увлекался электроникой. Продолжением увлеченности стало поступление в Массачусетский технологический институт, а затем и работа на поприще технологий. В мир акустики Боуза привели любовь к музыке и неудовлетворенность звуком актуальных в 1950-х аудиосистем.

В 1956 Боуз купил одну из лучших на тот момент систем и оказался разочарован ее качеством. «Если хочешь сделать что-то хорошо, сделай это сам», – гласит известная пословица. Именно так Боуз и поступил, добившись в мире звука признания планетарного масштаба.

Нечто похожее привело его и к созданию собственной подвески. Судя по всему, владение Pontiac Bonneville с пневматической и Citroёn DS с гидравлической подвесками не слишком-то удовлетворяло запросы Боуза. Тогда в 1980-м он взялся за дело самостоятельно.

Первые несколько лет Боуз трудился над подвеской единолично. Когда стало понятно, что без команды не обойтись, он создал таковую, по возможности засекретив объект разработки. Проект назывался Project Sound, чтобы не только не привлекать к разработке внимание общественности, но и для утаивания ее даже внутри компании. Разработка велась на протяжении 24 лет, лишь в 2004 году Боуз счел возможным обнародовать результаты работ.

По ямам с кофе в руке

Главными элементами подвески стали специальные электромоторы, за управление которыми отвечал отдельный микропроцессор. Именно они умели моментально сжимать и разжимать «стойки» в ответ на возникающие препятствия, не передавая колебания на кузов. Что касается потребления энергии, то за нее отвечала система рекуперации. По заявлениям Bose, подвеске требовалось в три раза меньше мощности, чем обычному кондиционеру.

Помимо «игнорирования» крупных препятствий, подвеска также умела сглаживать мелкие неровности, которые передают неприятную вибрацию на кузов. С ней проезд по грунтовке обещал быть таким же комфортным, как и по асфальтированной дороге. Кроме того, дополнительный комфорт должен был обеспечиваться в поворотах, при разгоне и торможении – поперечные и продольные колебания не являлись для разработки проблемой.

Для наглядного сравнения подвески Bose с «обычными» вариантами было использовано два седана Lexus LS400. Один – с заводской подвеской, второй – с фирменной. Преимущества были очевидны. Подвеска Bose позволяла авто не замечать неровности и исключать крены кузова в поворотах.

Как гласит рассказ одного из зарубежных журналистов, для максимальной наглядности работу подвески Bose также демонстрировали на специальном стенде с опорами для колес. Сперва ее перевели в режим «обычной» подвески, а затем – в фирменный. Разница была колоссальная: колебания никак не ощущались. В общем, с такой подвеской можно безбоязненно пить горячий кофе даже на самой плохой дороге.

Чтобы окончательно «добить» зрителей, в конце рекламного ролика были задействованы два интересных трюка. Lexus научили перепрыгивать через препятствие, после чего автомобиль откланялся вместе с ведущим. Понятно, что к реальной жизни эти трюки отношения не имели, но зрелищности у них не отнять.

Идеал 2.0?

Но к реальной жизни, увы, не подобралась и вся подвеска в целом. Без точных ответов оставались вопросы стоимости и веса всей конструкции. Новые технологии не бывают дешевыми на старте. Рассчитывать на это можно лишь спустя какое-то время, что не отменяет трудностей в начале. Что касается веса, то в качестве ориентира была выбрана масса в 90 кг. Более того, в некоторых источниках можно отыскать упоминания о том, что с новой системой было не все так радужно, как заявлялось. Например, что подвеска умела отрабатывать неровности лишь на малых скоростях, а это уже серьезный недостаток.

Предполагалось, что первой принять необычную подвеску должна какая-нибудь флагманская модель автоиндустрии. Скорее всего, расчет делался на то, что и без того дорогие и тяжелые автомобили как-нибудь «потянут» и подвеску Bose. Но не сложилось, несмотря на всю заинтересованность в разработке.

Интересно, что разработка Bose не ограничивается возможным применением лишь в подвеске. Наработки были использованы в системе Bose Ride, которая умеет здоровски амортизировать сиденья. Для профессиональных водителей большегрузов это настоящая находка.

Амар Боуз умер в 2013 году, так и не добившись успеха с подвеской, на которую были потрачены годы работы. В 2017 году разработка была продана компании ClearMotion, которая также загорелась идеей создания идеальной подвески. Это не означает, что технология просто сменила имя, у ClearMotion есть собственное видение активной подвески. А вот получится ли из этого что-нибудь, или это будет очередной, пусть и интересный, провал – покажет время.

Не идеально мягко, но тоже ничего. Пневмоподвески в базе объявлений Автобизнеса

Особенности и преимущества магнитной подвески

В процессе постоянного усовершенствования ходовой части автомобиля ученые и инженеры разработали уникальную магнитную подвеску. Некоторые ее варианты уже устанавливаются на автомобилях премиум-класса, остальные пока нашли применение лишь на опытных образцах. Из статьи узнаем, что такое магнитная подвеска: ее виды, характеристики, преимущества и недостатки, отличия от других типов подвесок.

Все, что нужно знать о магнитной подвеске

Электромагнитная подвеска – это довольно сложное устройство в виде стойки на каждое колесо, заменяющее пружину и амортизатор. Управляется она электронным блоком и предназначена для обеспечения более высокой плавности хода автомобиля.

Отличие магнитной подвески от классических ее предшественниц заключается в возможности работы при полном отсутствии пружин, торсионов, стабилизаторов, амортизаторов и других вспомогательных элементов. Здесь функции этих компонентов выполняют электромагнитные клапаны или магнитно-реологическая жидкость. Хотя некоторые подвески оснащены пружинами и амортизаторами на случай, если выйдет из строя автоматическая система управления.

Если в гидравлических подвесках функциональным элементом служит специальная жидкость, в механических – упругие элементы (пружины), в пневматических – воздух, то в случае магнитного аналога эта роль отводится электромагнитам. Фактически это позволяет автолюбителю отслеживать все показатели положения кузова и колес в режиме реального времени.

Преимущества и недостатки магнитной подвески

Достоинства магнитной подвески исходят из самого ее предназначения. К ним относятся:

1. высокая плавность хода автомобиля;
2. устойчивость автомобиля при движении на больших скоростях;
3. высокий уровень комфорта и безопасности при движении по различным поверхностям;
4. рациональное использование энергетических ресурсов машины.

На сегодняшний день главным недостатком такого вида подвески является лишь ее высокая стоимость.

Виды магнитных подвесок

В настоящее время известны три крупных мировых бренда, выпускающие магнитные подвески:

Остановимся на каждом из них более подробно.

Магнитная подвеска SKF

Электромагнитная подвеска, созданная шведской компанией, представлена в виде капсулы. Капсула состоит из двух электромагнитов. На основе данных со всех датчиков, собранных бортовым компьютером, корректируется жесткость демпфирующего элемента. Это позволяет выбрать оптимальный режим движения автомобиля.

Ключевой задачей, которая была поставлена перед шведскими специалистами при разработке своего варианта магнитной подвески, являлось достижение простоты и надежности конструкции.

В случае неисправности системы управления подвеска продолжает функционирование за счет пружины. Возможность перехода из автоматического режима в механический является главным преимуществом подвески SKF. Кроме того, устройство подвески позволяет избежать эффекта проседания при длительной стоянке машины.

Подвеска Delphi

В варианте от Delphi подвеска представлена в виде однотрубного амортизатора, заполненного магнитно-реологической жидкостью. Размер магнитных частиц в составе не превышает десяти микрон. Особое покрытие, добавленное в раствор в пропорции “один к трем”, препятствует слипанию частиц между собой.

Поршень амортизатора, управляемый электронным блоком, содержит в себе электромагнит. При подаче управляющего сигнала образуется магнитное поле и частицы принимают упорядоченную структуру. Вязкость жидкости увеличивается. Режим работы амортизатора меняется – он становится более жестким.

Главным преимуществом подвески является скорость реакции, не превышающая 1 м/с. Помимо этого при неисправности системы управления подвеска будет функционировать за счет гидравлического амортизатора. Это обеспечивает безопасность при управлении транспортным средством.

Электромагнитная подвеска Bose

Магнитная подвеска, разработанная ученым Арамом Боузом (да-да, именно тем, кто также производит премиальное музыкальное оборудование), является одной из самых популярных и обсуждаемых. В его трактовке устройство представлено линейным электродвигателем, который, в зависимости от режима движения, работает как упругий или демпфирующий элемент.

Отличительная особенность этой подвески – быстрота действия за счет работы магнитного штока. Амортизационный шток с установленными на нем постоянными магнитами совершает возвратно-поступательные движения по длине обмотки статора, расположенного в корпусе. Устройство сглаживает колебания при движении на неровных участках дороги. Это обеспечивает повышение эффективности управления транспортным средством.

Подвеска Bose предусматривает большой диапазон различных настроек:

• в процессе прохождения виража водитель может подобрать схему сигналов бортового компьютера таким образом, что опорным выступит заднее внешнее колесо;
• в повороте подвеска перенесет нагрузку на переднее внешнее колесо.

Это обеспечивает повышенный контроль над управлением транспортным средством независимо от типа покрытия дороги.

Еще одной особенностью подвески Bose является режим «электрогенератор». При движении автомобиля по прямой колебания, вызванные неровностью дороги, превращаются в электрическую энергию. При этом электроэнергия не рассеивается в пространстве, а концентрируется в аккумуляторных батареях для дальнейшего применения.

К сожалению, не весь потенциал подвески Bose реализован до конца. Процесс тормозит разработка программного обеспечения.

Заключение

Магнитная подвеска, безусловно, позволяет добиться нового качества управления автомобилем. Она обеспечивает комфорт, хорошую управляемость и безопасность на дороге. В промышленных масштабах только очень крупные компании устанавливают на свои автомобили адаптивную электромагнитную подвеску. Например, магнитно-реологическая жидкость (как в подвеске Delphi) применяется в следующих адаптивных подвесках:

• MagneRide от General Motors (Cadillac, Chevrolet).
• Magnetic Ride от Audi.

Но прогресс движется очень стремительно. Технологии развиваются так быстро, что совсем скоро можно будет увидеть данное ноу-хау и на доступных бюджетных моделях, распространенных по всему миру.

Магнитная подвеска: Преимущество и недостатки, Виды магнитных подвесок

Чуть более четверти века назад мир был потрясен созданием поезда, парящим в воздухе и способным развить скорость до 500 км/ч. Применение эффекта парения стало возможным благодаря теории электромагнитных полей. Создание подобных транспортных средств несет большие расходы не только в их непосредственном производстве, но и в оформлении дорог в виде магнитного полотна. Это сделало изобретение экономически невыгодным и непригодным для класса универсального транспорта.

Однако, ключевые моменты в принципе работы электромагнитных полей нашли свое применение в автомобилестроении. «Парящий» транспорт получил научно обоснованное и подтвержденное право на реализацию. М агнитная подвеска автомобиля стала настоящим прорывом и переходом на новый уровень комфортного и безопасного вождения.

Электромагнитная подвеска — что за зверь, и с чем его едят

Главное отличие данной подвески от ее сестер — отсутствие вспомогательных элементов: торсионов, пружин, амортизаторов, стабилизаторов. Она представляет собой индивидуальную стойку на каждое колесо, управляемую электронным блоком и позволяющую контролировать состояние колес и кузова в режиме онлайн. Некоторые модели имеют стандартный комплект пружин и амортизаторов на случай неисправности автоматической системы. При отсутствии подачи электроэнергии, система автоматически переключается на механический режим через электромагниты.

Вместо привычных деталей магнитная подвеска оснащена электромагнитными клапанами или магнитно-реологической жидкостью. Основными ее компонентами являются:

• упругие детали, способные проводить силы, возникающие в вертикальной плоскости;
• элементы, отвечающие за перемещение колесной базы, взаимодействия колес и проводимость боковых и продольных сил;
• составляющие, направленные на гашение колебаний (амортизаторы).

В своей работе она отвечает за те же опции, что и ее вариации:

• обеспечивает гармоничную связь колес с кузовом;
• передает моменты и силы во время движения;
• гарантирует комфортное вращение колес относительно кузова;
• способствует плавности хода.

Чем проще подвеска, тем больше функций берет на себя каждый элемент. В современных конструкциях система распределения достаточно сложная и индивидуальная. Это обеспечивает более эффективное обеспечение безопасности, устойчивости, плавности хода и управляемости автомобилем.

Принцип работы электромагнитной подвески заключается во взаимодействии магнитного и электрического полей. Если механические конструкции осуществляют предназначение за счет пружин и других элементов, гидравлика — за счет рабочей жидкости, то здесь главную роль играют электромагниты. Управление ими происходит посредством электронного узла (через бортовой компьютер). Он снимает все данные со всего кузова, а затем направляет необходимые команды системе. Программа позволит анализировать не только состояние колес относительно кузова и дороги, но и характер дорожного полотна, а также уровень воздействия на автомобиль. Этот тип работы намного легче его механических и гидравлических вариаций.

Процесс протекает в дуэте с электродвижком, заменяющим обыкновенный амортизатор. Вопреки ожиданиям уровень электропотребления низкий из-за выработки электроэнергии во время обратного движения электромагнитов. Это делает подвеску экономичной.

Преимущества и недостатки

• Скорость реакции превышает ответность даже самой прокачанной гидравлики.
• Достигается максимально возможная плавность хода, позволяющая «не замечать» даже внушительные неровности дороги и в прямом смысле пролетать над ними.
• За счет вышеописанного повышается уровень безопасности вождения на любой скорости, в любую погоду и на любой трассе.

Единственным, пожалуй, недостатком является стоимость данной разработки. Цена удовольствия будет колебаться в пределах 200 тыс. рублей.

Виды магнитных подвесок

В настоящее время идет производство и разработка в трех ведущих направлениях:

Корпорация Bose под непосредственным руководством ее совладельца Амара Боуза, являющегося профессором американского университета, запатентовала производство электромагнитных подвесок в 1980 году. Благодаря расчетам и многочисленным испытаниям Амар смог вывести оптимальные параметры для данного устройства.

Продукция данной компании считается лучшей в своей области: они практически полностью устраняют любые колебания, возникающие при взаимодействии с дорогой. Принцип работы лежит в использовании упругого и демпфирующего элементов. Эта идея уже существовала, однако, успешное применение на практике ей смогли найти лишь в Bose.

Сама конструкция является штоком с закрепленными на нем магнитами. Поступательно-возвратные движения по всему статору, которые способны совершать данные элементы, не только нейтрализуют воздействие неровностей дорожного полотна на кузов, но и позволяют по-новому взглянуть на управление авто в принципе. Через бортовой компьютер можно задать настройку на определенную схему выполнения того или иного маневра и привязать к нему нужное колесо.

Еще одним ноу-хау данной продукции является выработка электроэнергии. По сути, подвеска является заодно и электрогенератором, преобразующим колебания в полезную силу. Сбор энергии производится в аккумуляторные батареи для последующего использования.

Отсутствие грамотного программного обеспечения — главный фактор, тормозящий широкое производство Bose.

Delphi

Решение от производителя Delphi заключается в однотрубном амортизаторе. На 1/3 его заправляют смесью с магнитными частицами и электромагнитом в виде головки поршня. Чтобы избежать слив магнитной смеси весь амортизатор покрыт слоем специального покрытия. Управление все также возлагается на электронный узел.

Работает эта подвеска через воздействие магнитного поля на амортизатор. В процессе происходит создание упорядоченной цепочки из магнитных частиц. Это увеличивает вязкость самой жидкости, и за счет этого амортизатор переключается на следующий режим работы.

Главные достоинства этого типа — реакция на запрос бортового узла в одну миллисекунду и малое потребление в 20 Вт, а также переход на гидравлику в случае поломки.

Швейцарская разработка SKF является капсулой, состоящей из 2-х электромагнитов. При движении авто компьютер собирает информацию со всех колес с помощью установленных датчиков и направляет сигналы для изменения текучести демпфирующего элемента. Помимо него в подвеске имеются упругие части — пружинки, гарантирующие упругость и подвижность даже при поломке управляющего центра.

Благодаря подпитке подвески через аккумулятор даже в режиме офлайн, автомобиль не будет проседать во время длительной стоянки. Наличие упругих элементов позволяет минимизировать ущерб в случае неисправностей системы.

Перспективы производства

К сожалению, помимо несомненных преимуществ магнитная подвеска имеет основательные подводные камни. Самое проблематичное в постановке на широкое производство — его стоимость и цена установки на автомобиль. Даже ведущие автомобильные концерны не могут оснащать свои модели, резко не изменив при этом их ценник.

К тому же внедрение данной системы потребует наличия специального программного обеспечения, отдельного оборудования и специалистов по обслуживанию. Сервисы, которые могут решить ремонт такого характера, имеются, но не больше двух десятков в мире.

Еще один важный момент — вес конструкции. Подвеска Bose весит больше аналогичной McPherson в полтора раза. В наше время производители стараются сделать массу автомобиля ниже, потому этот аспект требует компромиссного решения.

В данный момент разработки и поиски решения ключевых моментов продолжаются. Инженеры тестируют экспериментальные образцы, используя различные материалы для изготовления элементов. Так, был переоборудован седан Lexus ls 99-го года для испытания новой версии электромагнитной подвески Bose. Активно ведется работа по совершенствованию программного кода и его обеспечению.

Несомненная выгода от внедрения данной системы очевидна, так что в обозримом будущем автолюбителей ждут радужные перспективы. Помимо безопасности и комфорта существенно снизится риск аварийных повреждений машины, а значит ремонт авто будет менее существенным для кармана. Это будет достаточно приемлемо по затратам и полностью оправдает их в дальнейшем.

Источник https://www.abw.by/novosti/other/217078

Источник https://techautoport.ru/hodovaya-chast/podveska/magnitnaya-podveska.html

Источник https://promercedes.ru/remont/podveska/magnitnaya-podveska