Электромагнитная подвеска bose: устройство и принцип работы

Автомобили с электромагнитной подвеской

Несмотря на то, что разработку системы ведут еще с незапамятных времен (в следующем году, первому прототипу исполнится более 35 лет), на серийном уровне такой тип подвески не прижился. Все дело в том, что оснащение современных серийных автомобилей подобной технологией не целесообразно по высокой себестоимости подобного оборудования. Кроме того, автопроизводители прекрасно понимают, что обслуживания подобной установки потребует, как минимум специального оборудования, а также знаний по профессиональному ремонту электромагнитных систем. Проблема состоит в том, что подобных салонов, которые имеют такие возможности во всем мире найдется только десяток. Другой стороной медали является факт большой массы используемого оборудования. Для примера, электромагнитная подвеска типа Боуза весит в более полтора раза больше чем аналог в виде подвески McPherson’a. В современном мире, где производители тщательно подходят к экономии массы автомобиля путем добавления соединений на основе карбона и магния, решение по обустройству спортивного автомобиля такой подвеской кажется слишком фантастичным. Другое дело представительские дорогостоящие седаны топ-класса, которые могли бы заиметь первые прототипы в обозримом будущем.

В процессе создания инженеры многих компаний пытались оснастить автомобили подобными системами. Например, для демонстрации возможностей очередной версии электромагнитной подвески инженеры из Bose переоборудовали седан 1999 года Lexus LS.

Стабильность

Статический

В отличие от конфигураций простых постоянных магнитов, электродинамическую левитацию можно сделать стабильной. Электродинамическая левитация с металлическими проводниками проявляет форму диамагнетизма , и может быть достигнута относительная проницаемость около 0,7 (в зависимости от частоты и конфигурации проводника). Учитывая детали применимой петли гистерезиса, частотно-зависимая изменчивость поведения должна иметь минимальное значение для тех магнитных материалов, которые могут быть развернуты.

Динамический

Эта форма маглева может вызвать колебание левитирующего объекта, вызванное сопротивлением, и это колебание всегда происходит с достаточно высокой скоростью. Эти колебания могут быть довольно серьезными и могут привести к отказу подвески.

Однако внутреннее демпфирование на уровне системы часто позволяет избежать этого, особенно в крупномасштабных системах.

Кроме того, добавление легких настроенных демпферов массы может предотвратить возникновение проблем с колебаниями.

Также может использоваться электронная стабилизация.

DELPHI

Электромагнитная подвеска Delphi представляет собой конструкцию однотрубного амортизатора, заполненного жидкостью, в состав которой входят магнитные частички размером от 5 до 10 микрон. Количество этих частичек занимает треть от всего объема требуемой жидкости.

Электромагнитом является головка поршня, управляемая бортовым компьютером. В процессе воздействия магнитного поля, частички располагаются в пространстве в упорядоченной структуре, в результате чего увеличивается вязкость жидкости и меняется режим работы амортизатора.

Данная подвеска обладает рядом преимуществ:

• скорость реакции (ответ на запрос составляет 1 мс, что в 10 раз быстрее системы с электромагнитными клапанами);
• потребляемая мощность равна 20 Вт;
• универсальность (в случае сбоя в работе электромагнита и отсутствия управляемого сигнала, подвеска переходит в режим обычного амортизатора, используя гидравлику).

В чем уникальность электромагнитной подвески

Инженерами компании Bose в 1980 году были вычислены оптимальные параметры для подвески автомобиля. Благодаря длительным исследованиям был разработан новый вид подвесок – электромагнитная подвеска bose.

Электромагнитная подвеска – это механизм, созданный на основе линейного электродвигателя, который может работать как упругий или демпфирующий элемент, в соответствии командам микроконтроллера. По большому счету представленный линейным электродвигатель замещает уже всем привычный стандартный амортизатор.

Принцип работы электромагнитной подвески

Подвеска имеет высокий уровень безопасности и работает безотказно. Если случиться так, что прекратиться подача электроэнергии, система не перестанет выполнять свою функцию, так как она способна автоматически переключаться в режим простой механической подвески, применяя систему электромагнитов. Она экономична. Ее экономичность достигается за счет вырабатывания электроэнергии при обратном ходе электромагнита.  

Что надо знать об электромагнитной подвеске

Быстрее всего работают узлы и элементы, использующие электромагнитное взаимодействие между составными частями.

Такие устройства способны максимально оперативно реагировать на внешние воздействия, получая команды от электронного контроллера.

Принцип работы

Известно, что одноимённые полюса магнитов отталкиваются. Если магниты выполнены с электрической активацией, то такое устройство называется электромагнитом. Изменяя величину тока, проходящего по обмоткам электромагнитов можно регулировать силу их отталкивания.

Всё это позволяет использовать конструкцию из двух и более магнитов, как эффективную и быстродействующую пружину, поскольку внешний эффект совершенно идентичен стальной рессоре или её спиральному аналогу – пружине.

Получившаяся электромагнитная пружина обладает чрезвычайно полезным свойством мгновенной реакции на управляющее воздействие. Никаким другим способом добиться такой скорости невозможно, гидравлика и пневматика имеют задержки, измеряемые секундами, что для быстрого изменения мгновенной жёсткости неприемлемо.

Имея такой мощный инструмент в подвеске конструкторам остаётся только построить электронный блок управления, снабдить его нужным набором датчиков и разработать соответствующее программное обеспечение управляющего микрокомпьютера.

Теоретически такая задача легко выполнима, хотя на практике и выявляются определённые сложности. Как обычно, всё упирается в цену вопроса. Особенно если это касается крупносерийного производства. Можно создать идеально работающую систему, но в массовом выпуске она не будет обладать нужной конкурентоспособностью.

Ещё один путь внедрения электротехники в подвеску – это применение её в демпфирующих элементах более традиционной гидравлической конструкции.

Здесь можно поступить двумя способами:

• управлять электрогидравлическими клапанами, через которые перетекает рабочая жидкость амортизатора, уменьшение сечения переходного отверстия ведёт к повышению эффективной жёсткости узла и наоборот, амортизатор работает мягче, если масло в нём перетекает свободно;
• тот же эффект даст изменение свойств самой жидкости под воздействием внешнего электромагнитного поля, такие смеси существуют, в них используется принцип пространственной ориентации ферромагнитных частиц.

Второй способ даёт большее быстродействие, но и стоит дороже, поскольку подобные жидкости высокотехнологичны и сложны в производстве.

Из каких элементов состоит?

На сегодняшний день, на рынке главенствуют три компании:

Естественно, устройство каждой упомянутой подвески будет отличаться.

Электромагнитная подвеска от Delphi представляет собой амортизатор, состоящий из одной трубки, заполненной веществом с включением магнитных составляющих. Они составляют 30% от всего объема необходимой жидкости, а чтобы она не выливалась, в шасси присутствует специальное покрытие.

Это интересно:  Tiger Moon

В роли электромагнита выступает поршневая головка, управляемая компьютеризированной системой бортового типа.
Электромагнитная подвеска от SKF – это капсула с двумя электромагнитами.

Когда машина находится в движении, система начинает анализировать информацию и, при необходимости, может менять жидкость демпферного элемента, в зависимости от информации, поступающей от колесных датчиков.

Подвеска от Bose считается лучшей конструкцией данного типа. Она представляет собой электродвигатель линейного типа с несколькими режимами:

• демпфирующий элемент;
• упругий элемент.

Это шток, на котором расположены магниты. Когда автомобиль движется, шток выполняет двигательные манипуляции по всей длине статора. Данное обстоятельство позволяет очень уверенно чувствовать себя даже на достаточно неровной дороге.

  Причины остановки транспортного средства сотрудниками дпс

Помимо уверенной езды по неровной дороге, такая подвеска позволяет выбирать определенный режим работы компьютера. В частности, если выполняется вираж, то можно сделать так, чтобы рабочим было именно заднее внешнее колесо.

Плюсы и минусы магнитных подвесок

Как и любое другое изделие, ЭМ подвеска обладает своими характеристиками и качествами. При установке подобной конструкции на свою машину вы получаете достаточно внушительный прирост, в плане ее управляемости. Также стоит отметить такие преимущества:

• Более мягкий, плавный ход.
• Высокая скорость отклика бортового компьютера, что также повышает уровень управляемости.
• Экономия потребляемой энергии.
• Многофункциональность – есть возможность выбрать между автоматическим и механическим режимом работы.

Основной негативный фактор, о котором стоит упомянуть, заключается в наличии и установке на автомобиль программного обеспечения. Ставить дополнительное ПО придется отдельно. На данный момент малое количество машин, вышедших из-под конвейера, обладают подобной конструкцией, включающей магнитную подвеску автомобиля. Также в качестве минуса стоит упомянуть высокую стоимость подобного «апгрейда» ходовой части.

Исторический аспект

Рено Логан Передняя Подвеска Ремонт Своими РукамиРено логан передняя подвеска ремонт своими руками

До начала 80-х годов технология магнитной подвески была лишь теорией. Но в 1982 году произошёл настоящий прорыв, положивший начало новой эре. Именно в этом году началась постройка первого в мире поезда, двигающегося на основе магнитной подвески.

Устройство получило название магнитоплан. Результаты первых тестов превзошли все ожидания, скорость, которую показал аппарат, превысила 500 километров в час. К сожалению, эти наработки были совершенно непригодны для использования в автомобилях.

Тем не менее ученые и инженеры со всего мира не могли так просто отказаться от тех преимуществ, которые давала магнитная подвеска поезда. Самым главным из всех было отсутствие трения.

Не имея возможности модернизировать все дороги, ученые сосредоточили своё внимание на работе над ходовой. Путём введения электромагнитных управляющих элементов, они смогли добиться серьёзного роста динамических характеристик и управляемости. Это стало началом внедрения магнитной подвески в современное производство

Это стало началом внедрения магнитной подвески в современное производство.

Магнитная подвеска управляется при помощи бортового компьютера. Как результат процесс вождения приобретает небывалую мягкость. Автомобиль хорошо держится на дороге. Это, в свою очередь, значительно повышает комфорт внутри салона.

Что дальше?

На данный момент будущее поездов на магнитной подвеске выглядит туманно в большей степени из-за запредельной дороговизны подобных проектов и длительного периода окупаемости. В то же время множество стран продолжают инвестировать огромные средства в проекты по созданию высокоскоростных железнодорожных магистралей (ВСМ). Не так давно в Японии были возобновлены скоростные испытания поезда на магнитной подушке Maglev L0, который войдет в эксплуатацию к 2027 году.

Японское правительство также надеется заинтересовать собственными поездами на магнитной подушке США. Недавно представители компании The Northeast Maglev, которые планируют соединить с помощью железнодорожной линии на магнитном подвесе Вашингтон и Нью-Йорк, совершили официальный визит в Японию. Возможно поезда на магнитной подвеске получат большее распространение в странах с менее эффективной сетью ВСМ. К примеру, в США и Великобритании, но их стоимость по-прежнему останется высока.

Есть еще один сценарий развития событий. Как известно, одним из путей к увеличению эффективности поездов на магнитной подушке является применение сверхпроводников, которые при охлаждении до близких к абсолютному нулю температур полностью теряют электрическое сопротивление. Однако держать огромные магниты в баках с чрезвычайно холодными жидкостями очень дорого, так как чтобы удерживать нужную температуру, нужны громадные «холодильники», что еще больше повышает стоимость.

Но никто не исключает вероятности, что в ближайшем будущем светилам физики удастся создать недорогое вещество, сохраняющие сверхпроводящие свойства даже при комнатной температуре. При достижении сверхпроводимости при высоких температурах мощные магнитные поля, способные удерживать на весу машины и поезда, станут настолько доступными, что даже «летающие автомобили» окажутся экономически выгодными. Так что ждем новостей из лабораторий.

Регулировка

За счет правильной регулировки системы владелец авто сможет обеспечить комфортную езду на любом типе дорог. Под регулировкой понимают выбор угла установки колес. Многие подобный метод называют еще «сход-развал».

Известно, что колеса стоят не перпендикулярно оси кузова и не параллельно дороги во время движения. В большинстве случаев выдержан небольшой угол, обеспечивающий наклон колеса и транспортного средства в обеих плоскостях.

Преимущества правильной регулировки:

• уменьшение сопротивления движению;
• снижение степени износа протектора;
• уменьшение расхода масла внутри двигателя.

Выполнить установку углов подвески автомобиля своими руками сложно, так как данная процедура требует наличия особого оборудования и хотя бы минимального опыта в проведении подобных работ. Рекомендуется за этим обращаться в автосервис или станцию технического обслуживания, где также могут провести акустическую диагностику по доступной цене.

Подвески грузовиков

Как правило, в грузовиках применяется зависимая конструкция подвески с поперечными или продольными рессорами, а также амортизаторами гидравлического типа. Благодаря своей простоте такая подвеска до настоящего времени широко используется в производстве.

Кроме того, данный вариант является и наиболее простым. Это значит, что продольные рессоры фиксируются в кронштейнах кузова, а к ним подвешивается мост. Что касается амортизаторов, то они крепятся прямиком к балке заднего моста. При такой конструкции главная роль отводится рессорам, которые не только выдерживают мост, но и связывают кузов и колесо, а также выступают в качестве направляющих элементов.

Однако такая простота является определяющей лишь в производстве, тогда как водителю приходится бороться с плохой управляемостью автомобиля на высоких скоростях. Дело в том, что рессоры далеко не идеальны в роли направляющих элементов. Следовательно, сцепление колес с дорогой значительно ухудшается.

Подводя итог отметим, что рассмотренные типы подвесок автомобилей не являются исчерпывающим списком, но в наши дни они наиболее популярны, как в отечественном, так и в мировом автомобилестроении.

Подвеска марки Delphi

Компания Delphi предлагает систему с однотрубным амортизатором с наполнением в виде магнито-реологического состава. Это особая комбинация жидкости и магнитных элементов, которые в ней содержатся. Благодаря использованию специальных покрытий мелкие частицы не слипаются и занимают примерно одну треть от всего объема жидкости. Поршневая головка представлена электромагнитом, который управляется командами борт-компьютера. Под воздействием магнитного поля магнитные элементы меняют конфигурацию расположения, в результате чего подвеска Delphi корректирует настройки амортизатора. К достоинствам такой конструкции следует отнести скорость реакции, которая не превышает 1 м/с. Именно в таком исполнении электромагнитная система обеспечивает наиболее экономный расход энергоресурсов.

История создания электромагнитной подвески

Одним из примеров применения энергии электромагнитного поля является электромагнитная подвеска, которая является одним из видов подвесок автомобиля и нашла активное применение в наши дни.

Мало кто знает, но первые научные труды, объясняющие принцип действия магнитного поля, пришли к нам еще раньше, чем был применен двигатель внутреннего сгорания.

Первое упоминания о диковинном приспособлении использующее физические законы, ранее неподвластные человек, принадлежат теоретическим трудам английского физика и изобретателя Майкла Фарадея.

Этот легендарный ученный еще в 1862 году первый объяснил и заложил будущий фундамент для размышлений многих умов по всему земному шару.

Вторым прародителем создания электромагнитной теории является еще один британский ученный Джеймс Клерк Максвелл. Хотя основной его пласт лишь косвенно объяснил принцип воздействия электромагнитного поля в природе, его работы во многом предопределят развитие этого течения, а также всей физики в частности.

Однако первых практических успехов в конструировании автомобилестроения на основе электромагнитного воздействия удалось добиться лишь в 1982 году. Тогда был построен первый прототип поезда, использующий магнитную подушку.

Магнитоплан M-Bahn был поистине уникальным отображением идей великих умов, однако применение его в широкой области было невозможным из-за несовершенности.

Немецкий поезд на магнитной подушке — магнитоплан M-Bahn

Обратив внимание общественности на реализм подобного изобретения, многие инженеры, осознав, что полноценный «парящий» транспорт пока лишь остается мечтой, сконцентрировались на создании менее значимых, но практичных автомобильных конструкций. Как результат, в 1980-ых годах, компания Bose первая произвела электромагнитную подвеску автомобиля, применив необходимые расчёты и вычисления

В отличие от стандартной механической подвески, электромагнитная подвеска не может применяться отдельно на разные мосты, а работает в слаженной системе одновременно на двух.

История становления

Первые страницы истории маглев были заполнены рядами патентов, полученных в начале XX века в разных странах. Еще в 1902 году патентом на конструкцию поезда, оснащенного линейным двигателем, отметился немецкий изобретатель Альфреда Зейден. А уже спустя четыре года Франклин Скотт Смит разработал еще один ранний прототип поезда на электромагнитном подвесе. Немного позже, в период с 1937 года по 1941 год, еще нескольких патентов относящихся к поездам, оснащенным линейными электродвигателями, получил немецкий инженер Герман Кемпер. К слову, подвижные составы Московской монорельсовой транспортной системы, построенной в 2004 г., используют для движения асинхронные линейные двигатели – это первый в мире монорельс с линейным двигателем.

Поезд Московской монорельсовой системы возле станции Телецентр

В конце 1940-х годов исследователи перешли от слова к делу. Британскому инженеру Эрику Лэйзвейту, которого многие называют «отцом маглевов», удалось разработать первый рабочий полноразмерный прототип линейного асинхронного двигателя. Позже, в 1960-х годах, он присоединился к разработке скоростного поезда Tracked Hovercraft. К сожалению, в 1973 году проект закрыли из-за нехватки средств.

Прототип поезда с линейным двигателем RTV 31 (проект Tracked Hovercraft)

В 1979 году появился первый в мире прототип поезда на магнитной подушке, лицензированный для предоставления услуг по перевозке пассажиров – Transrapid 05. Испытательный трек длиной 908 м был построен в Гамбурге и представлен в ходе выставки IVA 79. Интерес к проекту оказался настолько велик, что Transrapid 05 удалось успешно проработать еще три месяца после окончания выставки и перевезти в общей сложности около 50 тыс. пассажиров. Максимальная скорость этого поезда составляла 75 км/ч.

Система Transrapid 05 на выставке IVA 79

А первый коммерческий магнитоплан появился в 1984 году в Бирмингеме, Англия. Железнодорожная линия на магнитном подвесе соединяла терминал международного аэропорта Бирмингема и расположенную рядом железнодорожную станцию. Она успешно проработала с 1984 по 1995 год. Протяженность линии составляла всего 600 м, а высота, на которую состав с линейным асинхронным двигателем поднимался над полотном дороги – 15 миллиметров. В 2003 году на ее месте была построена система пассажирских перевозок AirRail Link на базе технологии Cable Liner.

В 1980-х годах к разработке и реализации проектов по созданию высокоскоростных поездов на магнитной подушке приступили не только в Англии и Германии, но и в Японии, Корее, Китае и США.

Достоинства и недостатки

Как и у большинства продуктов высоких технологий, недостаток у электромагнитной подвески один – высокая сложность.

Этот параметр формирует и цену, из-за чего до широкого внедрения разработок ещё далеко. Зато достоинств значительно больше:

• высочайшая плавность хода, недостижимая более простыми решениями;
• практически идеальная управляемость, из-за чего автомобиль обладает прекрасным сцеплением с дорогой в любых условиях;
• возможность полного устранения кренов, клевков и разгрузок осей, что позволяет максимально использовать тяговые, тормозные и боковые свойства шин, а также оптимизировать аэродинамику кузова;
• полная компенсация негативного влияния неподрессоренных масс на работу подвески;

В настоящее время по эффективности работы ни одна подвеска не может быть даже сравнима с электромагнитной.

Перспективы появления магнитных подвесок в будущем

Любое развитие технологий ведёт к снижению себестоимости систем в производстве. Поэтому применение активных подвесок будет расширяться, причём параллельно они обзаведутся и новыми функциями.

Например, уже сейчас ведутся работы по нескольким направлениям:

• активные электромагниты встраиваются в подвески рабочих кресел водителей на грузовых автомобилях, что ещё более повысит комфорт;
• системы технического зрения всё более тщательно изучают состояние дороги впереди автомобиля для максимально правильного реагирования;
• предсказание состояние покрытия может быть связано с системами навигации, в этом случае подвеска будет настраиваться в соответствии с разметкой дорожных карт и получать дополнительную информацию по спутниковой связи.

Ведущие фирмы мира понимают всю важность и перспективность новых разработок в этой области. Так труды покойного профессора Bose не задержались в рамках основанной им компании, а были выкуплены и стали основой для новой специализированной фирмы, в которую делаются значительные инвестиции

Результаты в виде серийного внедрения должны появиться достаточно быстро.

Независимая подвеска автомобиля ВАЗ-2105

На рис. 2 представлена независимая подвеска передних колес заднеприводного автомобиля ВАЗ-2105.
Упругим элементом подвески являются витые цилиндрические пружины 38, гасящим – гидравлические телескопические амортизаторы 40, направляющим устройством – верхние 13 и нижние 36 рычаги, а штанга 33 стабилизатора – упругий П-образный стержень.

Подвеска смонтирована на поперечине 30, которая закреплена на кузове автомобиля.

К переднему бурту нижнего рычага 36 приварен кронштейн крепления штанги стабилизатора 33.
В проушины рычагов 13 и 36 запрессованы шарниры на втулках 25, изготовленных из высокоэластичной резины.

С обоих концов шарниры зажаты упорными шайбами 26, которые стягиваются самоконтрящимися гайками, навернутыми на оси 35 и 22. Резиновые шарниры в эксплуатации не требуют регулировки и смазывания.

Ось верхнего рычага установлена в усилителе кузова. Ось нижнего рычага привернута болтами 37 к нижней части поперечины. Между осью и поперечиной установлены дистанционная шайба 28 и регулировочные шайбы 27 для регулировки углов установки передних колес.

Поворотная цапфа 5 поворачивается и качается на шаровых шарнирах.
Нижний шарнир состоит из стального шарового пальца 49 с полусферической закаленной головкой и полусферического металлического вкладыша–подшипника 48, надетого на палец. Головка пальца и вкладыш размещены в штампованном корпусе.
Для устранения зазоров в корпус с натягом вставлен резинопластмассовый вкладыш 47, прижимающийся своей пластмассовой облицовкой к шаровой головке пальца.

Верхний шарнир имеет сферическую закаленную головку, установленную в полимерный подшипник 12 скольжения. Нижний конический конец пальца гайкой 9 фиксируется в верхнем рычаге поворотного кулака 10. Головки верхнего и нижнего шарниров защищены от пыли гофрированными резиновыми чехлами 11.
Ход переднего колеса вверх ограничивается упором верхнего рычага подвески в резиновый буфер 13.

Пружина 38 подвески своим нижним концом опирается через опорную чашку 44 на нижний рычаг 36 подвески. Верхним концом через опорную чашку 21 и резиновую прокладку 20 – на силовой элемент передней части кузова.
Резиновая прокладка и резиновые втулки 25 изолируют кузов от передачи шума и вибрации через пружину подвески. Прямой металлический контакт между подвеской и кузовом отсутствует.

Амортизатор 40 своим верхним концом крепится к опорному стакану 17 через две резиновые подушки 18. Нижняя проушина амортизатора крепится через болт 41 и резиновые втулки к нижнему рычагу 36 подвески.

Стабилизатор поперечной устойчивости установлен в подушках-опорах 32, которые вставлены в кронштейны 31, привернутые к продольным балкам кузова. Загнутые концы стабилизатора с помощью подушек-опор 32 и обойм 39 прикреплены к нижним рычагам подвески.

Принцип работы

Посредством работы схемы сила колебаний преобразуется в энергию, которая затем перемещает упругие элементы. Нагрузка от колес постепенно переходит на пружину, и кочка становится не такой страшной. При желании можно настроить жесткость перемещения элементов упругости, и, если есть такая необходимость, смягчить действие гасящих деталей.

Плавность хода авто обеспечивается за счет уменьшения силы удара. Чтобы убедиться в этом, стоит посмотреть видео в интернете — таких роликов полно.

Следует отметить, что автомобили обладают различными по типу жесткости подвески. И чем жестче конструкция, тем эффективнее будет управление транспортным средством, но от этого пострадает комфорт сидящих в салоне. И, наоборот, если будет обеспечено удобство эксплуатации, может пострадать управляемость. Ни то, ни другое недопустимо. Поэтому владельцы авто стремятся найти наиболее верное решение путем выбора подходящей системы подвеска.

Виды подвесок автомобиля

Существует множество типов подвесок автомобиля. Так, например, известен магнитный подвес и другие подобные конструкции. Главным их отличием является критерий, заложенный в основу градации. Если рассматривать классификацию в зависимости от расположения направляющих, то подвески бывают:

• независимыми. В такой системе колеса друг от друга существуют автономно, за счет чего повышаются амортизационные характеристики конструкции. Применяют преимущественно на легковых авто;
• зависимыми. Производятся исключительно с жесткой балкой в конструкции, за счет чего достигается параллельное движение колес. Конструкция довольно простая, благодаря чему считается надежной и долговечной. Обычно применяют внутри грузовых машин или на задней оси «легковушек»;
• полунезависимыми. Конструкция подразумевает использование жесткой балки. Она ставится на кузов и фиксируется на нем посредством торсионов. Подобная схема позволяет добиться независимого положения подвески от кузова. Зачастую можно встретить на моделях компании ВАЗ.

Отдельный тип подвеса — активный. Схема конструкции подразумевает изменение параметров с помощью электронной системы управления. Таким образом, во время движения владелец авто может настраивать подвес так, как ему удобно. Среди параметров для настройки доступны:

• степень жесткости упругой детали;
• состояние стабилизатора;
• длины элементов, направляющих подвес.

Активная подвеска — это система, соединившая в себе механику и электронику. Однако модели, в каких установлена подобная конструкция, стоят значительно дороже.

Принципы

Кривые левитации и силы тяги линейного двигателя

Когда проводящий контур испытывает изменение магнитного поля, из закона Ленца и законом Фарадея , изменение магнитного поля генерирует эдс (EMF) по контуру. Для синусоидального возбуждения эта ЭДС опережает поле на 90 градусов по фазе, достигая максимума там, где изменения наиболее быстрые (а не когда они самые сильные):

Eзнак равно-NdΦBdт{\ displaystyle {\ mathcal {E}} = — N {{d \ Phi _ {B}} \ over dt}}

где N — количество витков провода (для простой петли это 1), а Φ _B — магнитный поток в сетке, проходящей через одну петлю.

Поскольку поле и потенциалы не совпадают по фазе, возникают силы притяжения и отталкивания, и можно было ожидать, что нет чистой подъемной силы. Однако, хотя ЭДС находится под углом 90 градусов к приложенному магнитному полю, петля неизбежно имеет индуктивность. Этот индуктивный импеданс имеет тенденцию задерживать пиковый ток на фазовый угол, зависящий от частоты (поскольку индуктивный импеданс любого контура увеличивается с частотой).

Kзнак равнор+яωL{\ Displaystyle К = р + я \ омега L \,}

где K — полное сопротивление катушки, L — индуктивность, а R — сопротивление, фактический вывод фазы можно вычислить как арктангенс произведения ωL / R, а именно. , стандартное подтверждение вывода фазы в одноконтурной цепи RL.

Но:

Eзнак равнояK{\ displaystyle {\ mathcal {E}} = IK}

где I — ток.

Таким образом, на низких частотах фазы в основном ортогональны, а токи ниже, и никакого значительного подъема не возникает. Но на достаточно высокой частоте преобладает индуктивный импеданс, и ток и приложенное поле практически совпадают, и этот ток создает магнитное поле, противоположное приложенному, и это позволяет левитацию.

Однако, поскольку индуктивный импеданс увеличивается пропорционально частоте, увеличивается и ЭДС, поэтому ток стремится к пределу, когда сопротивление мало по сравнению с индуктивным импедансом. Это также ограничивает подъемную силу. Поэтому мощность, используемая для левитации, в значительной степени постоянна с частотой. Однако существуют также вихревые токи из-за конечного размера проводников, используемых в катушках, и они продолжают расти с частотой.

Поскольку энергия, запасенная в воздушном зазоре, может быть рассчитана из HB / 2 (или μ H 2/2 ), умноженного на объем воздушного зазора, сила, приложенная к воздушному зазору в направлении, перпендикулярном нагрузке ( а именно , сила которая непосредственно противодействует гравитации) задается пространственной производной (= градиентом ) этой энергии. Объем воздушного зазора равна площадь поперечного сечения , умноженная на ширину воздушного зазора, так что ширина сокращается , и мы остались с отлагательной силой ц H 2 площади поперечного сечения / 2 раза в воздушном зазоре, который означает, что максимальная переносимая нагрузка изменяется как квадрат плотности магнитного поля магнита, постоянного или иного, и изменяется прямо как площадь поперечного сечения.