Caractéristiques et dispositif de suspension électromagnétique

Les suspensions électromagnétiques, parfois simplement appelées magnétiques, occupent une place à part entière dans un certain nombre de solutions techniques diverses pour les éléments de châssis automobile. Cela est possible grâce à l'utilisation du moyen le plus rapide de contrôler les caractéristiques de force de la suspension - directement à l'aide d'un champ magnétique. Ce n'est pas de l'hydraulique, où la pression du fluide doit encore être augmentée par une pompe et des vannes inertes, ou de la pneumatique, où tout est déterminé par le mouvement des masses d'air. Il s'agit d'une réaction instantanée à la vitesse de la lumière, où tout est déterminé uniquement par le rythme de l'ordinateur de contrôle et de ses capteurs. Et les éléments élastiques et amortisseurs réagiront instantanément. Ce principe confère aux pendentifs des qualités fondamentalement nouvelles.

Qu'est-ce que la suspension magnétique

Ce ne sont pas exactement des objets flottants dans l'espace, des objets sans rapport, mais quelque chose de similaire se produit ici. L'ensemble actif, travaillant sur l'interaction des aimants, ressemble à une jambe de force conventionnelle avec un ressort et un amortisseur, mais en diffère fondamentalement en tout. La répulsion des pôles de l'électroaimant du même nom fonctionne comme un élément élastique, et un contrôle rapide en modifiant le courant électrique circulant dans les enroulements vous permet de modifier rapidement la force de cette répulsion.

Les pendentifs conçus par différentes entreprises sont construits de différentes manières. Certains d'entre eux sont à part entière, mais fonctionnant sur d'autres principes, combinaisons d'un élément élastique et d'un amortisseur, d'autres ne sont capables de modifier que les caractéristiques de l'amortisseur, ce qui dans la plupart des cas suffit. Tout est question de vitesse.

Versions

Il existe trois systèmes réels bien connus et bien développés basés sur l'interaction d'électroaimants dans des jambes de suspension. Ils sont proposés par Delphi, SKF et Bose.

Système Delphi

Mise en oeuvre la plus simple, ici la crémaillère contient un ressort hélicoïdal classique et un amortisseur à commande électrique. L'entreprise l'a à juste titre désigné comme la partie la plus importante de la suspension contrôlée. La rigidité statique n'est pas si importante, elle est beaucoup plus utile pour contrôler les propriétés en dynamique.

Pour ce faire, un amortisseur de type classique est rempli d'un fluide ferromagnétique spécial pouvant être polarisé dans un champ magnétique. Ainsi, il est devenu possible de modifier la caractéristique de viscosité de l'huile d'amortisseur à grande vitesse. Lors du passage dans les gicleurs et clapets calibrés, il apportera une résistance différente au piston et à la tige de l'amortisseur.

L'ordinateur de suspension collecte les signaux de nombreux capteurs du véhicule et régule le courant dans l'enroulement de l'électroaimant. L'amortisseur réagit à tout changement de mode de fonctionnement, par exemple, il peut éliminer rapidement et en douceur les bosses, empêcher la voiture de rouler dans un virage ou empêcher la plongée lors du freinage. La rigidité de la suspension peut être choisie à votre discrétion parmi les réglages fixes disponibles pour différents degrés de sportivité ou de confort.

Elément ressort magnétique SKF

Ici, l'approche est complètement différente, le contrôle est basé sur le principe de l'évolution de l'élasticité. Le ressort classique principal est absent ; à la place, la capsule SKF contient deux électroaimants qui se repoussent en fonction de la force du courant appliqué à leurs enroulements. Comme le processus est très rapide, un tel système peut fonctionner comme un élément élastique ou comme un amortisseur, appliquant la force nécessaire dans la bonne direction pour amortir les vibrations.

Il y a un ressort supplémentaire dans le rack, mais il n'est utilisé que comme assurance en cas de panne électronique. L'inconvénient est la très grande puissance consommée par les électroaimants, qui est nécessaire pour créer une force de l'ordre de celle qui se manifeste habituellement dans les suspensions automobiles. Mais ils ont fait face à cela et l'augmentation de la charge sur le réseau électrique de bord est depuis longtemps devenue une tendance générale dans l'industrie automobile.

Suspension magnétique de Bose

Le professeur Bose a travaillé sur les haut-parleurs toute sa vie, il a donc utilisé le même principe dans l'élément de suspension actif que là-bas - le mouvement d'un conducteur porteur de courant dans un champ magnétique. Un tel dispositif, où un aimant multipolaire de la tige de crémaillère se déplace à l'intérieur d'un ensemble d'électroaimants annulaires, est généralement appelé moteur électrique linéaire, car il est approximativement le même, seul le système de rotor et de stator est déployé en ligne.

Le moteur multipolaire est plus efficace que le système bipolaire SKF, de sorte que la consommation d'énergie est nettement inférieure. De nombreux autres avantages également. La vitesse est telle que le système peut retirer le signal du capteur, inverser sa phase, l'amplifier et ainsi compenser entièrement les irrégularités de la route avec la suspension. Quelque chose de similaire se produit dans les systèmes d'annulation active du bruit utilisant des configurations audio de voiture.

Le système fonctionne si efficacement que ses premiers tests ont montré une supériorité qualitative même sur les suspensions de voitures haut de gamme standard. Dans le même temps, la longueur des électroaimants linéaires offrait une course de suspension importante et une bonne consommation d'énergie. Et un bonus supplémentaire s'est avéré être la capacité de ne pas dissiper l'énergie absorbée pendant le processus d'amortissement, mais de la convertir en utilisant l'inverse des électroaimants et de l'envoyer vers un dispositif de stockage pour une utilisation ultérieure.

Gestion des suspensions et réalisation des prestations prévues

Les possibilités des mécanismes magnétiques dans la suspension sont pleinement révélées avec l'organisation d'un système de capteurs, d'un ordinateur à grande vitesse et de principes logiciels bien développés. Les résultats sont tout simplement incroyables :

• bon fonctionnement au-dessus de toutes les attentes ;
• réactions de suspension complexes dans les virages, mettant en évidence les roues chargées et commençant à monter ;
• parer les coups de bec et les micros du corps;
• amortissement complet des rouleaux ;
• émancipation des pendants en terrain difficile ;
• résoudre le problème des masses non suspendues;
• collaboration avec des caméras et des radars balayant la route devant la voiture pour des actions préventives ;
• la possibilité d'élaborer des cartes de navigation, où le relief de surface est pré-enregistré.

Rien de mieux que les pendentifs magnétiques n'a encore été inventé. Les processus de développement ultérieur et la création d'algorithmes se poursuivent, le développement se poursuit même sur les voitures des classes les plus élevées, où le prix de ces appareils est justifié. Il n'a pas encore atteint le point d'être utilisé sur des châssis de série, mais il est déjà clair que l'avenir appartient à de tels systèmes.