Пропускная способность клапанов амортизаторов, как известно, зависит не только от площади их проходного сечения, но и от вязкости жидкости. В технике давно применяются магнитореологические жидкости, у которых вязкость варьируется путем изменения напряженности магнитного поля. Использование таких жидкостей открывает широкие возможности по переходу от автоматизированных способов к автоматическому способу регулирования демпфирующих свойств амортизаторов, когда выбор режимов их работы задаётся не на основе субъективной оценки водителем дорожных условий, а в соответствии с результатами объективных измерений характеристик колебаний кузова и колёс автомобиля, его кренов, тягово-скоростных и других свойств.
Магнитореологическая жидкость состоит из синтетического углеводородного масла, в котором находятся магнитные частицы ферромагнетика размером от 3 до 10 микрон со специальным покрытием, препятствующим их слипанию друг с другом. Эти частицы занимают около 30% объема жидкости. Жидкость работает как обычная амортизаторная жидкость, но под воздействием электромагнитного поля, генерируемого специальными электромагнитными катушками, изменяется ориентация магнитных частиц и, соответственно, вязкость жидкости. Причем, изменяется с частотой 1000 раз/с и регулирование сопротивления перемещению поршня амортизатора происходит фактически мгновенно.
Основой системы являются обычные однотрубные амортизаторы (рисунок 3.9). В поршень амортизатора встроена электромагнитная катушка, провода к которой идут внутри штока, а ток плавно изменяется контроллером. Под действием создаваемого электромагнитной катушкой магнитного поля магнитные частицы жидкости, выстраиваются в ряды «поперек» её потока, увеличивая вязкость жидкости в зоне калиброванных отверстий (или одного отверстия на автомобилях Ferrari) в поршне (рисунки 3.10 и 3.11). Поскольку степень демпфирования определяется лишь силой тока, клапанов в амортизаторе нет. Из-за этого он работает тише: поток проходящей через каналы в поршне жидкости ламинарный, а не турбулентный, как в обычных амортизаторах.
Быстродействие системы выше, чем у регулируемых амортизаторов с изменяемыми сечениями клапанов или дополнительными электромагнитными клапанами: время реакции составляет 1 миллисекунду против 10 мс (на автомобилях Ferrari предыдущего поколения – 80 мс), а затраты мощности невелики – менее 20 Вт на каждый амортизатор. Причем, в отличие от амортизаторов, у которых пропускная способность электромагнитного клапана меняется ступенчато, в данной системе вязкость жидкости изменяется непрерывно. Эту функцию выполняет контроллер, который с учётом таких факторов, как ходы подвесок каждого колеса автомобиля, крены его кузова, тягово-скоростные свойства автомобиля, скорость вращения колёс, положение рулевого колеса и тормозной педали, а также температура магнитореологической жидкости, подаёт электрический сигнал соответствующей величины на электромагнитную катушку каждого амортизатора.
При расчётах контроллер обменивается информацией с другими системами, например, рулевого управления и динамической стабилизации.
В настоящее время амортизаторы с магнитореологической жидкостью применяются в системах подвески Audi Magnetic Ride (на автомобилях Audi) и Magnetic Ride Control (на автомобилях Cadillac). Это адаптивные системы подвески с индивидуальным выбором настраивания амортизаторов. Водитель осуществляет выбор программ «Sport» или «Normal» нажатием на клавишу переключателя.
Рисунок 3.9 – Амортизаторная стойка автомобиля Ferrari F 55 с однотрубным амортизатором с магнитореологической жидкостью:
1 – газовая полость; 2 – полость с магнитореологической жидкостью; 3 – электромагнитная катушка; 4 – поршень амортизатора
В режиме «Normal», когда жидкость менее вязкая, подвеска при движении по неровным дорогам обеспечивает хорошую плавность хода и комфортабельность. В режиме «Sport» жидкость более вязкая, и подвеска обеспечивает хорошее сцепление колёс с дорогой, управляемость и устойчивость.
Разработчики предусмотрели программный алгоритм защиты от перегрева амортизаторов. В итоге заявленный ресурс амортизаторов системы составляет не менее 300 тыс. км.
Рисунок 3.10 – Схема работы магнитореологического амортизатора:
1 – шток амортизатора; 2 – зона высокой напряжённости магнитного поля; 3 – электро-магнитная катушка; 4 – зона магнитореологического эффекта; 5 – поршень амортизатора; 6 – линии магнитного поля; 7 – корпус амортизатора
Амортизаторы с магнитореологической жидкостью по конструкции проще всех других амортизаторов, но из-за высокой стоимости жидкости, имеющей требуемый (достаточно широкий) температурный диапазон работы, и стоимость амортизаторов в настоящее время достаточно высока. Кроме того, в подвесках с такими амортизаторами не требуется установка стабилизаторов поперечной устойчивости.
Рисунок 3.11 – Эпюры скорости истечения ламинарного потока магнитореологической жидкости через калиброванное отверстие в поршне амортизатора:
1 – магнитореологическая жидкость; 2 – эпюра скорости при отсутствии магнитного поля; 3 — эпюра скорости при воздействии магнитного поля
Читайте также: Амортизатор для стиральной машины ariston c00093884
Дата добавления: 2015-04-16 ; просмотров: 179 ; Нарушение авторских прав
Видео:Жидкость в амортизаторы на "пробу" для Ява 638/1/03Скачать
Магнитореологический амортизатор
Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к подвеске транспортных средств. Магнитореологический амортизатор содержит корпус с гидравлической полостью, заполненной магнитореологической жидкостью и разделенной поршнем на две части канал, соединяющий обе части этой полости, шток с размещенными в нем проводами, магнит, состоящий из обмотки и сердечника и создающий в проходящем через сердечник указанном канале магнитное поле с силовыми линиями, направленными по оси канала. Магнитореологический амортизатор снабжен управляющим устройством, изменяющим ток в обмотке магнита в зависимости от скорости перемещения поршня и подающим в управляющее устройство электрический сигнал, пропорциональный скорости перемещения поршня, датчиком давления двустороннего действия, размещенным в поршне и состоящим из двух пьезоэлектрических пластин и металлического диска, расположенного между ними. Датчик вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный скорости перемещения поршня. Сигнал передается в управляющее устройство, которое варьирует ток в обмотке магнита, обеспечивая изменение сил сопротивления амортизатора по оптимальным рабочей диаграмме и характеристике сопротивления. Технический результат — обеспечение оптимизации рабочей диаграммы и характеристики сопротивления магнитореологического амортизатора. 2 ил.
Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к подвеске транспортных средств.
Аналогом заявляемого изобретения является амортизатор [I], содержащий корпус, подвижно установленный поршень, шток, гидравлическую полость, заполненную рабочей жидкостью и разделенную поршнем на две части, канал в поршне, соединяющий обе части этой полости, и клапан с упругим элементом. Значения сил сопротивления амортизатора с клапанами, основанными на упругих элементах, имеют определенное поле допуска, в связи с чем фактические силы сопротивления могут отличаться от их номинальных значений. Наряду с этим в процессе эксплуатации уменьшаются со временем вследствие снижения жесткости клапанов.
Прототипом заявляемого изобретения служит магнитореологический амортизатор [2], содержащий корпус, подвижно установленный поршень, шток с размещенными в нем проводами, гидравлическую полость, заполненную магнитореологической жидкостью и разделенную поршнем на две части, канал в поршне, соединяющий обе части этой полости, а также магнит, состоящий из обмотки и сердечника и создающий в проходящем через сердечник канале магнитное поле с силовыми линиями, направленными по оси канала. В конструкции прототипа частично устранены недостатки, свойственные аналогу [1], за счет применения магнитореологической жидкости и использования магнита с размещенным в его сердечнике каналом. Путем установки определенного значения тока, проходящего через обмотку магнита, точно регламентируется необходимое сопротивление амортизатора. Величина этого сопротивления не изменяется во времени. Однако конструкция прототипа [2] позволяет оптимизировать только одно значение силы сопротивления при любом ходе поршня, и вверх и вниз, на одной конкретной скорости, что недостаточно для эффективной работы амортизатора. Это обусловлено двумя обстоятельствами. Во-первых, рабочая диаграмма (зависимость сил сопротивления от хода поршня) прототипа симметрична, то есть при движении поршня и вверх, и вниз с одинаковой скоростью сопротивления амортизатора равны, хотя в общем случае, например, в автомобильных амортизаторах, силы сопротивления сжатия и отбоя могут отличаться друг от друга в несколько раз. Во-вторых, характеристика сопротивления (зависимость сил сопротивления от скорости поршня) у прототипа при постоянном токе в обмотке магнита имеет прогрессивный вид, в то время как оптимальный вид характеристики может быть и другим. У автомобильного амортизатора, например, он дегрессивный.
Технической задачей заявляемого изобретения является оптимизация рабочей диаграммы и характеристики сопротивления магнитореологического амортизатора.
Техническая задача решается тем, что магнитореологический амортизатор снабжен управляющим устройством, изменяющим ток в обмотке магнита в зависимости от скорости перемещения поршня и подающим в управляющее устройство электрический сигнал, пропорциональный скорости перемещения поршня, датчиком давления двустороннего действия, размещенным в поршне и состоящим из двух пьезоэлектрических пластин и металлического диска, расположенного между ними.
На чертеже показан общий вид магнитреологического амотртизатора.
Магнитореологический амортизатор состоит из корпуса 1, штока 2 с размещенными в нем проводами 3, направляющей втулки 4, подвижно установленного поршня 5, гидравлической полости 6, заполненной магнитореологической жидкостью и разделенной поршнем 5 на две части, газовой полости 7, разделителя 8 и канала 9, соединяющего обе части гидравлической полости 6. Канал 9 проходит через сердечник 10 магнита. Силовые линии магнитного поля внутри канала 9 параллельны его оси. В поршне 5 размещен датчик давления двухстороннего действия, состоящий из двух пьезоэлектрических пластик 11 и металлического диска 12. Этот диск повышает прочность пластин 11 и является для них общим проводом. Пьезоэлектрические пластины 11 предназначены для преобразования скорости перемещения поршня 5 (она пропорциональна давлению магнитореологической жидкости) в электрический сигнал. Пьезоэлектрические пластины 11 включены в электрическую цепь управления током в обмотке 13 магнита. Схема управления током в обмотке 13 магнита представлена на фиг.2. В схему входит управляющее устройство 14 (не показано), предназначенное для изменения тока в обмотке 13 магнита.
Читайте также: Кронштейн амортизатора уаз 452 задний
Амортизатор работает следующим образом.
При сжатии поршень 5 начинает перемещаться вниз и давление рабочей жидкости в нижней части гидравлической полости 6 становится больше, чем в ее верхней части. Датчик давления вырабатывает электрический сигнал, при котором положительный потенциал образуется на нижней пьезоэлектрической пластине 11 датчика. Величина сигнала пропорциональна давлению рабочей жидкости в нижней части гидравлической полости 6 и, следовательно, скорости перемещения поршня 5. Электрический сигнал подается в управляющее устройство 14. Положительный потенциал нижней пластины 11 служит командой управляющему устройству 14 по изменению тока в обмотке 13 магнита в соответствии с программой ветви сжатия на оптимальной характеристике сопротивления. Управляющее устройство 14 устанавливает заложенную в программке величину тока, посредством чего создаётся строго определенная сила сопротивления сжатия.
При отбое поршень 5 начинает перемещаться вверх и давление рабочей жидкости в верхней части гидравлической полости 6 становится больше, чем в ее нижней части. Датчик давления вырабатывает электрический сигнал, при котором положительный потенциал образуется на верхней пьезоэлектрической пластине 11 датчика. Величина сигнала пропорциональна давлению рабочей жидкости в верхней части гидравлической полости 6 и, следовательно, скорости перемещения поршня 5. Электрический сигнал подается в управляющее устройство 14. Положительный потенциал верхней пластины 11 служит командой управляющему устройству 14 по изменению тока в обмотке 13 магнита в соответствии с программой ветви отбоя на оптимальной характеристике сопротивления. Управляющее устройство 14 устанавливает заложенную в программке величину тока, посредством чего создаётся строго определенная сила сопротивления отбоя.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что в основу его конструкции и работы положено наличие управляющего устройства, изменяющего ток в обмотке магнита в зависимости от скорости перемещения поршня и подающего в управляющее устройство электрический сигнал, пропорциональный скорости перемещения поршня, датчика давления двустороннего действия, размещенного в поршне и состоящего из двух пьезоэлектрических пластин и металлического диска, расположенного между ними.
Вышеперечисленные признаки позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию “новизна”.
Существующие технологии машиностроения и применяемые в нем материалы позволяют организовать промышленное изготовление магнитореологических амортизаторов и оснащение ими транспортных средств.
1. И.Раймпель. Шасси автомобиля. Амортизаторы, шины и колеса. — М.: Машиностроение, 1986, с. 33, рис. 1.30 (аналог).
2. US 5170866, F 16 F 15/03, 15.12.1992 г., 7 с.
Магнитореологический амортизатор, содержащий корпус с гидравлической полостью, заполненной магнитореологической жидкостью и разделенной поршнем на две части, канал, соединяющий обе части этой полости, шток с размещенными в нем проводами, магнит, состоящий из обмотки и сердечника и создающий в проходящем через сердечник указанном канале магнитное поле с силовыми линиями, направленными по оси канала, отличающийся тем, что он снабжен управляющим устройством, изменяющим ток в обмотке магнита в зависимости от скорости перемещения поршня и подающим в управляющее устройство электрический сигнал, пропорциональный скорости перемещения поршня, датчиком давления двустороннего действия, размещенным в поршне и состоящим из двух пьезоэлектрических пластин и металлического диска, расположенного между ними.
Видео:Электромагнитная подвеска BOSE (сравнение)Скачать
Три технологии, которые сделают пневмоподвески автомобилей «умнее» существующих
Конструкция пневмоподвески обычно не предаётся большой огласке. Но вероятно являются наиболее значимым фактором для получения удовольствия от ежедневного использования автомобиля. Автопроизводители всегда настраивают и дорабатывают подвески своих автомобилей для получения трудноуловимого идеала: комфортной езды в сочетании с отточенной «гоночной» управляемостью.
Читайте также: Что нужно для ремонта амортизаторов
Видео:Что стало после тормозной жидкости , естественный износ амортизатора.Скачать
Три инновации
Достичь этого не всегда удаётся, но последние разработки в этой области вплотную приблизились к согласованию противоречивых требований «комфорт» и «спортивность». Ниже представлены три последние инновации, приближающие нас к «повторному изобретению» подвески от Bose.
Пневмоподвеска General Motors.
«Магнитные» амортизаторы
Если вам нравится амортизаторы с магнитореологической жидкостью на Ferrari FF или Audi R8, вы можете благодарить General Motors за разработку этой технологии. Пропуская электрический ток через неприметную чёрную жидкость внутри амортизаторов Ride Control, можно изменением напряжения мгновенно корректировать их жёсткость. А значит, адаптировать «повадки» автомобиля не только к дорожным условиям, но и к стилю вождения конкретного владельца.
Система «магнитных» амортизаторов лицензирована для многих компаний. Но концерн GM как основоположник технологии остаётся лидером в этой области. Его Magnetic Ride Control третьего поколения имеют переработанную конструкцию (добавлен второй провод в управляющий контур). Теперь при подаче напряжения все магнитные частички внутри жидкости моментально включаются в работу.
Ferrari с адаптивными амортизаторами, заполненными магнитореологической жидкостью.
В то время как на прежних версиях наблюдалась некоторая задержка. Новация приводит к значительному улучшению характеристики подвески. Об этом можно судить по уже выпускаемым автомобилям. К примеру, «топовому» Chevrolet Corvette Stingray – на скорости 100 км/ч автомобиль может подстроиться под каждый сантиметр дороги.
Активный наклон в поворотах
Любой мотоциклист скажет вам, что наклоняться внутрь поворота – дело естественное. Очень плохо, что автомобили так «не умеют». Хотя теперь умеют. Купе Mercedes-Benz S65 AMG использует датчики ускорения, работающие в связке с камерой фронтального обзора. Это позволяет купе S65 «чувствовать» изгибы трассы. А затем передавать управляющий импульс пневмоподвеске, чтобы наклонить кузов автомобиля внутрь поворота.
При этом задачей является не столько увеличение скорости прохождения виража, сколько повышение комфорта – пассажиры испытывают меньшие боковые нагрузки. В принципе если дорога не имеет приятных изгибов, автомобиль может сымитировать их, ещё раз доказывая, как здорово быть владельцем транспорта премиум-класса.
Гидравлическое управление в поворотах
В 2015 году выпустили Audi RS 7 – новейший автомобиль с «поперечной» гидравлической связью в подвеске Audi Dynamic Ride Control. В то время как обычные пружинные подвески нуждаются в стабилизаторах поперечной устойчивости, гидравлическая система способна «перебрасывать» дополнительную жидкость к противоположным радиаторам, компенсируя крены кузова в поворотах.
Audi RS 7 Sportback. Амортизаторы с системой динамического контроля (DRC). Компоненты системы.
В остальных случаях отсутствие механических стабилизаторов означает большую «свободу» подвески, а значит, и плавность хода. Автомобили с хорошими ездовыми качествами используют подобные решения для достижения заветного компромисса между комфортом и «спортивностью». И хотя «гидравлический псевдо-стабилизатор» не является лучшим решением, он наиболее близок к идее активной подвески.
Видео:Тормозная жидкость. Все нюансы: интервал, вязкость, состав, температура, смешиваемость.Скачать
Что слышно о подвеске Bose?
Еще в 2004 году Bose сообщали, что с 1980 годов ведут секретные разработки системы активной подвески. С помощью мощных электромагнитных стоек система Bose может мгновенно выдвинуть или убрать любое из колёс, чтобы удержать неизменным уровень кузова над дорогой. Bose демонстрировали работу своей системы на Lexus LS400 за пределами своей штаб-квартиры в Framingham, штат Массачусетс.
В процессе демонстрации Лексус ускорялся перед различными препятствиями, а его кузов оставался безмятежным. Под конец тяжёлый внедорожник и вовсе «перепрыгивал» через брёвна на своем пути. В тот момент казалось, что наступает новая эра, а Bose обещала подготовить систему к серийному выпуску в течение нескольких лет. Прошло уже более десяти – и где же революционная активная подвеска?
Пока аналогичная система применяется лишь на огромных карьерных машинах, где стойки Bose активно гасят удары, изолируя от вибраций кабину водителя. Но легковые автомобили по-прежнему желанный «приз» для разработчиков. Поэтому мы спрашиваем: можно ли подготовить систему в течение пяти лет для вновь выпускаемых автомобилей?
Представители компании отвечают: «Да, конечно. Предстоит кропотливая работа с автопроизводителями по разработке деталей и «тонкой настройке» подвески. Но технических препятствий нет. И когда появится «правильный» автомобиль, мы будем готовы». Кто же теперь хочет принять участие в «подвесочной революции»?
- Свежие записи
- Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
- Скрипят амортизаторы на машине что делать
- Из чего состоит стойка амортизатора передняя
- Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
- Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
📽️ Видео
Амортизаторы MILES. Испытания и тесты в сравнении с амортизаторами премиального сегмента.Скачать
Сравнение газовых и масляных амортизаторовСкачать
Электромагнитная подвеска MagneRide | Science Garage На РусскомСкачать
Большой обзор жидкой изоленты ISOLASTICСкачать
ЧТО БУДЕТ ЕСЛИ, УСТАНОВИТЬ МНОГО-МНОГО АМОРТИЗАТОРОВ в ПОДВЕСКУ?Скачать
ПОЧЕМУ ОПЫТНЫЕ АВТОМОБИЛИСТЫ НЕ СТАВЯТ ГАЗОВЫЕ АМОРТИЗАТОРЫ ВМЕСТО МАСЛЯНЫХСкачать
🧲Сделал магнитную жидкость из хозтоваров!Скачать
Оригинальная тормозная жидкость стоит очень дорого - чем равноценным её заменить? Недостающее звено.Скачать
Чем Отличаются Амортизаторы Масляные и Газомасляные. Когда Менять АмортизаторыСкачать
Чем Отличаются Амортизаторы Масляные и Газомасляные.Скачать
ленд крузер 200,замена задних амортизаторовСкачать
визуализация неисправности амортизаторовСкачать
ПРОЗРАЧНЫЙ ГАЗОМАСЛЯНЫЙ АМОРТИЗАТОР из СТЕКЛАСкачать
⚫СПОСОБНА ВЫДЕРЖАТЬ ВСЕ! НЕОБЫЧНАЯ ПОДВЕСКА НА АВТОМОБИЛЕ.Скачать
ИММЕРСИОННАЯ ЖИДКОСТЬ Иммерсионка ИММЕРСИОННОЕ МАСЛОСкачать
ПОЧЕМУ НЕЛЬЗЯ ГАЗОМАСЛО ВМЕСТО МАСЛАСкачать
