Вопрос

Магнитно-активная подвеска или магнитореологический демпфер

Несколько лет назад компания GM разработала магнитные амортизаторы для Corvette. Что такое магнитная активная подвеска и как она работает?



Я понимаю, что в амортизаторах есть магнитная жидкость, но как именно она работает, если не проводить через неё электрический ток?



Я думаю, что они предоставили лицензию на это и Ferrari, но это заявление с форума, и у меня нет ссылки на источник.



Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/24456/magnetic-active-suspension-or-magnetorheological-damper

19 Комментариев

  1. Как уже упоминалось, демпферы управляются электромагнитной катушкой (в новых моделях — двумя катушками). При подаче тока жидкость становится более вязкой, что приводит к усилению демпфирования.


    Эта технология до сих пор используется в Corvette в качестве опции, а также в автомобилях других марок и моделей. Система GM относительно проста и использует всего несколько входных параметров (четыре датчика положения амортизаторов, скорость автомобиля, крутящий момент двигателя, давление в тормозной системе и угол поворота рулевого колеса) для определения необходимого уровня демпфирования.


    С веб-страницы BWI Group (в настоящее время владеет патентами на MagneRide). Также содержит простое демонстрационное видео.

    http://www.bwigroup.com/en/pshow.php?pid=22



    MagneRide состоит из четырёх однотрубных амортизаторов, набора датчиков и встроенного электронного блока управления (ЭБУ). Магнитореологическая (МР) жидкость, используемая в амортизаторах, представляет собой суспензию магнитомягких (легко, но временно намагничивающихся) частиц железа в синтетической углеводородной основе. Поршень амортизатора содержит электромагнитную катушку, которая может создавать переменный магнитный поток в каналах для жидкости. Когда ток в катушке отсутствует, магнитореологическая жидкость не намагничивается, частицы железа хаотично распределяются в жидкости, и она ведёт себя как обычное гидравлическое масло. Когда на катушку подаётся напряжение, магнитное поле заставляет частицы выстраиваться в волокнистые структуры в направлении магнитного потока. Прочность связи между частицами в структурах пропорциональна напряжённости магнитного поля, поэтому изменение тока обеспечивает переменное демпфирование в реальном времени с очень широким диапазоном изменения силы. В результате получилась система, которая превосходит обычные системы с переменным демпфированием, но при этом не использует сложные электромеханические клапаны, применяемые в таких системах. По сравнению с другими технологиями, основанными на использовании клапанов, MagneRide обеспечивает гораздо более широкий диапазон демпфирующей силы и реагирует гораздо быстрее, не создавая шума.



    введите описание изображения здесь


    Описание магнитореологической жидкости

    https://en.wikipedia.org/wiki/Магнитореологическая_жидкость



    Магнитореологическая жидкость (MR-жидкость) — это разновидность «умной» жидкости в среде-носителе, обычно в виде масла. Под воздействием магнитного поля жидкость значительно увеличивает свою кажущуюся вязкость, становясь вязкоупругим твёрдым телом. Важно отметить, что предел текучести жидкости в активном («включённом») состоянии можно очень точно контролировать, изменяя напряжённость магнитного поля...


    Магнитные частицы, которые обычно представляют собой сферы или эллипсоиды микрометрового или нанометрового размера, находятся во взвешенном состоянии в масле-носителе и при нормальных условиях распределены в суспензии случайным образом, как показано ниже.



    введите описание изображения здесь



    Однако при воздействии магнитного поля микроскопические частицы (обычно размером от 0,1 до 10 мкм) выстраиваются вдоль линий магнитного потока, как показано ниже.



    введите описание изображения здесь


    Со страницы LORD, поставщика BWI.

    http://www.lord.com/products-and-solutions/active-vibration-control/industrial-suspension-systems/magneto-rheological-(mr)-fluid



    Магнитореологические (МР) жидкости LORD могут мгновенно реагировать на изменение уровня магнитного поля, точно и пропорционально распределяя энергию в таких устройствах, как тормоза, амортизаторы и демпферы. Под воздействием магнитного поля реология МР-жидкостей LORD обратимо и мгновенно меняется: из текучей жидкости они превращаются в полутвердое вещество с контролируемым пределом текучести. Время отклика всех МР-жидкостей LORD составляет менее 5 мс, однако точное время зависит от конструкции устройства. Все наши жидкости имеют серый цвет и легко перемешиваются при достаточном взбалтывании. Частицы железа, содержащиеся в жидкости, имеют размер от 1 до 20 микрон.



    Ссылка на паспорт материала

    http://www.lord.com/sites/default/files/DS7015_MRF-132DGMRFluid.pdf


  1. Я думаю, что принцип работы заключается в том, что жидкость в демпфере заполнена чем-то вроде железных опилок. При нормальной работе они плавают в жидкости, не оказывая существенного влияния.



    Мощный электромагнит встроен в конструкцию корпуса/оболочки демпфера. При подаче тока магнитная сила изменяет поведение магнитных частиц, которые обычно свободно перемещаются в жидкости. Это эффективно изменяет вязкость жидкости, а значит, и скорость демпфирования, и «жесткость» демпферных узлов.


  1. При изменении потока электричества, проходящего через магнитную жидкость в демпферах, меняется вязкость жидкости. При изменении вязкости суспензии становится сложнее или легче сжиматься, что позволяет изменять характеристики суспензии.



    Поскольку управление осуществляется с помощью электрического тока, его можно менять сотни раз в секунду.


  1. Ужин из курицы.
  1. Следующий уровень, Бен! Отличный ответ :o)
  1. Как обычно. Отличный ответ. Спасибо!
  1. Технически сама жидкость не является магнитной, но это коллоидный раствор, содержащий крошечные магнитные частицы, то есть по сути это магнитная жидкость. Эти частицы меняют своё расположение при воздействии электромагнитного поля (путём подачи электрического тока), что, в свою очередь, изменяет вязкость жидкости в демпфере и жёсткость подвески.
  1. Жидкость не обладает магнитными свойствами, и через неё не проходит электрический ток.
  1. Я помню, что в журнале Car and Driver была статья об этом, приуроченная к 50-летию Corvette.
  1. Ещё один хороший артефакт. Ещё раз спасибо!
  1. Кроме того, вот отличная статья из Клемсона, где есть несколько замечательных программ по автомобильной инженерии: cvel.clemson.edu/auto/AuE835_Projects_2011/Shinde_project.ht‌​ml
  1. Хорошая новость. TY
  1. Технический термин — «магнитореологический демпфер». На самом деле он был разработан компанией Delphi, которая, как и Bosch или Takata, является поставщиком запчастей и входит в состав GM. На самом деле эта технология была разработана не в GM.
  1. Да, я надеялся на более подробное объяснение с цитатами. Я в общих чертах понимаю, как работает эта технология, но хотел бы разобраться в ней подробнее.
  1. Это препятствие. Если бы я знал, то не стал бы так смело предлагать это. Вполне логично.
  1. Но потом мне приходится отложить телефон и взять ноутбук, а для этого нужно встать с дивана (и потревожить нескольких мурлыкающих кошек).
  1. Вам следует написать ответ. У вас хорошие данные.
  1. Кстати, обратите внимание, что система GM, по-моему, технически относится к полуактивным системам. То есть активная система может добавлять энергию в систему, в то время как полуактивная просто модулирует свойства системы, а пассивная, конечно же, просто делает своё дело без какого-либо интеллектуального управления. Да, и у Audi тоже есть полуактивная система, но она воздушная, а не жидкостная.
  1. Некоторое время назад компания Bose разработала систему, основанную на другом принципе: вместо пружин и гидравлики использовались активные линейные электромагниты. Я не знаю, что с ней стало, но она была довольно интересной. Она могла не только изменять силу демпфирования, но и активно поднимать и опускать колёса. Насколько я помню, всё сопротивление обеспечивалось только за счёт магнетизма, а не амортизаторов и пружин, но не стоит меня цитировать. На YouTube есть видео.
Вы уже ответили на этот вопрос