Електромагнітна підвіска bose

Марка Bose нагадує про «музиці» hi-end; класне стерео і все таке. А як вам електромагнітна підвіска автомобіля - під тим же брендом?

Окрім жартів; д-р Amar Bose - великий фахівець і новатор, і працює не тільки над вдосконаленням аудіо-систем. Його професійний інтерес вже давно (з чверть століття тому) привернула автомобільна техніка - в першу чергу ходова. З властивим йому нестандартним підходом він кинув на пристрій підвіски, як то кажуть, свіжий погляд - і побачив, як треба робити.

Занадто багато в підвісці сучасної легковика різноманітних деталей. Не кажучи вже про напрямному апарату (важелі і шарніри), - пружні елементи, амортизатори, поперечні стабілізатори ... На погляд д-ра Bose, прийшов час зібрати всі в єдиний вузол, - що він і зробив.

В основі принципово нової підвіски - лінійний електродвигун. Адже е-мотори роблять не тільки на обертальний рух, а й на поступальний - для обробних верстатів з ЧПУ, для перспективних ж / д поїздів на е-магнітної «подушці». Загалом, нічого особливого; прикол в додатку лінійного е-двигуна (ЛЕ) до автомобільного шасі. І вийшло неслабо.
Пристрій лінійної електромашини: мотор, а коли треба, - альтернатор. Тобто, і пружний елемент, і амортизатор в одній упаковці

Потужний ЛЕ вдало вписується на місце телескопічного амортизатора і замінює собою і його, і пружину, і поперечний стабілізатор. Під контролем ЦПУ на е-двигун подається напруга, і на його штоку виникає виштовхує зусилля. Скажімо, 375 кг; на 4-х штоках - 1500 кг; тобто, вага легковика «гольф» -класу з нормальним навантаженням [Без так званих безпружинних частин підвіски, які для «гольф» -класу всяко тягнуть на 150 кг.]. Зрозуміло, що ЛЕ підтримують задану висоту шасі - незалежно від навантаження. Як з нормальною (гідро) пневматичною підвіскою; так звана статична компенсація.
Передня підвіска McPherson з електромагнітними стійками Bose. Масивні ЛЕ ...

Крім того, швидкодіючі ЛЕ беруть на себе і динамічну компенсацію: обмежують бічний крен автомобіля [Поперечні стабілізатори відпадають - за непотрібністю.], А також усувають поздовжні «клевки» при розгоні і гальмуванні. Вони здатні спрацьовувати хоч 100 разів на секунду - тільки подавай напругу на обмотки статора. А ЦПУ контролює кожен з 4-х ЛЕ індивідуально, і тут відкриваються дивовижні можливості. Наприклад, гра кутовий жорсткістю передньої і задньої підвіски - по окремості. Скажімо, при вході у віраж ЛЕ живляться так, що машина спирається переважно на зовнішнє заднє колесо - і набуває легкої надлишкову обертальність. Охоче ​​зарулює в поворот, і упор м'яко переноситься на зовнішнє переднє колесо. Виходимо з віражу з трохи недостатньою поворачиваемостью. Або ще якось; питання настройки «софта».

Особливо цінно, що ЛЕ не тільки беруть на себе функції пружних елементів підвіски, але і гасять, демпфують коливання [Забавно: тут як би повернення в минуле, коли багатолистові ресори виконували роль пружних елементів підвіски - і демпфірованного її коливання (як фрикційні амортизатори). Як би повернення, - але на наскільки іншому рівні техніки!]. Тобто, працюють (під контролем того ж ЦПУ) як амортизатори - тільки електричні. При ході колеса на нерівностях ЛЕ діє вже не як е-двигун, а в ролі лінійного альтернатора: поглинає кінетичну енергію, перетворює її в електричну - і закачує бортову е-мережу.

Зовсім інший принцип гасіння коливань: замість розсіювання їх енергії в атмосфері через сильно гріються гідроамортизатори - рекуперірованіе її і запасання (в акумуляторах). Причому ЦПУ може блискавично змінювати характеристики е-амортизаторів - кожного окремо і всіх 4-х разом. Досягається фантастична плавність ходу на покриттях самої різної якості - при чудовому триманні дороги і керованості автомобіля. Тут на передній план виступає програмне забезпечення ЦПУ: ступенів свободи безліч, можливості неозорі, але щоб взяти хоч частину їх, потрібно точно керувати керуючу електроніку.
Схема системи Bose «квадро»

Щось на зразок пружинно-гідравлічної системи ABC (Active Body Control - активне регулювання підвіски) у седанів Mercedes S-класу - тільки швидкодію незрівнянно вище і можливості управління ще багатшими. І практично повна інтеграція в 4 ЛЕ - з проводами високої напруги (і великих амперів), що ведуть до них.

Але на відміну від ABC, підвіска Bose по-своєму вирішує болюче питання про відбір потужності. Справа в тому, що мерседесовская система працює під високим гідравлічним тиском (близько 150 бар), яке підтримується гідронасосом, які відбирали від двигуна чималу потужність. Помітний перевитрата пального - в кінцевому рахунку на обігрів атмосфери. ЛЕ вимагають приблизно такий же (електричної) потужності [Баланс приблизно такий: в високоактивні режимі 4 ЛЕ витрачають в цілому 20-25 кВт потужності. чимало; але вони і повертають в мережу (рекуперація) 16-20 кВт. У будь-якому випадку потрібен потужний альтернатор з приводом від вала двигуна - і ємна батарея.], Однак електроупругіе елементи / амортизатори не розсіюється енергію даремно, а всякий раз рекуперують її - повертають назад в бортову мережу. Уявіть ситуацію: вітер розгойдує машину на стоянці, а ЛЕ тим самим виробляють е-енергію і заряджають батареї ... Ветроелектростанция.

Правда, ЛЕ витрачають е-енергію навіть і тоді, коли машина нерухома. Просто тому, що потрібно тримати її вага [Навпаки, пружинно-гідравлічна ABC не розходяться енергію, поки машина нерухома. Гідроопори пружин блокуються клапанами, і висота пружних елементів фіксується - як стопором. З іншого боку, ABC практично не здатна рекуперировать витрачену енергію і при динамічної компенсації інтенсивно обігріває атмосферу.]; інакше кажучи, е-магнітні пружні елементи виправдані, тільки якщо підвіска справді «активна» і весь час працює в режимі динамічної компенсації. Тоді е-енергія витрачається на стабілізацію шасі - і тут же повертається назад, рекуперується при гасінні коливань підвіски. А ось пружинно-гідравлічна ABC краще підходить для «пасивної», статичної компенсації (оскільки рекуперірованіе в гідросистемі організувати важко) - при змінах навантаження. У кожному особливому випадку своє рішення.

Д-р Bose - професійний математик, і чверть століття тому він почав роботу зі створення комп'ютерних моделей автомобільної підвіски. А тепер випробування проходить цілком реальний Lexus LS400, оснащений е-магнітної «квадро» -підвіска. Замість телескопічних амортизаторів - ЛЕ; в парі з ними в якості допоміжних пружних елементів працюють торсіони. Вони приймають на себе вагу порожнього автомобіля, - щоб не витрачати даремно е-енергію на підтримку шасі в статиці. А також щоб «лекс» не лягав (як «Сітроени» з гідропневматікой) після тривалої стоянки на дорогу. Тут чимало різного роду технічних (і електротехнічних) тонкощів, однак сіль - в 4-х ЛЕ і швидкодіючому ЦПУ з відповідним програмним забезпеченням. Роботи попереду ще багато, але вже зараз д-р Bose показує вражаючі результати.
Під переднім крилом «лекса» LS400

Два LS400 - в «штатному» виконанні і модифікований з підвіскою Bose - пліч-о-пліч на швидкості виконували стандартний маневр подвійний «переставки» по нерівній дорозі. Глядачів вразило практично повна відсутність у Bose- «лекса» кренів [Для «квадро» -підвіска неважко задати і зворотний крен у віражах - як у мотоциклів; питання настройки «софта». Тоді планка тримання дороги і керованості піднімається на нову висоту.] І «клевков» - по контрасту з машиною на заводський підвісці. Тут же LS400 з ЛЕ підлетів до трампліна серед демонстраційного майданчика і витончено виконав стрибок з м'яким приземленням. Водій вийшов уклонився присутніх, «лекс» поруч з ним теж зробив реверанс. Публіка аплодувала.

За словами професійних «драйверів», е-магнітна підвіска дає впевненість в повному контролі над автомобілем. А коли тест-машина котиться по нерівній дорозі, активне придушення різких поштовхів і вібрацій помітно підвищує плавність ходу. Загалом, LS400 з е-магнітною підвіскою Bose гармонійно поєднує різнорідні якості: плавність ходу, яка перевершує стандарти легковиків люкс-класу. І стабільність шасі на швидкостях, характерна для спортивно-гоночних «табуреток».
У віражі: «штатний» LS400 і з підвіскою Bose

Вражає, наскільки органічно підвіска Bose вписується в образ перспективного автомобіля з його потужною бортовий електромережею - на тягових е-акумуляторах або водневих паливних елементах. Йому належить найближче майбутнє, - і д-р Bose безпомилково потрапляє в провідні тенденції. Правда, обійдеться стерео-підвіска недешево і спочатку її отримають лише найдорожчі і претензійні моделі. І електростартер вперше з'явився колись на недешевому «кадилаку» і здавався кричущою розкішшю. А тепер покупець «хетчбека» Golf-класу сприймає відсутність клімат-контролю і електросклопідйомників ( «по колу»!) Як образу. Все відносно, як вчив нас великий Ейнштейн.