بررسی ساختمان و عملکرد سیستم تعلیق الکترونیکی

پروژه :  Electromagnetic Suspension (EMS)

برتری سیستم تعلیق الکترومغناطیسی در خودروها

دیـنامـیک وسیله نقلیه، نقش بزرگی در ایمنی و عملکرد خودروهای امروزی بازی می‌کند. اگر نتوان کنترل وسیله نقلیه را به‌صورت مناسب حفظ کرد، دیگر این نکته که خودرو دارای چه ضریب امنیتی است، واقعاً اهمیتی نخواهد داشت.  استفاده از سیستم تعلیق فعال بجای سیستم‌های تعلیق غیرفعال رایج را با هدف تأمین پایداری کافی و مانورپذیری در خودروهای جدید موردبررسی قرار می‌دهیم و در این ارتباط با مقایسه تکنولوژی‌های مختلف، برتری سیستم تعلیق الکترومغناطیسی را به‌عنوان سیستم تعلیق ایده‌آل در آینده معرفی می‌نماید.

سیستم تعلیق، شامل مجموعه دستگاه و قطعاتی است که بین اتاق و چرخ‌ها قرار گرفته و از انتقال نوسانات حاصل از ناهمواری‌های جاده به اتاق پیشگیری می‌کنند. با این اوصاف، به‌طور کلی سیستم تعلیق دو هدف را دنبال می‌کند. آسایش مسافر و کنترل وسیله نقلیه. آسایش مسافر از طریق ایزوله کردن مسافران وسیله نقلیه از ناهمواری‌های جاده‌ای تأمین می‌شود و کنترل وسیله نقلیه از طریق جلوگیری از پرش و چرخش عرضی۱ بیش از حد و حفظ تماس کافی بین لاستیک و جاده به نتیجه می‌رسد.

سیستم تعلیق را به‌طور کلی براساس ویژگی‌های انرژی خروجی و فرکانس محرک می‌توان به چهار گروه: فعال، نیمه‌فعال، غیرفعال و سیستم تعلیق با قابلیت تنظیم خودکار در ارتفاع تقسیم کرد:

۱.سیستم تعلیق فعال: در این نوع سیستم، تمام فعالیت تعلیق به‌صورت هیدرولیکی بوده و نیازمند استفاده از نیروی خروجی است.
۲. سیستم تعلیق نیمه‌فعال: در این سیستم که دارای فنر و کمک فنر است، می‌توان با تغذیه یک سیگنال خارجی و یا اعمال مقداری نیرو به سیستم، ویژگی‌های آن را براحتی تغییر داد.
۳ . سیستم تعلیق غیرفعال: ابتدایی‌ترین نوع سیستم تعلیق در خودرو بوده و دارای فنر و کمک فنر است. در این نوع فنربندی، هیچ گونه نیروی خارجی به سیستم تغذیه نمی‌شود.
۴ . سیستم تعلیق با قابلیت تنظیم خودکار در ارتفاع: این نوع سیستم، مجهز به فنرهای هوایی بوده و تنظیم ارتفاع از طریق شیر کنترل هوا تنظیم می‌شود. این سیستم تعلیق هوایی، ابتدا در کامیون‌ها مورداستفاده قرار می‌گرفت و به‌تدریج به خودروهای مسافری- تفریحی (خودروهای سبک مثلاً خودروی زانتیا) منتقل شد.

مشخصات سیستم تعلیق ایده‌آل خودرو کدامند؟
سیستم تعلیق ایده‌آل خودرو، ضربه‌های جاده را بسرعت جذب می‌کند و هنگامی که لاستیک در تماس با سطح جاده است، به آرامی به وضعیت نرمال خود برمی‌گردد. این نوع عملکرد برای سیستم‌های تعلیق قدیمی، غیرممکن بود زیرا فنر نرم، جابجایی بسیار زیادی را موجب می‌شد و فنر سخت، باعث رنجش مسافر نسبت به پیامدهای ناشی از ناهمواری‌های جاده می‌شد. سیستم تعلیق ایده‌آل برای آسایش مسافر باید دو فاکتور زیر را کاهش دهد:

الف- ناخوشی حرکت

این حرکت، بیشتر هنگام مطالعه در خودرو اتفاق می‌افتد. این پدیده بیشتر در فرکانس ۰.۲ هرتز اتفاق می‌افتد و در فرکانس‌های بالاتر از شدت آن کاسته می‌شود.

ب- حرکت ناگهانی

این حالت، هنگامی رخ می‌دهد که خودرو دارای چرخش ناگهانی شود، مثلاً هنگامی که یکی از چرخ‌ها درون یک چاله بیفتد.با توجه به فاکتورهای فوق، سیستم تعلیق فعال نزدیک‌ترین گزینه به سیستم تعلیق ایده‌آل انتخاب شد.

سیستم‌های تعلیق مغناطیسی
در این نوع سیستم تعلیق، از یک آهنربای دائمی لوله۶ (PM) محرک به اضافه فنر غیرفعال استفاده می‌شود. این آهن‌ربای لوله (PM) در سیستم تعلیق مغناطیسی، همان عمل دمپر را در سیستم تعلیق قدیمی انجام می‌دهد، با این تفاوت که عکس‌العمل‌های سیستم تعلیق، بسیار سریع‌تر از قبل می‌شود.
      فایده اصلی موتورها این است که آنها مانند کاهش دهنده‌های سنتی
       که بر پایه سیالات بودند، توسط اینرسی محدود
       نمی‌شوند. در نتیجه می‌توانند با سرعت بسیار
       بالاتری باز و بسته شوند که به‌صورت مجازی
       تمامی لرزش‌ها در کابین سرنشین را خنثی می‌سازند.
       این آهن‌ربای لوله‌ای مطابق شکل زیر از دو قسمت
       تشکیل شده است: آهن‌ربای دائم و کوئل سه‌فازسیستم تعلیق مغناطیسی دو نوع است : در هر دو
       نوع، کوئل سه‌فاز به موازات فنر مکانیکی قرار می‌گیرد
       تفاوت این دو نوع محرک در قرار گرفتن آهنربا در داخل و
       یا خارج ساختمان سیستم تعلیق است.