תכונות ויתרונות של מתלים מגנטיים לרכב
תוכן
כיום, ההשעיה האלקטרומגנטית של מכונית ממשיכה להשתכלל על ידי מומחים מכל העולם, אשר יוכלו להפוך אותה לנגישה יותר לצרכן הכללי, ויצרניות רכב מובילות יחלו בשימוש המוני בטכנולוגיה זו על מותגי רכב פופולריים.
מאז המצאת מנוע הבעירה הפנימית, מתלי הרכב לא השתנו הרבה - הם שופרו במציאות של הרגע הנוכחי. המתלים האלקטרומגנטיים של המכונית מייצגים פריצת דרך מבנית, אך דורשים שיפורים לשימוש המוני.
מהו מתלה אלקטרומגנטי לרכב
התפקיד שהמתלים האלקטרומגנטיים של המכונית מבצעת אינו שונה מקפיץ, פיתול, קפיץ או פנאומטי קונבנציונלי - הוא מחבר את המכונית עם פני הכביש. בניגוד למתלים הרגילים, למגנטים אין חלקים ורכיבים מסורתיים: בולמי זעזועים, אלמנטים מייצבים, מוטות אלסטיים.
בעיצוב עם מתלים אלקטרומגנטיים, כל גלגל מצויד במתלה מיוחד המבצע את עבודתו של בולם זעזועים ואלמנט אלסטי יחדיו. מידע בזמן נסיעה מהגלגלים נכנס ליחידת הבקרה האלקטרונית, והיא שולטת על המתלים באופן מיידי. כל מה שרכיבים וחלקים מבצעים במתלים מכניים מתרחש בהשפעת שדה מגנטי.
כיצד פועל מתלים מגנטיים
חקר האלקטרומגנטי - האינטראקציה של שדות חשמליים ומגנטיים - הוביל את המדענים לרעיון של יצירת רכב שעף באוויר. השימוש בשיטה זו ישפר את אמצעי התחבורה ללא רכיבים ומכלולים מיותרים. כיום, טכנולוגיות כאלה אפשריות רק בסיפורים פנטסטיים, אם כי עיקרון האלקטרומגנטיות שימש בתכנון מתלי רכב מאז שנות ה-80 של המאה ה-20.
השעיה אלקטרומגנטית של Bose
עקרון הפעולה של המתלה המגנטי מבוסס על שימוש במנוע חשמלי המבצע 2 פונקציות:
- להרטיב או למנוע רעידות. החלק של המתלה שבו המגנטים משפיעים זה על זה פועל כבולם זעזועים ותמוך.
- מעביר מומנט מהמנוע לגלגלים. כאן נעשה שימוש בתכונה של דחיית אותם קטבים מגנטיים, ומעבד המחשב משתמש בהצלחה ביכולת זו כאלמנטים אלסטיים, ועושה זאת כמעט במהירות הבזק.
מתלים מגנטיים חלים רק על כל הרכב, בשונה מהמתלים המסורתיים, שבהם ניתן להשתמש בעקרון אחד מלפנים ובשני מאחור.
יתרונות וחסרונות של תליונים מגנטיים
לכל תכונה עיצובית יש יתרונות וחסרונות.
| Pros | חסרונות |
| בהיעדר אנרגיה חשמלית, המתלים המגנטיים מתחילים לעבוד כמו עמיתים מכניים. | עלות גבוהה מדי |
| תגובה מיידית של כל גלגל לשינויים בטופוגרפיה של הכביש. | |
| מספק חלקות אחידה של התנועה. | |
| אי סדרים במסלול אינם מורגשים, כמו בפנאומטיקה או קפיצים, והמערכת מחזיקה את המכונית, משככת רעידות ועצירת גלגולי הגוף. | |
| נסיעה נוחה לכל היושבים בתא הנוסעים. | |
| שימוש מרבי ביכולות המכונה בצריכת אנרגיה נמוכה. |
כיום, ההשעיה האלקטרומגנטית של מכונית ממשיכה להשתכלל על ידי מומחים מכל העולם, אשר יוכלו להפוך אותה לנגישה יותר לצרכן הכללי, ויצרניות רכב מובילות יחלו בשימוש המוני בטכנולוגיה זו על מותגי רכב פופולריים.
יצרנים מובילים
הרכב הראשון בשנות ה-80 על כרית מגנטית היה ריחוף מגנטי של רכבת העיר ברלין, או מגלב, מהביטוי האנגלי ריחוף מגנטי. הרכבת למעשה ריחפה מעל המונורייל. כיום, העומס של ערים גדולות במתקני תשתית אינו מאפשר שימוש במגלב בצורתו המקורית, אך ישנן תוכניות להתאים אותו לפסי רכבת סטנדרטיים לרכבות אקספרס בין-עירוניות ובין-עירוניות.
בתעשיית הרכב משתמשים בשלושה סוגים של מתלים אלקטרומגנטיים.
מתלים אלקטרומגנטיים למכוניות
Bose
המדען ואיש העסקים האמריקאי עמאר בווס הפך לחלוץ בהמצאת המתלים המגנטיים. מאחר שעסק בפיתוחים בתחום צמתי הקול והרדיו, מתלהו מבוסס מבחינה מבנית על עיקרון זהה - תנועת אלמנט מוליך בשדה מגנטי. לתליון Bose יש את השימוש הנרחב מכולם, הודות לפשטותו. המכשיר דומה לפרטים של גנרטור חשמלי הפרוס בצורה של קו ישר:
- מגנטים בצורת טבעת - סטטור;
- מגנט בר רב קוטבי - רוטור.
ניתן להגדיר את המתלה Bose כך שבעת נסיעה במסלול פגום, נוצרת בו אנרגיה חשמלית הנשלחת למצבר.
דלפי
התאגיד האמריקאי לאספקת רכיבים למפעלי ג'נרל מוטורס בייצור מתלים אלקטרומגנטיים משתמש בעיקרון של איכות שליטה בתנועה. בגרסה זו, המכשיר כולל:
- בולם זעזועים-צינור;
- נוזל עם חלקיקים פרומגנטיים המצופים בחומר מיוחד המונע הידבקות;
- בוכנה עם קצה השולט על כל המערכת.
היתרון של הדגם הוא צריכת חשמל של 20 וואט. התגובה של חלקיקים טעונים קטנים, בין 5 ל-10 מיקרון, טובה בהרבה ממגנטים מוצקים, כך שהמתלה דלפי עושה את העבודה מהר יותר מאשר אנלוגים. הנוזל בתוך הבולם מתחיל לתפקד על פי העיקרון ההידראולי אם יחידת הבקרה כבויה.
השעיה דלפי
SKF
סוג נוסף של מתלים מהפכניים מיוצר על ידי חברת ההנדסה השוודית SKF. המוצר הינו מבנה המורכב ממיכל בו מונחים שני אלקטרומגנטים, וקפיצים, כביטוח למקרה של תקלה ביחידת הבקרה האלקטרונית. הדגש העיקרי הוא על שינוי התכונות האלסטיות.
שבירה של אלמנט כלשהו במתלים המסורתיים מביאה לירידה במרווח הקרקע של הרכב. המתלים המגנטיים של SKF מונעים תופעה זו, שכן גם כאשר המכונה עומדת לאורך זמן, עיקרי המכשיר מופעלים באמצעות סוללה.
כל המתלים האלקטרומגנטיים דורשים תוכנה מורכבת כדי להבטיח פעולה יציבה של המערכת. לשימוש סדרתי, נדרשים מספר שיפורים והפחתת עלויות.
