Zawieszenie magnetyczne firmy Arnott

Fot. Arnott

Magnetyczne systemy zawieszenia pojazdów różnią się od swoich odpowiedników sterowanych elektronicznie. W tych drugich zwykle stosuje się amortyzatory z bezstopniową regulacją twardości, sterownik (ECU) oraz szereg czujników. Mimo iż obydwa systemy pracują podobnie, zasada ich działania jest inna.

Większość regulowanych amortyzatorów bazuje na konwencjonalnych amortyzatorach jedno- lub dwururowych. W tego typu konstrukcjach olej hydrauliczny przepływa przez zawory konwencjonalne oraz elektrohydrauliczne zawory sterujące przepływem. Umożliwia to szeroki
zakres regulacji charakterystyki siły tłumienia – od bardzo miękkiej do twardej. Z zewnątrz amortyzatory magnetyczne wyglądają tak samo, jak ich konwencjonalne jednorurowe odpowiedniki hydrauliczne, jednak wewnętrzne podzespoły są inne. W środku znajduje się moduł z elektromagnesem oraz specjalny płyn magnetoreologiczny, zwany również płynem MR.

Termin „magnetoreologiczny” oznacza płyn, który zmienia swe właściwości pod wpływem przyłożonego pola magnetycznego. Płyn MR stosowany w amortyzatorach magnetycznych składa się z oleju bazowego, opiłków żelaza oraz dodatków, które utrzymują opiłki w zawiesinie. Po namagnesowaniu konsystencja zmienia się z płynnej na znacznie bardziej gęstą (coś w rodzaju pasty).

W amortyzatorach magnetycznych wykorzystuje się właściwości płynu MR do zmiany siły tłumienia. Podczas pracy amortyzatora płyn przepływa specjalnymi kanalikami wokół rdzenia magnesu. Jego przepływ jest niemal swobodny, gdy do elektromagnesu nie jest przyłożone napięcie elektryczne. Po podłączeniu napięcia cząsteczki żelaza w płynie przyciągają się wzajemnie, a płyn gęstnieje i wzrasta jego opór przepływu. Zmienia się zatem siła tłumienia amortyzatora.

Siła tłumienia zmienia się również zależnie od natężenia prądu płynącego przez elektromagnes, dzięki czemu zakres płynnej regulacji jest duży, a jego osiągnięcie – proste. Nie ma potrzeby stosowania dodatkowych zaworów i innych ruchomych części. Otwiera to szereg nowych możliwości regulacji charakterystyki tłumienia – większą dokładność ustawień, prostszą budowę, brak zużycia podzespołów ruchomych oraz redukcję hałasu.

Jedną z podstawowych zalet amortyzatorów magnetycznych jest bardzo krótki czas reakcji w każdych warunkach. Ponieważ siła tłumienia jest regulowana przepływem prądu elektrycznego, nie ograniczają jej opóźnienia wynikające z pracy zaworów mechanicznych. Szybkość regulacji jest również niezależna od szybkości przepływu samego płynu.

Amortyzatory zbudowane w oparciu o zawory konwencjonalne również reagują bardzo szybko, jednak czas reakcji jest zależny od konfiguracji zaworów oraz objętości płynu przez nie przepływającego. W rezultacie, układy zawieszenia oparte na amortyzatorach z płynem magnetoreologicznym są wyjątkowo skuteczne w kontroli ruchów nadwozia i kół spowodowanych nierównościami drogi.

Układy magnetyczne wykazują sporo zalet w stosunku do ich konwencjonalnych odpowiedników, mają jednak również wady, z których większość wynika z właściwości samego płynu MR. Z racji swego składu, płyn jest drogi i ma właściwości ścierne. Pociąga to za sobą konieczność stosowania drogich wykończeń powierzchni wewnętrznych komponentów amortyzatora oraz uszczelnień. Właściwości ścierne płynu wpływają też na pracę amortyzatora, ponieważ wzrasta jego tarcie wewnętrzne. Może to powodować nieco inne wrażenia z jazdy po równej nawierzchni. Problem tarcia wewnętrznego był szczególnie odczuwalny we wczesnych układach tego typu, głównie ze względu na magnetyzm szczątkowy płynu. Ten problem jednak oraz problem zwiększonego tarcia zostały w dużej mierze rozwiązane dzięki zmianom konstrukcyjnym.

Układy zawieszenia magnetycznego są w użyciu od ponad 20 lat. Ciągłe udoskonalenie ich budowy powoduje, że stają się one dobrym rozwiązaniem alternatywnym dla innych systemów kontroli tłumienia. Firma Arnott Suspension Products jako jedna z nielicznych na rynku oferuje szeroką gamę zamiennych amortyzatorów magnetycznych.