کمک فنر مغناطیسی چگونه کار می کند؟

[بهداد]

کمک فنر مغناطیسی چگونه کار می کند؟
این نوع سیستم تعلیق برای اولین بار در سال 2002 توسط شرکت GM بر روی کادیلاک مدل Seville STS نصب شد. و پس از آن بر روی بسیاری دیگر از خودروها از جمله شورولت و بیوک تعبیه شد. این محصول توسط شرکت آئودی آن هم در مدل R8 و TT در آلمان رونمایی شد.

عاملی که این نوع سیستم تعلیق را از بقیه انواع دیگر متمایز کرده است عدم وجود هر گونه والو های الکترو-مکانیکی می‌باشد. در عوض سیستم تعلیق مغناطیسی بر اساس سیال مگنتورئولوژیکال (MR) طراحی می‌شود. این سیال نوعی سیال هوشمند است که به طور مستقیم با معناطیس کار می‌کند.

سیال MR معمولا مانند روغن است و به وسیله ریز ذرات آهنربا که اندازه آنها در حد میکرو متر است پر می‌شود. هنگامی که این سیال هوشمند تحت تأثیر میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، گرانروی سیال بالاتر می‌رود به طوری که آن را جامد ویسکولاستیک نیز می گویند.

هر سیال MR به طور متوسط دارای 20 تا 40 درصد آهن است، که در روغن معدنی پایه به صورت معلق قرار دارند. همچنین این سیال حامل روغن سینتیک، آب و گلیکول است. در این نوع سیال از ریز ذراتی استفاده می‌شود که مانع ته نشین شدن دانه‌های میکرویی آهن می‌شود.

هنگامی که سیم پیچ اطراف جاذب ارتعاش (کمک فنر) که حاوی سیال MR است به سیستم انرژی وارد نمی‌کند، سیستم در حالت Off Position قرار می‌گیرد و ذرات درون سیال هوشمند به طور تصادفی بخش شده‌اند. به طور آزادانه می‌توانند در سرتاسر سیال حرکت کنند. در این حالت عملکرد سیستم دمپر ما مانند سیستم تعلیق معمولی با سیال سابق است.

هر گاه سیستم در حالت On Position قرار می‌گیرد، میدان مغناطیسی به سیستم اعمال می‌شود، در واقع به سیال هوشمند داخل دمپر اعمال می‌شود. با این کار ذرات درون سیال موازی با طول بدنه دمپر مرتب می‌شوند و مانند ذرات آهن در برابر آهنربا جهت خاصی به خود می‌گیرند. معمولا جهت گیری ذرات آهن به طور عمود بر جهت حرکت سیال هوشمند است. میزان مقاومت سیال در برابر نیرو یا همان گرانروی بستگی به شدت اعمال میدان مغناطیسی و قدرت آن است.

به لطف به کار گیری ECU در اکثر خودروها، حالت‌های مختلف تعلیق توسط راننده قابل انتخاب است که تعویض بین وضعیت‌ها در کسری از ثانیه انجام می‌شود. سنسورها وضعیت جاده و خودرو را پایش می‌کنند و کنترلر مربوطه مشخصه‌های مربوط به دمپر را در هر ثانیه نزدیک به 1000 بار عوض می‌کند.

به طور مثال خودروی آئودی TT را در نظر بگیرید. راننده می‌تواند حالت نرمال یا اسپرت را برای سیستم تعلیق خود با فشردن دکمه ای عوض کند. در این حالت دمپر واکنش مناسب با حالت انتخابی را از خود بروز می‌دهد. در واقع با توجه به انتخاب راننده و تصمیم گیری ECU برای تعیین مشخصه‌های دمپر، خودرو واکنش لازم را انجام می‌دهد. استفاده از سیال MR رانندگی پایدار و بهتر را برای شما تضمین می‌کند. در واقع سیستم کنترل پایداری خودرو را در شرایط های مختلف جوی و جاده‌ای تکمیل می‌کند. با وجود سیستم رایانه‌ای ECU سیال MR می‌تواند محدوده وسیعی از نیروهای دمپینگ را تولید کند و پاسخ سریع مناسب را اعمال نماید.

از جمله مزیت‌های میدان‌های مغناطیسی می توان به عدم تأثیر دمای محیط بر روی آن اشاره کرد. محدوده کاری سیال MR بین 40- درجه سانتی گراد تا 105 درجه سانتی گراد است.

بزرگ‌ترین عیب این سیستم هزینه تمام شده آن است. تا کنون تنها از نیم میلیون سیستم تعلیق مگنتورئولوژیکال بر روی خودروهای جهان نصب است. بدون شک به محض رفع شدن مشکل هزینه تمام شده این سیستم، یقیناً از بهترین نوع سیستم‌های تعلیق خواهد بود. تا کنون خودروهای Acura MDX، Audi TT، Audi R8، Cadilac DTS، SRX، STS،Chevrolet Corvette، Ferrari 599 GTB و Holden HSV Commodore از این سیستم تعلیق بهره می‌برند.

در آینده خودرو سازی احتمال می‌رود که از سیال‌های هوشمند در کلاچ خودرو هم استفاده شود که این سیستم در خودروهای 4WD با فشردن دکمه‌ای کاربرد فراوانی می‌تواند داشته باشد.