Sospensioni Magnetiche
Introduzione alle sospensioni del futuro
Le sospensioni attive possono essere definite una specie di sospensioni attive che "leggono" il tracciato. Questi sistemi hanno dei sensori connessi a un computer di bordo, capace di gestire le informazioni ricevute e produrre un output.
Ci sono due principali tipi di sospensioni attive: quelle idrauliche e quelle magnetiche.
Le prime lavorano come comuni sospensioni: molle e ammortizzatori con sistemi idraulici di alta precisione. inoltre questo sistema utilizza attuatori di alta precisione.
Dall'altra parte, le sospensioni magnetiche usano i principi elettronici per generare la potenza necessaria al loro funzionamento.
Il principio di questi sistemi è la legge di Lorenz che interessa la teoria magnetica.
Sospensioni magnetiche
Le sospensioni magnetiche hanno una relativa superiorità rispetto a quelle idrauliche. Uno di questi fattori è la precisione richiesta per i componenti. Gli attuatori idraulici richiedono più precisione e condizioni di lavoro più critiche, cosi il costo di questo tipo di sospensioni aumenta.
Possiamo dire che il sistema magnetico è meno costoso di quello idraulico.
Come menzionato prima, essa lavora con principi di base, perciò è relativamente semplice capire come funziona.
Vantaggi e Sistema di Controllo
Vantaggi delle sospensioni attive rispetto a quelle passive:
Aumenta la stabilità del veicolo;
Gli ammortizzatori riescono ad assorbire alti shock dovuti ad ostacoli di grande impatto;
Guida sicura;
Comfort per i passeggeri.
Queste caratteristiche sono ricavate tramite i seguenti parametri delle sospensioni attive:
Lettura del tracciato;
Posizione del corpo del veicolo;
Posizione delle ruote;
Sensori di vibrazione;
Trasmissione delle informazioni al computer;
Ricevimento degli elaborati dal computer;
Attivazione degli attuatori;
Questi parametri sono ricavati da dei sensori collocati lungo il corpo del veicolo.
Questo tipo di sistemi danno al guidatore più stabilità e sicurezza in molte situazioni di guida (prima di avere qualche problema).
Ma dobbiamo considerare anche la motorizzazione della vettura: non è la stessa cosa montare delle sospensioni attive su una VW Maggiolino e lo stesso sistema su una BMW.
Per esempio, mentre si sta facendo una curva ad una determinata velocità, la vettura con le sospensioni attive risentirà del movimento e produrrà una determinata reazione. Questa reazione può essere programmata nel sistema computerizzato al fine di ottenere in curva due situazioni:
Mantenere la posizione orizzontale;
Creare un angolo minimo tra il veicolo e il tracciato.
Una normale sospensione produce reazioni dipendentemente dai coefficienti di molle e ammortizzatori, ma il percorso non è orizzontale, come mostrano le seguenti figure.
Come abbiamo citato prima, il sistema con sospensioni attive è capace di generare minimi angoli negativi per assicurare sicurezza al guidatore.
Inoltre aiutano, nel caso in cui si parli di vetture da gara, a mantenere le stesse condizioni aerodinamiche lungo tutto il percorso, condizioni molto importanti per un ottimizzazione delle prestazioni. Non è lo stesso avere 10 cm costanti tra terreno e scocca del veicolo su tutto il percorso invece delle variazioni d’angolo a cui sono costrette le auto in curva. La risposta aerodinamica è differente.
Portiamo ora l’esempio di un’auto mentre guida ad alta velocità e colpisce un ostacolo o un’irregolarità stradale. Possiamo osservare tre tipi principali di risposta:
Analizziamo ora i grafici
Quando la sospensione raggiunge l’ostacolo si muoverà come la forma dell’ostacolo stesso trasmettendo gran parte del suo movimento anche al corpo del veicolo. Superato l’ostacolo il telaio tornerà verso il basso e la sospensione assorbirà l’energia dell’auto senza far rimbalzare la ruota indipendentemente dal châssis.
Quando la sospensione raggiunge l’ostacolo, la leggera rigidezza della sospensione assorbe l’impatto dell’ostacolo mantenendo orizzontale la posizione del veicolo. Ma lasciato l’ostacolo la sospensione continuerà a vibrare al fine di dissipare l’energia accumulata durante la compressione necessaria al superamento dell'ostacolo.
In questo caso, quando la sospensione raggiunge l’ostacolo esso viene rilevato e, attraverso un computer di bordo, viene diminuita la forza sulla tale sospensione, mantenendo così la posizione orizzontale del veicolo.
Quando l’ostacolo sarà passato su questa sospensione verrà ripristinata la stessa forza precedente all’impatto al fin di mantenere la linea orizzontale. In tale sistema non c’è energia persa a causa dei controller posti sugli attuatori, i quali crescono o diminuiscono l’energia della sospensione. Tutto il sistema si autoripristina superato l’ostacolo.
Differenze con le sospensioni attive idrauliche
Anche le sospensioni attive idrauliche tendono a conseguire tali risultati.
Ma esiste una sostanziale differenza tra le une e le altre. Mentre le sospensioni magnetiche, costituite da un ammortizzatore formato da un circuito EMF che sviluppa un forza elettromagnetica sull’attuatore direttamente proporzionale al voltaggio applicato sulle spire di rame, in caso di guasto, rendono possibile il movimento della sospensione, quelle idrauliche si bloccano e, irrigidendosi, creano una condizione di guida più pericolosa.
E in futuro?
Questo tipo di sospensioni potrà andare in porto come i successi dell’ABS o dell’Air-bag? Forse diventeranno uno standard di fabbrica oppure saranno abbandonate di fronte a innovazioni più economiche e produttive. Staremo a vedere.
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