Подвеска босе

Электромагнитная подвеска Bose: устройство и принцип работы

Подвеска – ключевой элемент конструкции любого автомобиля. Её задача заключается в обеспечении комфорта людей в салоне во время движения и постоянного сцепления колёс с поверхностью дороги.

В мире существует немало компаний, изготавливающих подвески, но наиболее революционных успехов в этой области удалось добиться фирме Bose, которая даже не занимается производством авто.

История создателя подвески Босе

Индиец по происхождению, Амар Боуз родился в США в 1929 году, и с детства проявлял интерес к аудиотехнике. Будучи от природы человеком любознательным, Боуз интересовался разными сферами жизни, а не только музыкой. Ещё одним его увлечением были автомобили.

В отличие от автолюбителей того времени, ставивших на первое место скоростные характеристики и мощность двигателя, Боуз ценил комфорт. В 1964 году мужчина основал компанию по изготовлению наушников и акустики, а за 6 лет до этого события приобрел Pontiac с пневмобаллонной подвеской. Неизвестно, был ли он полностью удовлетворен ею, но, если судить по тому обстоятельству, что в 1980 году Боуз начал разрабатывать новый тип автомобильной подвески, претензии к ней у него были.

Подвеска Bose и её особенности

Обладая глубокими познаниями в сфере аудиотехники и понимая природу волн и колебаний, Боуз перенес имеющийся опыт в область автомобилестроения. Фактически профессор создал систему шумоподавления, но только в плане машин: придуманный им механизм гасил поступающие снаружи «колебания». Поняв, что идея имеет право на существование, через 3 года он создает отдельную команду для продолжения исследований, ведущихся втайне (внутри компании был образован отдел под названием Project Sound, что было сделано в целях конспирации – люди, не посвященные в детали проекта, могли подумать, что это очередное подразделение, занимающееся разработкой звуковых технологий).

В основе электромагнитной подвески Bose лежит мотор, питание которого обеспечивается за счёт усилителей, а его работой управляет микропроцессор. Мотор функционирует по принципу традиционной стойки амортизатора: он растягивает и сжимает конструкцию, но делает это за миллисекунды, в отличие от обычной пружины.

Именно эта особенность и отличает подвеску Bose Suspension от традиционной, работа которой ограничена физическими законами (в определенный момент времени пружинная подвеска перестаёт обеспечивать нужную скорость сжатия и разжатия, вследствие чего колебания начинают передаваться на кузов). Применение электромотора позволило решить проблему: его мощности с лихвой хватает для того, чтобы моментально откликаться на любую неровность, не позволяя колебаниям затрагивать кузов.

Применение подобной уникальной схемы требовало дополнительного питания, но и с этой проблемой удалось справиться опять же за счёт электромоторов, которые в процессе работы возвращали значительную часть затраченной ими энергии на усилители. Как показали проведённые исследования, такая организация работы подвески требует в 3 раза меньше энергии, чем автомобильный кондиционер.

Но на этом преимущества Bose Suspension System не заканчиваются: подвеска оказалась способной гасить даже мельчайшие неровности, проявляемые на уровне вибраций. Для этой цели были установлены демпферы, подавляющие микроколебания. Кроме того, механизм гарантировал ровное положение кузова как на неровностях, так и при совершении манёвров за счёт отсутствия раскачки при прохождении поворотов.

Работа над Suspensions Systems заняла долгих 24 года: публично представить проект Боуз решился лишь в 2004 году, однако даже тогда не позволил никому опробовать подвеску на практике. Но и без этого презентация произвела эффект разорвавшейся бомбы: никто не мог поверить, что кузов машины во время движения может оставаться полностью неподвижным вне зависимости от типа дороги.

Демонстрация работы подвески

Прототипом для тестирования разработки стала модель Lexus LS400: один автомобиль был оснащен традиционной подвеской, другой получил Bose Suspension, которая управлялась процессором Pentium III с частотой 750 МГц.

Программное управление активной подвеской давало возможность корректировать её функционирование, а также создавать алгоритмы работы для разных дорожных условий. Боуз отказался от подвески, используемой в настоящее время компанией Mercedes-Benz, когда при прохождении поворотов кузов авто наклоняется, что, во-первых, оказывается неожиданным для пассажиров, а во-вторых, провоцирует водителя на создание опасных ситуаций ввиду переоценки возможностей транспортного средства.

В ходе презентации было продемонстрировано сравнение двух подвесок – традиционной, используемой автомобилестроительными компаниями, и новой, придуманной Боузом (для большей наглядности на автомобиле с подвеской Bose была предусмотрена кнопка, при нажатии которой происходило переключение между ними). Журналисты, находясь в салоне, могли прокатиться по дороге с ямами и неровностями: при включении режима заводской подвески в зеркала заднего вида чётко было видно, как кузов раскачивается, при активации подвески Bose кузов оставался неподвижным.

Финальным аккордом, окончательно поразившим присутствующих, стало преодоление деревянной планки, когда кузов, невзирая на значительную высоту препятствия, продолжал оставаться в неподвижности (серийная реализация опции не предполагалась, но её демонстрация была необходимой для привлечения внимания к технологии как представителей прессы, так и возможных будущих партнеров).

Реакция рынка

В качестве потребителей своей продукции в компании Bose рассматривали крупных автопроизводителей спортивных и представительских машин класса люкс. Подвеску тестировали компании Honda, Ferrari и другие, и каждый из этих известных производителей отметил существенное преимущество разработки перед ныне существующими конструкциями. Однако когда дело доходило до расчётов затрат, руководство компаний брало паузу на обдумывание, и в итоге никто так и не решился на реализацию проекта.

Внедрение новой подвески требовало разработки и реализации сложной системы электропитания авто, что в конечном счёте влияло на значительное повышение стоимости конечного продукта. К примеру, помимо процессора, для работы требовалась магнитная система с применением неодимовых магнитов большой мощности, цена которых высока. Впрочем, Боуз, уверенный, что в недалеком будущем стоимость необходимых для создания конструкции компонентов снизится до приемлемой, видел главное препятствие не в этом.

Куда более серьезными ему казались две другие проблемы:

1. Большая масса конструкции подвески (разработка Bose весила на 90 кг больше обычной). Это напрямую влияло на ухудшение динамических показателей и увеличение расхода топлива, что на фоне ужесточаемых экологических требований превращалось в абсолютно нерешаемый вопрос.
2. Необходимость обширных дорогостоящих испытаний и, как следствие, инвестиций. В случае успеха это могло принести огромную прибыль, но при провале исследований столь серьезные финансовые вложения сделали бы Боуза банкротом.

Судьба проекта

Годы шли, но технология так и продолжала оставаться перспективной, но крайне сложной в плане реализации. На сегодняшний день ни с одним из автопроизводителей контракта заключено не было, но наработки были использованы для создания сидений с амортизацией, устанавливаемых на грузовые автомобили.

После смерти Боуза в 2013 году дальнейшая судьба проекта оказалась под вопросом. В итоге руководство фирмы выставило разработку на продажу: купить права на неё захотела компания ClearMotion, которая решила использовать её для модернизации классической подвески с пружинами (инженеры предприятия работают над электрогидравлическим модулем, ускоряющим отклик конструкции на неровности дороги). Уже даже на первый взгляд предложенные идеи (сбор информации о рельефе дорог и их хранения в облачных хранилищах с целью обеспечения последующего предугадывания поведения подвески) звучат сложнее, чем те, что предложил Боуз треть века назад, но удастся ли авторам довести задумку до этапа реализации, покажет время.

FedToAl ›
Блог ›
Феномен Bose: почему лучшая в мире подвеска до сих пор не стала серийной

Предназначение автомобильной подвески – обеспечивать комфорт и постоянное сцепление с дорогой. Предназначение выдающейся автомобильной подвески – обеспечивать беспрецедентный комфорт, полностью изолируя кузов от того, что находится под колесами. Кто мог бы создать такую подвеску? Немцы? Японцы? Нет, ее создали американцы – причем не из Ford или GM, а из компании, которая вообще производит не автомобили, а аудиотехнику – Bose.
Американец индийского происхождения, он и сам нес в себе немало революционного: его отец в юности был на острие борьбы индийских революционеров с английскими колонизаторами. Амару повезло больше: он родился уже после переезда отца в США, но дух новаторства и стремление расширять границы возможного передались ему по наследству, воплотившись в его самореализации в технике.

Будучи страстным увлеченным меломаном, он посвятил себя акустике и аудиотехнике. Но как и любой разносторонне развитый человек, он не ограничил себя только ей: еще одним увлечением Амара были автомобили. Однако в отличие от большинства, которое привлекали мощность, скорость и дизайн, Боуз ценил в них другое: комфорт. Еще за шесть лет до основания собственной компании, которой суждено было стать в ряд лучших производителей топовой акустики, Амар приобрел Pontiac Bonneville с подвеской Ever-Level Air Ride, где вместо пружин были применены пневмобаллоны. Был ли он удовлетворен ей? Ответом может послужить то, что спустя 10 лет он сменил Pontiac на Citroen DS, чья гидропневматическая подвеска была настоящим произведением искусства. Но судя по тому, что произошло дальше, Боуз имел на этот счет свое мнение.
В 1980 году, уже будучи владельцем собственной компании, профессор в одиночку начал разработку совершенно нового типа автомобильной подвески, используя свой опыт и знания в совершенно несопоставимой на первый взгляд сфере аудиотехники. Но если приглядеться, можно увидеть кое-что общее: колебания, волны, передача энергии… Проецировав и масштабировав их от динамического излучателя на подвеску, Боуз создал конструкцию, которая предвосхитила появление систем шупомодавления – только в автомобильном понимании.

Технологическая магия

Подвеска, спроектированная профессором, буквально «подавляла» колебания, поступающие извне. Убедившись, что идея жизнеспособна, через три года после начала своих изысканий Боуз привлек к работе над ней отдельную команду, но тщательно засекретил разработку. Подразделение, занятое ей, получило имя «Project Sound», чтобы не распространять информацию не только вовне, но и внутри самой компании. Что же представляет собой изобретение Bose, и что в нем революционного?

Основой конструкции является линейный электромотор, питаемый усилителями и управляемый системой на основе микропроцессора. Электромотор выполняет функции амортизационной стойки: он «сжимается» и «разжимается», но делает это в разы быстрее обычного амортизатора с пружиной, изменяя свою длину за миллисекунды. Именно этот «лаг» у традиционной подвески не позволяет ей обеспечить абсолютный покой кузова: ее ходы и скорость отклика ограничены физикой, и в определенный момент сжатие или разжатие подвески не позволяет компенсировать размеры преодолеваемой неровности, передавая остаточные колебания дальше, на кузов. Линейные электромоторы с молниеносным откликом полностью решали эту проблему, прецизионно повторяя неровности поверхности и не передавая дальше абсолютно ничего. Диапазон перемещения электромоторов составлял 20 сантиметров – это и был предел полного комфорта, в пределах которого кузов оставался неподвижным.

И это было не единственным преимуществом электромоторов. Разумеется, столь сложная и мощная электронная система, несущая большую нагрузку в виде автомобиля, требовала соответствующего питания. Однако эта особенность во многом компенсировалась схемой работы моторов: они имели рекуперативную функцию, возвращая обратно на усилители часть затраченной энергии в циклах сжатия. По данным Bose, такая схема позволяла обеспечить потребляемую мощность на уровне втрое меньшем, чем у штатной системы кондиционирования автомобиля.
Но и это еще не все! Во-первых, конструкция подвески предусматривала гашение не только крупных, но и мельчайших неровностей, проявляющих себя на уровне вибраций. Для этого ступичные узлы имели собственные встроенные демпферы, подавляющие микроколебания. Ну а во-вторых, программный комплекс обеспечивал идеально стабильное положение кузова автомобиля не только на неровностях, но и при маневрировании, полностью исключая поперечную раскачку в поворотах и продольную при разгонах и торможениях. «Железную» же основу подвески составляли торсионы, которые, впрочем, выполняли фактически лишь несущую функцию для кузова, оставляя всю настоящую работу системе от Bose.
Работа над революционной подвеской продолжалась долгие 24 года: Боуз рассекретил свое детище только в 2004-м, представив его широкой публике, но так, впрочем, и не разрешив даже журналистам опробовать его в деле. Но и без этого презентация произвела ошеломляющий эффект: это была настоящая технологическая магия, все отзывы и рассказы о которой сводились к главному – тому, что «кузов невероятным образом оставался абсолютно неподвижным, пока колеса отрабатывали все неровности». Тестовыми прототипами стали два седана Lexus LS 400, один из которых был оставлен в заводском исполнении, а другой оснащен комплексом от Bose. И этот комплекс, управляемый тогда, в 2004-м, 750-мегагерцовым Pentium-III, работающим на четверть своей производительности, был настоящей квинтэссенцией сути автомобильной подвески.

К слову, будучи управляемой программно, подвеска от Bose позволяла вносить изменения в алгоритмы ее работы и создавать алгоритмы различных режимов движения. В Bose, к примеру, отказались от того, к чему в наши дни пришел Mercedes-Benz со своей подвеской Magic Body Control — наклона кузова автомобиля в поворотах, хотя подобные алгоритмы были разработаны и протестированы. Испытания, проведенные к тому моменту, показали, что подобное «мотоциклетное» поведение было слишком непривычным и неожиданным для пассажиров, а некоторые водители в скоростных поворотах, напротив, переоценивали возможности автомобиля, провоцируя опасные ситуации.

Один из журналистов, побывавших на презентации подвески Bose, так описал свои первые впечатления от этой технологии.
СНАЧАЛА НАС ПРИВЕЛИ АНГАР, ГДЕ ДВА АВТОМОБИЛЯ БЫЛИ УСТАНОВЛЕНЫ БОК О БОК НА ВИБРОСТЕНДАХ С ЧЕТЫРЬМЯ ОТДЕЛЬНЫМИ ОПОРАМИ, ПО ОДНОЙ НА КОЛЕСО. КАЖДАЯ ИЗ ОПОР МОГЛА ПОДНИМАТЬСЯ И ОПУСКАТЬСЯ В РАЗЛИЧНЫХ ДИАПАЗОНАХ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И СКОРОСТИ, ИМИТИРУЯ НЕРОВНОСТИ ДОРОГИ. НО, НЕ УДОВЛЕТВОРИВШИСЬ ИМЕЮЩЕЙСЯ ПРОГРАММНОЙ ТЕХНОЛОГИЕЙ ИМИТАЦИИ ДОРОГИ, В BOSE РАЗРАБОТАЛИ СВОЮ СОБСТВЕННУЮ. ПРОЕХАВ КРУГ ПО НАСТОЯЩЕЙ ДОРОГЕ, ИЗОБИЛУЮЩЕЙ КОЧКАМИ, ВЫБОИНАМИ И ЯМАМИ, ИНЖЕНЕРЫ ПРОГРАММНО ПЕРЕНЕСЛИ ЕЕ НА СТЕНДЫ. КРОМЕ ТОГО, ОНИ РАЗРАБОТАЛИ ДЛЯ МАШИНЫ, ОБОРУДОВАННОЙ ПОДВЕСКОЙ BOSE, РЕЖИМ, ИМИТИРУЮЩИЙ ЗАВОДСКУЮ ПОДВЕСКУ, С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ПЕРЕКЛЮЧАТЬСЯ МЕЖДУ НИМ И ФИРМЕННЫМ РЕЖИМОМ BOSE ПО НАЖАТИЮ КНОПКИ.
ДВОЕ ИЗ НАС СЕЛИ В МАШИНЫ, И ИНЖЕНЕРЫ ЗАПУСТИЛИ ВИБРОСТЕНДЫ. СНАЧАЛА АВТОМОБИЛЬ С ПОДВЕСКОЙ BOSE БЫЛ ПЕРЕВЕДЕН В РЕЖИМ ЗАВОДСКОЙ ПОДВЕСКИ, И МЫ ОЩУЩАЛИ КОЛЕБАНИЯ, ХОТЬ И НЕСИЛЬНЫЕ, И РАСКАЧКУ МАШИНЫ МОЖНО БЫЛО НАБЛЮДАТЬ В ЗЕРКАЛА, РАСПОЛОЖЕННЫЕ СНАРУЖИ АВТОМОБИЛЯ ДЛЯ НАГЛЯДНОСТИ. ДРУГОЙ LS 400, БЕЗ ПОДВЕСКИ BOSE, КОЛЕБАЛСЯ АБСОЛЮТНО ТАК ЖЕ – МЫ «ДВИГАЛИСЬ» ПО ОДНОЙ И ТОЙ ЖЕ ДОРОГЕ. ЗАТЕМ ИНЖЕНЕР НАЖАТИЕМ КНОПКИ ПЕРЕВЕЛ ПОДВЕСКУ BOSE В ЕЕ НОРМАЛЬНЫЙ РЕЖИМ – РАЗНИЦА БЫЛА ОШЕЛОМЛЯЮЩЕЙ. В ЗЕРКАЛА СНАРУЖИ БЫЛО ХОРОШО ВИДНО, ЧТО КОЛЕСА ПРОДОЛЖАЮТ ПЕРЕМЕЩАТЬСЯ ВВЕРХ И ВНИЗ В ТАКТ КОЛЕСАМ СТАНДАРТНОГО АВТОМОБИЛЯ РЯДОМ С НАМИ, НО КУЗОВ ОСТАВАЛСЯ НАСТОЛЬКО НЕПОДВИЖНЫМ, ЧТО В САЛОНЕ МОЖНО БЫЛО ПИТЬ КОФЕ, НЕ ПРОЛИВ НИ КАПЛИ.
Остальную часть презентации, тщательно составленной специалистами Bose, можно и нужно видеть своими глазами. Автомобиль преодолевает неровности, входит в повороты, разгоняется и тормозит – и все это без малейшего колебания кузова. Финальным аккордом в этом шоу был трюк, в котором автомобиль с подвеской Bose легко и плавно перепрыгивает деревянную планку, имитирующую препятствие, а затем «кланяется» вместе с водителем, вышедшим из машины. Эта часть, конечно была просто демонстрацией возможностей: инженеры не планировали подобную опцию в серийной реализации. Но впечатление на зрителей этот прыжок производил исправно, начиная с 2004 года – ведь подобные презентации в Bose проводили не только для журналистов, но и для потенциальных партнеров, которые могли бы заинтересоваться их технологией.
Слишком смело для рынка

Но вот как раз с потенциальными партнерами ситуация складывалась не так ярко, как с разработкой и практической реализацией. Разумеется, главными целевыми потребителями своей технологии в Bose видели крупных производителей люксовых автомобилей – как спортивных, так и представительских. Ferrari, Jaguar, Mercedes, Honda и другие были заинтересованы в том, чтобы применять новую подвеску в своих автомобилях. Каждый, кто испытывал лично изобретение Bose, неизменно говорил, что это лучшая подвеска, которую он когда-либо видел. Но когда дело доходило до цифр, все с миной сожаления закрывали свои папки и отправлялись домой, чтобы «обдумать» предложение, которое не решился принять никто.

У МЕНЯ НЕТ СОМНЕНИЙ В ТОМ, ЧТО ЭТА ТЕХНОЛОГИЯ МОЖЕТ СТАТЬ УСПЕШНОЙ НА РЫНКЕ. НО ДЛЯ ЭТОГО ТРЕБУЕТСЯ КОМПАНИЯ, КОТОРАЯ ИНТЕРЕСУЕТСЯ ЧЕМ-ТО БОЛЬШИМ, ЧЕМ ДИЗАЙН И ЛОШАДИНЫЕ СИЛЫ.

Помимо усложняющей автомобиль электрической обвязки на момент разработки стоимость некоторых компонентов была весьма высока, усложняя серийное производство и удорожая конечный продукт. К примеру, помимо микропроцессора «узким местом» были мощные неодимовые магниты, материал для производства которых был дорог. Но это было не главной проблемой: профессор Боуз был совершенно прав, предсказав, что в будущем стоимость этих компонентов снизится до приемлемой.

Понять, что такое неподрессоренная масса, несложно: это масса, не поддерживаемая «рессорами» — ну или другими несущими элементами подвески. То есть, все, что несет на себе подвеска – это подрессоренная масса: в нее…

Но вот избавить систему от двух других недостатков оказалось не так легко, и первым из них стала масса конструкции. Целевой показатель увеличения веса автомобиля, по расчетам инженеров, составлял 90 килограммов – именно столько, почти центнер, должна была прибавить подвеска автомобиля с системой Bose по сравнению с обычной. Конечно, здесь рост неподрессоренной массы не оказывал никакого негативного влияния на плавность хода и устойчивость автомобиля – напротив, эти показатели вырастали до небывалых высот. Но вот ухудшение динамики и повышение расхода топлива исключить из уравнения не удавалось никак – а на фоне ужесточающихся уже тогда экологических норм и требований к снижению расхода топлива это было довольно важно. Ну а еще внедрение подвески от стороннего производителя без обширных испытаний, в том числе ресурсных, ни один автобренд, разумеется, позволить себе не мог. Интеграция системы Bose означала довольно серьезные инвестиции, которые в случае успеха оборачивались уникальным конкурентным преимуществом, но в случае неудачи не могли окупиться никоим образом.

Время шло, а уникальная технология так и оставалась в статусе «перспективной, но сложной в реализации». Эксперты сулили ей рыночный успех то в новом флагманском Cadillac, то в Audi A8, а некоторые даже полагали, что смелые французы увидят в ней будущее, сменив свой Hydractive на принципиально новую и более эффективную схему. Однако и по сей день ни одного соглашения с автопроизводителями заключено не было. Наработки Bose нашли свое серийное воплощение в другом продукте – сиденьях с системой амортизации Bose Ride, адресованных профессиональным водителям грузовых автомобилей. Но вот подвеска дальше «обкаточных» Lexus LS 400 не пошла…
От революции к эволюции

В 2013 году умер отец идеи электромагнитной подвески, профессор Амар Боуз, который больше всех верил в успех своего детища. Но успех к нему так и не пришел, и в конце 2017 года в Bose объявили о продаже своих наработок молодой компании ClearMotion. Но продажа не обозначила возрождения технологии под новым именем: текущий курс ClearMorion предполагает разработку подвески, сохраняющей классическую конструкцию с упругими элементами в виде пружин и амортизаторов. Упор в ней сделан на электрогидравлический модуль Activalve с электронным управлением, который является внешним элементом амортизатора и позволяет ускорить отклик гидравлической системы на дефекты дорожного полотна: амортизатор с ним сжимается и разжимается быстрее.

Дальнейшее развитие системы предполагает сбор и анализ данных о рельефе дорожного полотна, их глобальное аккумулирование в облачных хранилищах и дальнейшее использование для «предугадывания» поведения подвески. Звучит революционно – но революционно по-современному, с привкусом стартапов, краудфандинга и Кремниевой долины. Да и конструкция получается куда сложнее, чем то, что предложил почти 30 лет назад профессор Амар Боуз.

Amar Bose — человек, создавший лучшую подвеску для автомобиля

Современная подвеска автомобиля нужна для того, чтобы обеспечивать постоянное сцепление с дорогой и комфортную езду, сводя к минимуму колебания кузова от неровностей дорожного покрытия.
Лучшая в мире подвеска должна гарантировать почти идеальный комфорт. Думаете, такой не существует? На самом деле она есть. Создал ее американец индийского происхождения — Amar Bose.

Амар Боуз (Amar Bose) — выдающийся конструктор и инженер. Значительную часть жизни он проработал не с автомобилями, а с акустикой. Но к автомобилям всегда питал нежные чувства. И ценил в них не только мощность и надежность, но и комфорт. В 1980 году, когда у Боуза уже была своя собственная компания, он взялся за амбициозный проект по созданию подвески нового типа.

Подвеска, которую спроектировал Боуз, нивелирует любые колебания кузова автомобиля. После проведения тестов с прототипом, удостоверившись, что его творение жизнеспособно, инженер начал искать производителя, которому бы этот проект был интересен. Процесс работы над подвеской был засекречен и носил вводящее в заблуждение название «Project Sound».

Основой конструкции подвески стал линейный электромотор, который питался от усилителей и управлялся системой на основе микропроцессора. Он выполнял функции амортизационной стойки – сжимался и разжимался. Вот только конструкция Боуза делала это в несколько раз быстрее традиционных пружин.

Такая сложная система нуждалась в значительном электропитании. Частично она обеспечивала энергией себя сама за счет рекуперативной функции моторов и компенсации части энергии от каждого движения. Такая подвеска могла гасить не только большие неровности, но даже самые маленькие, едва заметные на пути. Положение кузова с творением Боуза было близко к абсолютному идеалу.

Работа над подвеской кипела 24 года. Гриф «секретно» Боуз решился снять только в 2004 году. Тогда же он, наконец, представил свое детище широкой публике. Впервые в истории подвеска для люксового авто и суперкара могла быть одним и тем же механизмом. Кроме того, так как подвеска управлялась программно, то в её настройки можно было вносить необходимые для различных условий изменения.
Но лучшая подвеска на планете так и не пошла в серию. Почему? С самого начала Боуз рассчитывал на рынок премиальных и спортивных автомобилей. Однако, как оказалось, даже для этого рынка конструкция, предложенная инженером, имела в глазах руководства автомобильных компаний много недостатков. Главный из них – это сложность и высокая стоимость производства подвески Боуза. Но 12 июля 2013 года, Амар Боуз умер, от сердечного приступа.
В 2017 году все наработки компании были проданы.
Возможно кто-нибудь вернётся к идее идеальной подвески Боуза и проект найдет свое применение в автостроении.

Магнитная подвеска: Преимущество и недостатки, Виды магнитных подвесок

Чуть более четверти века назад мир был потрясен созданием поезда, парящим в воздухе и способным развить скорость до 500 км/ч. Применение эффекта парения стало возможным благодаря теории электромагнитных полей. Создание подобных транспортных средств несет большие расходы не только в их непосредственном производстве, но и в оформлении дорог в виде магнитного полотна. Это сделало изобретение экономически невыгодным и непригодным для класса универсального транспорта.

Однако, ключевые моменты в принципе работы электромагнитных полей нашли свое применение в автомобилестроении. «Парящий» транспорт получил научно обоснованное и подтвержденное право на реализацию. Магнитная подвеска автомобиля стала настоящим прорывом и переходом на новый уровень комфортного и безопасного вождения.

Электромагнитная подвеска — что за зверь, и с чем его едят

Главное отличие данной подвески от ее сестер — отсутствие вспомогательных элементов: торсионов, пружин, амортизаторов, стабилизаторов. Она представляет собой индивидуальную стойку на каждое колесо, управляемую электронным блоком и позволяющую контролировать состояние колес и кузова в режиме онлайн. Некоторые модели имеют стандартный комплект пружин и амортизаторов на случай неисправности автоматической системы. При отсутствии подачи электроэнергии, система автоматически переключается на механический режим через электромагниты.

Вместо привычных деталей магнитная подвеска оснащена электромагнитными клапанами или магнитно-реологической жидкостью. Основными ее компонентами являются:

• упругие детали, способные проводить силы, возникающие в вертикальной плоскости;
• элементы, отвечающие за перемещение колесной базы, взаимодействия колес и проводимость боковых и продольных сил;
• составляющие, направленные на гашение колебаний (амортизаторы).

В своей работе она отвечает за те же опции, что и ее вариации:

• обеспечивает гармоничную связь колес с кузовом;
• передает моменты и силы во время движения;
• гарантирует комфортное вращение колес относительно кузова;
• способствует плавности хода.

Чем проще подвеска, тем больше функций берет на себя каждый элемент. В современных конструкциях система распределения достаточно сложная и индивидуальная. Это обеспечивает более эффективное обеспечение безопасности, устойчивости, плавности хода и управляемости автомобилем.

Принцип работы электромагнитной подвески заключается во взаимодействии магнитного и электрического полей. Если механические конструкции осуществляют предназначение за счет пружин и других элементов, гидравлика — за счет рабочей жидкости, то здесь главную роль играют электромагниты. Управление ими происходит посредством электронного узла (через бортовой компьютер). Он снимает все данные со всего кузова, а затем направляет необходимые команды системе. Программа позволит анализировать не только состояние колес относительно кузова и дороги, но и характер дорожного полотна, а также уровень воздействия на автомобиль. Этот тип работы намного легче его механических и гидравлических вариаций.

Процесс протекает в дуэте с электродвижком, заменяющим обыкновенный амортизатор. Вопреки ожиданиям уровень электропотребления низкий из-за выработки электроэнергии во время обратного движения электромагнитов. Это делает подвеску экономичной.

Преимущества и недостатки

• Скорость реакции превышает ответность даже самой прокачанной гидравлики.
• Достигается максимально возможная плавность хода, позволяющая «не замечать» даже внушительные неровности дороги и в прямом смысле пролетать над ними.
• За счет вышеописанного повышается уровень безопасности вождения на любой скорости, в любую погоду и на любой трассе.

Единственным, пожалуй, недостатком является стоимость данной разработки. Цена удовольствия будет колебаться в пределах 200 тыс. рублей.

Виды магнитных подвесок

В настоящее время идет производство и разработка в трех ведущих направлениях:

• Bose;
• Delphi;
• SKF.

Bose

Корпорация Bose под непосредственным руководством ее совладельца Амара Боуза, являющегося профессором американского университета, запатентовала производство электромагнитных подвесок в 1980 году. Благодаря расчетам и многочисленным испытаниям Амар смог вывести оптимальные параметры для данного устройства.

Продукция данной компании считается лучшей в своей области: они практически полностью устраняют любые колебания, возникающие при взаимодействии с дорогой. Принцип работы лежит в использовании упругого и демпфирующего элементов. Эта идея уже существовала, однако, успешное применение на практике ей смогли найти лишь в Bose.

Сама конструкция является штоком с закрепленными на нем магнитами. Поступательно-возвратные движения по всему статору, которые способны совершать данные элементы, не только нейтрализуют воздействие неровностей дорожного полотна на кузов, но и позволяют по-новому взглянуть на управление авто в принципе. Через бортовой компьютер можно задать настройку на определенную схему выполнения того или иного маневра и привязать к нему нужное колесо.

Еще одним ноу-хау данной продукции является выработка электроэнергии. По сути, подвеска является заодно и электрогенератором, преобразующим колебания в полезную силу. Сбор энергии производится в аккумуляторные батареи для последующего использования.

Отсутствие грамотного программного обеспечения — главный фактор, тормозящий широкое производство Bose.

Delphi

Решение от производителя Delphi заключается в однотрубном амортизаторе. На 1/3 его заправляют смесью с магнитными частицами и электромагнитом в виде головки поршня. Чтобы избежать слив магнитной смеси весь амортизатор покрыт слоем специального покрытия. Управление все также возлагается на электронный узел.

Работает эта подвеска через воздействие магнитного поля на амортизатор. В процессе происходит создание упорядоченной цепочки из магнитных частиц. Это увеличивает вязкость самой жидкости, и за счет этого амортизатор переключается на следующий режим работы.

Главные достоинства этого типа — реакция на запрос бортового узла в одну миллисекунду и малое потребление в 20 Вт, а также переход на гидравлику в случае поломки.

SKF

Швейцарская разработка SKF является капсулой, состоящей из 2-х электромагнитов. При движении авто компьютер собирает информацию со всех колес с помощью установленных датчиков и направляет сигналы для изменения текучести демпфирующего элемента. Помимо него в подвеске имеются упругие части — пружинки, гарантирующие упругость и подвижность даже при поломке управляющего центра.

Благодаря подпитке подвески через аккумулятор даже в режиме офлайн, автомобиль не будет проседать во время длительной стоянки. Наличие упругих элементов позволяет минимизировать ущерб в случае неисправностей системы.

Перспективы производства

К сожалению, помимо несомненных преимуществ магнитная подвеска имеет основательные подводные камни. Самое проблематичное в постановке на широкое производство — его стоимость и цена установки на автомобиль. Даже ведущие автомобильные концерны не могут оснащать свои модели, резко не изменив при этом их ценник.

К тому же внедрение данной системы потребует наличия специального программного обеспечения, отдельного оборудования и специалистов по обслуживанию. Сервисы, которые могут решить ремонт такого характера, имеются, но не больше двух десятков в мире.

Еще один важный момент — вес конструкции. Подвеска Bose весит больше аналогичной McPherson в полтора раза. В наше время производители стараются сделать массу автомобиля ниже, потому этот аспект требует компромиссного решения.

В данный момент разработки и поиски решения ключевых моментов продолжаются. Инженеры тестируют экспериментальные образцы, используя различные материалы для изготовления элементов. Так, был переоборудован седан Lexus ls 99-го года для испытания новой версии электромагнитной подвески Bose. Активно ведется работа по совершенствованию программного кода и его обеспечению.

Несомненная выгода от внедрения данной системы очевидна, так что в обозримом будущем автолюбителей ждут радужные перспективы. Помимо безопасности и комфорта существенно снизится риск аварийных повреждений машины, а значит ремонт авто будет менее существенным для кармана. Это будет достаточно приемлемо по затратам и полностью оправдает их в дальнейшем.

Дорогие читатели! Сейчас я поведаю вам о чудесах! Bose электромагнитная подвеска. Да Bose, SKF и Delphi — это те фирмы, которые воплотили в жизнь такое, чем только следует восхищаться и просто снимать шляпу перед конструкторами, которые до этого додумались.

Парящий предмет в магнитном поле многие видели, это есть воплощение в жизнь теории электромагнитного поля. Человеческая мысль внедрила этот эффект в реально-работающие тяжелые магнитопланы, парящие в воздухе и развивающие скорость до 600 км/час.

Но весь тот опыт по созданию магнитопланов ну никак не применим в автомобилестроении. А все потому, что автомобиль, средство независимое – еду куда хочу, стою там, где могу. Монорельсу никак не могу подчиниться.

Так где же и как применить эти электромагнитные поля? Да в подвеске автомобиля конечно.

Уникальность электромагнитной подвески

В чем её уникальность? Автомобиль на вираже не дает крен, на ухабистой дороге не раскачивается и не трясет, при остановке не наклоняется вперед и даже перепрыгивает «лежачих полицейских». Каждое колесо реагирует на свое препятствие и отрабатывает его индивидуально, при этом не отдавая на кузов отдачу от подвески.

Виды электромагнитных подвесок

С тех пор, как стало возможным использование электроники в использовании управления подвеской, конструкторы многих фирм стали заниматься разработкой уникальных систем в этом направлении и на сегодняшний день наиболее преуспели три:

• Bose;
• SKF;
• Delphi.

Bose электромагнитная подвеска

Изобретатель системы Bose известный математик и разработчик акустических систем, доктор Amar Bose. Еще 30 лет назад он начал разработку системы электронной подвески, а в настоящее время такие подвески уже реальность.

На серийных автомобилях они не используются ввиду их дороговизны, но на спортивных и VIP автомобилях довольно популярны.

Bose электромагнитная подвеска профессора Боуза работает как линейный электродвигатель, шток которого выполняет роль якоря. Якорь совершает возвратно-поступательные движения возле статора, расположенного в корпусе амортизатора.

Управление подвеской полностью осуществляет Электронный блок управления.

Амортизационный узел bose электромагнитной подвески позволил исключить упругий элемент, жидкостный амортизатор и поперечный стабилизатор. Все эти функции стал выполнять один элемент.

Блок управления подает напряжение на линейный электродвигатель, на штоке появляется сила, которая выталкивает шток с усилием до 380 кг. На четыре колеса в сумме приходится более 1,5 т., а это вес средней малолитражки.

С такой подвеской автомобиль выдерживает постоянный клиренс (высота автомобиля над дорогой), не зависимо от нагрузки.

Bose электромагнитная подвеска выполняет и роль пружины и роль амортизатора, то есть берет на себя нагрузку и демпфирующую отдачу. А также исключает по определению стабилизатор, потому что механически выравнивать левое с правым колесом нет необходимости, делает это электроника.

ЦПУ (центральный пульт управления) посылает на каждое колесо то напряжение, которое нужно в той или иной дорожной обстановке.

Автомобиль не делает продольных «клевков» при торможении и при разгоне. Не дает боковой крен. Благодаря идеальному распределению опорных сил, автомобиль становится максимально послушным и удивительно комфортным.

Проходя по неровностям дороги, этот линейный электродвигатель выполняет обратную функцию, то есть работает не как электродвигатель, а как генератор. Он преобразует возвратно-поступательные движения в электрическую и подает её обратно в электрическую сеть автомобиля.

Система SKF

Конструкция шведской компании SKF несколько иная. Они создали капсулу в которой расположены два электромагнита один против другого.
По сути дела, это такая же стойка МакФерсон, только вместо гидравлического амортизатора установлена капсула с электромагнитами, управляющими из ЦПУ электронными мозгами.

Ток подается на магниты подается от ЦПУ исходя из дорожных условий и мгновенно изменяет его силу в зависимости от изменяющихся условий. Колесные датчики анализируют каждый бугорок и подают сигнал на центральный блок управления.

Конечно подвеска имеет классический вид, имеет пружину в подвеске, что явилось подстраховкой, когда вдруг электронная система выйдет из строя или по каким-то другим причинам будет отключена. Так же, автомобиль не будет проседать при длительной стоянке с отключенным аккумулятором.

Система Delphi

Компания Delphi придумала систему, которая напоминает обычный однотрубный амортизатор, только наполненный необычной жидкостью. Эта жидкость магнито-реологическая, то есть жидкость с магнитными частицами, размер которых составляет десять микрон и меньше.

Жидкость эта составляет одну треть от основного объема. Электромагнит расположен в головке поршня амортизатора и управляется ЦПУ.

Когда подается соответствующее напряжение на электромагнит, магнитные частицы активизируются и собираются, под воздействием магнитных полей, в структуры, которые меняют вязкость жидкости, соответственно меняя режим работы амортизаторов.

Также, как и в системе SKF, и в отличии от системы Bose, вид подвески напоминает классический вид и имеет упругий элемент.

Вот как продвинулась наука, мои дорогие читатели, и как фантастично работают новые изобретения. Вопрос другой, когда мы сможем ездить на автомобилях с такой подвеской.

Главное это скоро будет! Я верю в это и не перестаю удивляться гениальности человеческой мысли.

До встречи на блоге! Делитесь знаниями с близкими и удачи на дорогах!

Кстате, очень интересные статьи: Адаптивная подвеска, Пневматическая подвеска, Торсионная подвеска.

Тэги подвеска

Уникальная электромагнитная подвеска для автомобилей от BOSE

В представительских седанах подвеска изначально проектируется для комфортного передвижения, но в результате автомобиль приобретает значительные крены в поворотах и раскачку на волнистых дорогах.

В спортивных автомобилях ситуация прямо противоположная — управляемость обеспечивается жёсткостью подвески, за счёт чего страдает комфорт. Компания BOSE, известный производитель акустических систем, попробовала решить эту проблему нестандартным образом.

Инженеры сконструировали подвеску на основе традиционной конструкции громкоговорителя. Звуковой динамик акустической системы работает за счёт перемещения звуковой катушки с медным проводом в магнитном поле. Под действием электрического тока катушка совершает линейные колебания, имеющие амплитуду в зависимости от мощности тока в витках катушки.

Данный эффект применили к автомобильному амортизатору и в результате на свет появилась электромагнитная подвеска, бескомпромиссно решающая извечную проблему баланса комфорта и управляемости.

В качестве демпфирующего элемента в ней работает линейный электродвигатель в соответствии с алгоритмами управляющего контроллера. Электромотор заменяет стандартный амортизатор, его шток представляет собой постоянный магнит, в корпус встроена обмотка, а катушка представляет собой статор.

Магнитный шток совершает возвратно-поступательные движения по длине обмотки статора под действием управляемых электрических сигналов, которые генерируются специальными усилителями.

Такая конструкция не только эффективно гасит колебания, но и обеспечивает невероятные возможности для настройки управляемости.

Оборудованный такой подвеской автомобиль почти лишён кренов в поворотах и при этом гибко адаптируется под дорожные условия, демонстрируя высочайший уровень комфорта для пассажиров.

Система была испытана на базе седана Lexus LS400, но в серийное производство, к сожалению, так и не попала.

Революции в автопроме не случилось по вполне банальной причине: сверхсовременная и сложнейшая система оказалась слишком дорогой для использования на серийных автомобилях и проект был заморожен.

по материалам «POPMECH»