 Jednou z perspektivních aplikací magnetických kapalin jsou tlumiče
používané jako komponenty různých strojnických zařízení.
Magnetoreologické tlumiče se postupně rozšiřují do všech zařízení a
nahrazují konvenční tlumiče. Výhodou tohoto zařízení je možnost
rychlého nastavení tlumícího účinku a jejich krátká časová odezva.
Nevýhodou je vyšší pořizovací cena a potřeba řídící jednotky, která komunikuje se senzory umístěnými v zařízení a řídí magnetoreologický tlumič. Magnetické kapaliny jsou suspenze velmi jemných feromagnetických nebo feromagnetických částic v nosné kapalině.V nosné kapalině (např. vodě, minerálním nebo syntetickém oleji, glykolu aj.) se pohybují náhodným tepelným pohybem. Nepůsobí-li na kapalinu magnetické pole, jsou magnetické momenty nanočástic náhodně orientovány a kapalina se navenek jeví jako nemagnetická. Základním problémem pro průmyslové využití ferokapalin je jejich koloidní stabilita. Magnetická kapalina je koloidně stabilní, nedochází-li vlivem přitažlivých sil (van der Walsových a magnetických sil) mezi nanočásticemi ke vzájemné agregaci, tj. shlukování jejích magnetických nanočástic. Dociluje se toho tím, že jednotlivé nanočástice jsou pokryty ochranným polymerním (makromolekulárním) obalem, tzv. detergentem (surfaktantem, povrchově aktivní látkou), který zabraňuje přímému kontaktu mezi nanočásticemi.
Princip magnetoreologického tlumiče
Magnetoreologický tlumič (dále jen MR tlumič) umístěný ve voze Audi TT obsahuje tyto hlavní části: šasi, píst, budící cívku a magnetickou kapalinu. V pístu tlumiče jsou kanály, kudy proudí magnetická kapalina. Kolem těchto kanálu je navinuta budící cívka, která vytváří elektromagnetické pole v pístu tlumiče. Vlivem tohoto pole se v pístu zvyšuje viskozita magnetické kapaliny a tudíž i tlumící síla magnetoreologického tlumiče. Odezva viskozity na změnu elektromagnetického pole se pohybuje v milisekundách. Tlumič je schopen reagovat do 5ms, zatímco konvenční tlumič reaguje přibližně do 15ms. 
Požadavky na pružící soustavy
- dobré jízdní pohodlí
- vysoká jízdní bezpečnost
- malý prostor pro pružící a tlumící elementy
- přizpůsobení výškové polohy
- zvýšení světlé výšky v terénu
Podvozek s měkkou pružící a tlumící charakteristikou je vhodný pro jízdní pohodlí a ochranu přepravovaného zboží. Je proto vhodný pro pomalou a nerušenou jízdu v přímém směru. Pouze při budících frekvencích vozovky, které leží v oblasti rezonance nápravy a nástavby, je výhodnější silnější tlumení. Tím je možno zmenšit především namáhání vozovky.
Lepší než elektromechanické tlumiče
MR tlumiče jsou perspektivní, ale zatím nikoliv rozšířené konstrukční komponenty. Hlavním kritériem jejich použití je jejich vyšší cena, která limituje jejich rozšíření do středních a nižších tříd. Zařízení s MR tlumiči musí obsahovat řídící jednotku a senzory, aby bylo možné plynule nastavit tlumící účinek. MR tlumiče se budou zřejmě nadále rozšiřovat a v budoucnosti budou častěji využívány zejména v automobilovém průmyslu, jelikož umožňují plynulé nastavení tlumícího účinku a jedná se konstrukčně o jednodušší systém, než stávající elektromechanické tlumiče.
Funkce MR - tlumiče
Elektronické řízení tlumičů EDC zajišťuje velmi rychlé nastavení tvrdosti odpružení podle rozličných jízdních podmínek, kvality jízdní dráhy nebo zatížení vozidla. Elektronická řídící jednotka přitom nastavuje na základě vyhodnocení pohybů automobilu optimální míru tlumení. Při rozjezdu, brzdění a manévrování je útlum vyšší, pro pohodlné cestování se nastaví naopak nižší útlum pérování.
 Kromě automatického režimu lze navolit tlačítkem též sportovní, tvrdší režim.
Jízdní chování v oblasti příčné dynamiky – nárůst bočního zrychlení – je zjišťováno měřením úhlu natočení volantu resp. v závislosti na rychlosti vyhodnocováním rychlosti natáčení volantu a vede ke krátkodobé změně tlumící charakteristiky. Stacionární jízda zatáčkou v oblasti vysokých bočních zrychlení je rozpoznána z kombinace informací – velikosti úhlu natočení volantu a rychlosti jízdy, tlumící síla potřebná k maximálnímu zvýšení jízdní bezpečnosti je automaticky nastavena.
K redukci dynamické změny radiálního zatížení kola při brzdění a tím bezpečnějšímu držení stopy by měly být rovněž vyvozeny dostatečné tlumící síly. Všechny silné brzdné manévry jsou rozpoznány tlakovým spínačem v brzdovém systému. Po překročení prahové hodnoty tlaku je po krátké prodlevě tlumení nastaveno maximální tlumení.
Model MR tlumiče
Optimální odpružení vychází z požadavku udržovat karosérii automobilu v klidové poloze, bez ohledu na nerovnosti vozovky, tedy jako by vozidlo bylo zavěšeno na imaginární koleji na nebi (odtud název Skyhook, čili „nebeský hák“). Protože skyhook zohledňuje jen komfort na palubě (tlumení karosérie), a v praxi je třeba zajistit i tlumení kmitání neodpružených hmot, je konečná strategie dávkování tlumících sil kombinací skyhooku a korekčních zásahů pro specifické jízdní situace.MR tlumiče umožňují velmi rychlé nastavení tlumícího účinku a dokáže se přizpůsobit daným jízdním situacím. Rychlost reakce tlumiče se pohybuje v milisekundách. Automobil je tedy stabilnější, náklony karoserie v zatáčkách jsou menší, kolo lépe „kopíruje“ vozovku, brzdná dráha je kratší a je téměř odstraněné „ponořování“ přídě vozu při nouzovém brzdění.
MR tlumič komunikuje se všemi systémy ve voze ABS, ESP atd. a řídící jednotka několikrát za sekundu vyhodnocuje stav vozu a dle všech těchto údajů provádí řízení MR tlumičů.
TEXT Jaromír Rozenberg
FOTO archív redakcie
|
