RUS ENG

НАМ 21 ГОД!

ГРУППА AMT&C - ФИНАЛИСТ РЕЙТИНГА «ТЕХНОУСПЕХ»


 

 


Магнитный амортизатор-генератор для автомобиля



05.04.2010

Магнитный амортизатор-генератор для автомобиля На рис: Амортизатор, который экономит 2-10% топлива. Image credit: Zuo, et al.
В последнее десятилетие рекуперативные тормозные системы стали очень популярны, они сохраняют энергию, которая теряется при торможении. Другой способ восстановления энергии, который сейчас находится на стадии исследований, это рекуперативная подвесная система. Новая технология позволяет постоянно восстанавливать потери вибрационной энергии машины, которая происходит из-за неровностей дороги, ее торможения и ускорения.
Профессор Лей Зуо (Lei Zuo) с коллегами - инженерами механиками из Университета штата Нью-Йорк (Stony Brook) – сначала разработали и просчитали модель такого рекуперативного амортизатора, затем построили прототип в масштабе 1:2. Оказалось, что новое устройство может экономить 2-8 ватт во время обычного вождения со скоростью около 75 километров в час. Они считают, что полномасштабный вариант для четырехколесной машины сможет восстанавливать до 256 Ватт на такой скорости. Эта величина значительно повышается, если машина едет по сильно ухабистой дороге.
Примерно десять лет назад ученые задумались о применении магнитных устройств для восстановления потерь энергии при вибрации. В целом такие системы работают, поглощая кинетическую энергию вибрации при остановках между колесом и подрессоренной массой и превращая эту энергию в электрическую.
Амортизатор Зуо состоит из двух трубок: тонкая магнитная трубка скользит внутри большей полой трубки-катушки. Если большая трубка – это медная катушка, намотанная вокруг пластиковой трубки из делрина (полиформальдегида), то тонкая трубка сделана из магнитных колечек, разделенных магнитопроницаемыми прокладками. Магниты выстроены так, чтобы получить направленный радиально магнитный поток. Для того, чтобы он проходил наружу, трубку окружают материалом с высокой магнитной проницаемостью. Как подчеркивает Зуо, конструкция выбрана таким образом, чтобы получить мощный магнитный поток.
«Мощность, которую мы восстанавливаем, пропорциональна квадрату магнитного потока через катушки. Таким образом, если мы увеличиваем поток в два раза, то в четыре повышаем выход энергии», - говорит Зуо.  
Если амортизатор разместить в подвесной системе, то колебания заставляют трубку-катушку двигаться относительно магнитной трубки. При движении катушек в магнитном поле появляется электрический ток, который затем используют для подзарядки батарей машины. Ученые надеются, что такая технология, восстанавливающая потери энергии на вибрации, сможет увеличить эффективность использования топлива и сократить атмосферное загрязнение. В США автомобили – главный источник загрязнения, которые поставляют в атмосферу около 70% одноокиси углерода, 45% оксида азота, 34% - углеводородов. При ежедневном использовании автомобиля только 10–16% энергии топлива идет на движение машины, остальное – на преодоления сопротивления воздуха и трения с дорожным покрытием. «Рекуперативные тормозные системы запасают большое количество энергии за короткое время. Наши амортизаторы могут запасать энергию постоянно. На гладких дорогах автострад они могут повышать запасы энергии на 2%, а на ухабах – до 10%». В будущем ученые планируют повысить плотность энергии и эффективность системы, увеличивая интенсивность магнитного поля и улучшая электрическую схему. Работу поддерживает NYSERDA (The New York State Energy Research and Development Authority).
Lei Zuo et al. “Design and characterization of an electromagnetic energy harvester for vehicles suspensions.” Smart Mater. Struct. 19 (2010) 045003 (10pp).
http://www.physorg.com/news188035494.html

Возврат к списку новостей