ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР
ELECTROMAGNETIC SHOCK ABSORBER

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к амортизаторам транспортных средств, вырабатывающим электроэнергию.
Известен амортизатор, способный вырабатывать электроэнергию при совершении колебаний автомобиля на неровностях дороги. Эту энергию используют для подзарядки аккумулятора автомобиля (http://www.lr.-fans.ru/content/не-стоит-ремонтировать-дороги). Амортизатор представляет собой стержень, на котором закреплены кольцевые постоянные магниты. Стержень с постоянными магнитами размещен внутри трубки, снабженной электромагнитной катушкой. Амортизатор работает в двух режимах: в режиме выработки электроэнергии и в режиме гашения колебаний, возникающих из-за неровностей дороги. В первом режиме при колебаниях подвески (амортизатора) на неровностях дороги трубка совершает возвратно-поступательные движения. При этом обмотка электромагнитной катушки пересекает магнитные силовые линии постоянных магнитов, установленных на стержне, индуцируя в ней переменный ток. Далее переменный ток выпрямляется и используется для подзарядки аккумулятора транспорта. По такому же принципу работает и линейный электромагнитный генератор, который превращает кинетическую энергию, появляющуюся во время езды на автомобиле по неровным дорогам, в электрическую энергию (http://www.dvl-auto.ru/tehnologii/33/218----). Полученную энергию также используют для подзарядки аккумулятора автомобиля. В режиме гашения колебаний на обмотку электромагнитной катушки подают управляемое по величине напряжение от внешнего источника тока. При этом возникающее вокруг обмотки катушки электромагнита магнитное поле взаимодействует с магнитным полем постоянных магнитов и передвигает шток амортизатора в ту или иную сторону, компенсируя вибрации.
Недостаток данных устройств заключается в том, что для своей работы они требуют наличия мощного внешнего источника тока для приведения в действие электромагнита.
Известен также магнитный амортизатор по патенту РФ №2298118, который можно выбрать в качестве прототипа. Амортизатор содержит цилиндрический корпус, выполненный из немагнитного материала, закрытый с двух сторон крышками с головками крепления. Одна крышка снабжена штоком с закрепленной на нем подвижной круглой магнитной шайбой. Другая крышка снабжена неподвижной магнитной шайбой. Внутри цилиндрического корпуса между неподвижной и подвижной магнитными шайбами установлены левитирующие круглые магнитные шайбы. Их количество не ограничено и зависит от силы, которую необходимо приложить к штоку магнитного амортизатора. Каждая подвижная круглая магнитная шайба имеет сквозные каналы для перепуска воздуха. Стоящие рядом магнитные шайбы повернуты друг к другу одноименными полюсами и отталкиваются друг от друга. Прототип работает только в режиме гашения колебаний и не предназначен для выработки электроэнергии. Кроме того, подвижные магнитные шайбы при малом зазоре между ними и стенкой цилиндрического корпуса могут тереться друг о друга, а при большем зазоре могут перевернуться и притянуться друг к другу.
Техническая задача, решаемая при помощи предложенного изобретения, заключается в расширении функциональных возможностей амортизатора. В частности, изобретение направлено не только на гашение колебаний, но и на выработку электроэнергии.
Электромагнетический амортизатор содержит верхнюю крышку с подвижным штоком, на котором закреплен подвижный магнит, нижнюю крышку с неподвижным магнитом и левитирующие магниты, размещенные между ними и передвигающиеся вдоль стержня для предотвращения переворачивания и снижения потерь на трение. Стержень выполняет функцию направляющей.
Техническое решение реализовано следующим образом: шток выполнен полым, а магниты установлены на кассетах с центральным и периферийными сквозными отверстиями. Левитирующие кассеты с магнитами нанизаны на стержень, закрепленный на нижней крышке. Все кассеты с магнитами концентрично размещены внутри каркаса из немагнитного материала, на который намотана катушка индуктивности. Сама катушка индуктивности снаружи закрыта электромагнитным экраном. Количество левитирующих магнитов не ограничено и зависит от силы, которую необходимо приложить к штоку амортизатора. Магниты могут быть из неодима. Следует иметь в виду, что кассеты повернуты друг к другу своими одноименными полюсами.
Электромагнетический амортизатор содержит каркас 1 из немагнитного материала с катушкой индуктивности 2. На торцах каркаса закреплены крышки 3 и 4 с центральными сквозными отверстиями. В центральном отверстии крышки 3 (верхней по чертежу крышки) установлен полый шток 5. Один конец штока снабжен головкой крепления 6. На другом конце штока закреплена подвижная кассета 7 с магнитами 8. Кассета выполнена с центральным 9 и периферийными 10 отверстиями. Периферийные отверстия служат для перепуска воздуха. В центральное отверстие крышки 4 (нижней по чертежу) вставлен стержень 11 с головкой крепления 12. Стержень 11 неподвижно прикреплен к крышке 4. На стержне установлены левитирующие кассеты 13 и неподвижная кассета 14. Катушка индуктивности 2 снабжена электромагнитным экраном 15.
Электромагнетический амортизатор работает следующим образом.
В исходном положении (в режиме гашения колебаний), при отсутствии давления на шток 5 электромагнетического амортизатора, расстояние между подвижной кассетой 7 с магнитами 8, неподвижной кассетой 14 и левитирующими кассетами 13 будет одинаковое. Нагрузка на шток 5 заставит подвижную кассету 7 и левитирующие кассеты 13 смещаться вниз к неподвижной кассете 14. Расстояние между ними уменьшится, а силы магнитных полей между кассетами возрастут, противодействуя перемещению штока вниз. Когда нагрузка снимется, то под действием магнитных полей все кассеты возвратятся в исходное положение. Установкой большего или меньшего количества левитирующих кассет с магнитами можно демпфировать большие или меньшие силы.