Tekuté magnety zdokonalia autá aj roboty

Súčasť mechatronickej sústavy (čo sú stroje kombinujúce mechanické a elektronické systémy) prevádzajúca informačnú časť procesu do technickej podoby sa nazýva aktuátor. Tieto systémy sú súčasťou inteligentných pohonov, ktoré využívajú okrem iných aj nekonvenčné technológie.

BASF magnetoreologický tlmič

Príkladom takýchto technológií sú napríklad pohony založené na elektroaktívnych polyméroch, elektroreologické a magnetoreologické pohony, piezoelektrické aktuátory, elektrostrikčné / magnetostrikčné pohony, zliatiny s tvarovou pamäťou (SMA), alebo pneumatické umelé svaly (PAM). Mnohé z týchto exoticky znejúcich technológií sa už využívajú v praxi a nájdeme ich v automobiloch vyššej triedy, alebo aj v konštrukciách moderných mostov. 

BASF magnetoreologický tlmič

V súvislosti s nedávnou tlačovou správou spoločnosti BASF o produkcii substancií z karbonylového železa (CIP – Carbonyl Iron Powder) nás zaujali práve magnetoreologické pohony. Tie využívajú fyzikálne vlastnosti magnetoreologickej kvapaliny (MRF – Magnetorheologic Fluid). Magnetoreologické podobne ako elektroreologické kvapaliny sú materiály, ktoré pri pôsobení magnetického alebo elektrického poľa značne menia svoje reologické vlastnosti, t.j. viskozitu. Typické magnetoreologické aktuátory obsahujú 20 – 40 % relatívne čistých mäkkých kovových častíc, rozptýlených v kvapaline (minerálne oleje, syntetické oleje). Častice majú priemer 3 – 5 µm. Maximálna sila magnetoreologického aktuátoru závisí na tvare magnetizačnej saturačnej charakteristiky rozptýlených častí. Hlavná výhoda vyplýva z dobre ovládanej a veľkej medze pružnosti, jej maximálna hodnota je väčšia ako u elektroreologických kvapalín, pri porovnateľnej viskozite. Takouto kvapalinou je aj suspenzia CIP v oleji.

BASF magnetoreologický tlmič

Magnetoreologické tlmiče v Audi TT

Ak kvapalinu prenesieme do magnetického poľa, počas milisekúnd sa zmenia jej kvapalné vlastnosti a stane sa veľmi tuhou, no pritom pevnou. Spôsobujú to železné častice, ktoré sa v magnetickom poli usporiadajú do reťazcov a dochádza tak ku zvyšovaniu viskozity, t.j. ku zvyšovaniu tuhosti kvapaliny. To robí MRF ideálnym na využitie pri tlmení – viskozitu a tlmenie možno pružne prispôsobiť nákladu vďaka senzorom a elektromagnetom.

Takto to funguje v praxi…

Technológia BASF na báze MRF sa už dnes využíva v tlmičoch Alamillského mostu v španielskej Seville a Sutongskom moste v Nantongu v Číně, ale magnetoreologické tlmiče používa napr. aj Audi TT. Oproti klasickým tlmičom reagujú za tretinový čas (5 ms), takže dokážu urobiť jazdu neporovnateľne príjemnejšou a bezpečnejšou.

BASF magnetoreologický tlmič

Foto: BASF, ImageShack