Semi-active suspension systems using magneto-rheological fluids

Et kjøretøys fjæringssystem isolerer passasjerene, og eventuell nyttelast, fra sjokk og vibrasjoner. Et slikt system medfører at hjulene kan opprettholde kontakten med underlaget, og påvirker dermed kjøretøyets stabilitets- og kontrollegenskaper. Hovedutfordringen med å designe et tradisjonelt fjæringssystem (dvs. passivt) er avveiningene mellom kjøreegenskaper, nyttelast og passasjerkomfort. Et passivt fjæringssystem har dermed enten gode kjøreegenskaper og dårlig passasjerkomfort, eller motsatt. Valg av system bestemmes stort sett ut fra kjøretøyets bruksområde. Man kan derimot, ved å benytte regulerbare fjæringssystem (semiaktive eller aktive), oppnå både gode kjøreegenskaper og god passasjerkomfort. Slike systemer gir en muligheten til å endre fjæringsparametre fortløpende mens kjøretøyet er i bevegelse. Et semiaktivt fjæringssystem er et godt kompromiss mellom et passivt og et aktivt system, og har i prinsippet et neglisjerbart energibehov. Flere alternative tekniske løsninger eksisterer for semiaktive fjæringssystem. En av de mest lovende blant disse er systemer som benytter magnetoreologiske (MR) væsker; karakterisert som kontrollerbare væsker. De blir produsert ved å introdusere ferromagnetiske partikler i en bærer-væske. Dersom man påtrykker et magnetisk felt på en MR væske, vil det oppstå en endring i væskas reologiske egenskaper, deriblant viskositeten. Viskositetsendringene kan kontrolleres nøyaktig ved å regulere den magnetiske feltstyrken. Dette medfører at en slik væske kan endre tilstand fra viskøs væske til et halvmassivt legeme i løpet av millisekunder. Dermed kan man oppnå svært hurtig respons i det mekaniske systemet gjennom elektronisk styring. Dette har ført til at teknologier som benytter MR væsker er attraktive innenfor mange bruksområder, for eksem-pel i dempere. Semiaktive fjæringssystemer som benytter MR væsker har med stort hell blitt installert i luksusbiler, sportsbiler og lette lastebiler. Det finnes også enkelte forskningsprosjekter hvor slike systemer har blitt integrert i militære kjøretøy (Stryker og HMMWV). Regulerbare fjæringssystem, herunder semiaktive systemer, kan helt klart øke ytelsen til militære kjøretøy. Slike systemer kan ha en meget positiv effekt på faktorer knyttet til helse og komfort for personer som oppholder seg i slike kjøretøy. Dette skyldes reduserte vibrasjoner innenfor det kritiske frekvensområdet. Regulerbare fjæringssystemer kan også forbedre et kjøretøys taktiske mobilitet, da man oppnår en reduksjon i absorbert effekt for en gitt hastighet. Økt mobilitet kan også forbedre overlevelsesevnen (survivability). Samtidig vil kjøretøyet kunne ta en vesentlig større nyttelast. Regulerbare fjæringssystemer kan også gi øvrige fordeler, for eksempel økt treffsannsynlighet (mot fienden), økt levetid, økt operasjonsrekkevidde og jevnere kjøre-egenskaper. Sammenliknet med et tradisjonelt fjæringssystem vil et regulerbart fjæringssystem integrert i et militært kjøretøy øke kjøretøyskompleksiteten. Dette kan gi store konsekvenser for vedlikeholdsbehovet. En annen ulempe per dags dato er at slike systemer er helt uten stridserfaring, da kun forskningsprosjekter har vært gjennomført. Disse testene har dog vært gjennomført på svært tøffe og vanskelige testbaner.