Источник: Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет –
Важный отказ от ответственности находится в нижней части этой статьи.
В СПбГАСУ завершён важный этап научно-исследовательской работы, посвящённой разработке нового поколения подвесок для транспортных и строительных машин.
Исследование выполнил к. т. н. Роман Литвин, доцент кафедры наземных транспортно-технологических машин и заместитель декана автомобильно-дорожного факультета по научной работе. Работа проводится в рамках грантового конкурса научно-педагогических работников университета в 2025 г.
Современные транспортные и строительные машины эксплуатируются в условиях, предъявляющих высокие требования к надёжности подвески. Традиционные гидравлические амортизаторы подвержены утечкам, зависят от температуры и требуют выхода на рабочий режим при низких температурах, что особенно критично для эксплуатации на Крайнем Севере.
В качестве альтернативы предложен безжидкостный магнитный амортизатор (БМА), в котором демпфирование достигается за счёт взаимодействия магнитных полей и токов Фуко. Такая система способна совмещать функции пружины и амортизатора, исключая необходимость жидких рабочих тел.
«Мы стремились создать систему, которая не только решает классические проблемы подвесок, но и позволяет двигаться дальше – к созданию компактных, надёжных и адаптивных решений. Безжидкостный магнитный амортизатор объединяет в себе функции упругого и демпфирующего элементов, что упрощает конструкцию и открывает возможности для её масштабирования», – отметил Роман Литвин.
Разработана нелинейная математическая модель динамики подвески, проведена её линеаризация и предложен пропорционально-дифференциальный (ПД) закон управления с использованием датчика Холла. Это позволило сформировать аналитические выражения для расчёта жёсткости, демпфирования и тепловых потерь.
Ключевые результаты исследований представлены в таблице.
|
Объект исследования
|
Эквивалентная жёсткость, Н/м
|
Коэффициент демпфирования, Н·с/м
|
Тепловые потери, Вт
|
|
Сиденье оператора
|
8883
|
565
|
5,7
|
|
Легковой автомобиль (колесо)
|
17 913
|
1451
|
14,5
|
|
КАМАЗ-6520 (колесо)
|
176 409
|
15 598
|
156,0
|
Анализ показал:
- с ростом массы и нагрузок резко возрастают требования к магнитной индукции, управляющему току и отводу тепла;
- для малых и средних систем параметры находятся в пределах, доступных для реализации с помощью постоянных магнитов и компактных катушек;
- для тяжёлой техники необходимо применять модульные многоканальные конструкции, позволяющие избежать перегрева и насыщения магнитопровода.
Разработка открывает перспективы внедрения БМА в широкий спектр областей:
- легковой транспорт – для повышения комфорта и безопасности;
- строительная и дорожно-транспортная техника – для надёжной работы в тяжёлых условиях эксплуатации;
- робототехника, где важны лёгкость конструкции и независимость от температуры.
«Фактически мы создаём платформенную технологию. При правильной реализации БМА способен заменить сразу два элемента подвески, что позволит уменьшить вес и повысить надёжность конструкции», – подчёркивает Роман Литвин.
Результаты исследования вызывают интерес у промышленных партнёров. В частности, обсуждается возможность взаимодействия с Петербургским тракторным заводом (входит в состав Кировского завода) и рядом ведущих компаний строительного и дорожно-транспортного машиностроения. Подобные разработки могут стать основой для создания опытных образцов новых подвесок, а в дальнейшем — для внедрения в серийное производство. Перспективным направлением является и международное сотрудничество, так как тема адаптивных и энергоэффективных подвесок востребована во всём мире.
Научная работа, выполненная в СПбГАСУ, подтверждает возможность перехода от традиционных гидравлических решений к новым адаптивным системам подвески, устойчивым к температурным и эксплуатационным нагрузкам.
Проект поддержан грантом СПбГАСУ и отражает стратегический курс университета на развитие инновационных технологий в транспортном машиностроении, а также укрепление связей с промышленными предприятиями и международными исследовательскими центрами.
Примите к сведению; Эта информация является необработанным контентом, полученным непосредственно от источника информации. Она представляет собой точный отчет о том, что утверждает источник, и не обязательно отражает позицию MIL-OSI или ее клиентов.
.
.jpg){kind=link}
