На кафедре наземных транспортно-технологических машин (НТТМ) СПбГАСУ ведутся исследования по совершенствованию конструкций строительной и транспортной техники для использования в условиях Арктики. Одно из направлений исследований – обеспечение плавности хода транспортно-технологических машин, применяемых в строительстве и выполненных на базе шасси грузовых автомобилей (экскаваторов, кранов, бетоносмесителей и пр.). Именно такая высокомобильная техника способна обеспечить значительные темпы освоения северных территорий.
Однако реализации мобильных качеств ТТМ препятствуют две проблемы: типовая подвеска базовых автомобильных шасси не обеспечивает плавности хода по неровным дорогам, характерным для Арктики, вследствие чего значительно снижается скорость движения; низкие температуры практически блокируют амортизирующие свойства подвески на начальном периоде движения, когда рабочая жидкость гидравлических амортизаторов, используемых для гашения колебаний в подвеске шасси, не прогрета до положительной температуры. Блокировка амортизаторов происходит вследствие повышения в разы кинематической вязкости амортизаторной жидкости при отрицательных температурах, и жидкость перестаёт прокачиваться через узкие каналы дроссельно-клапанной системы. При этом застывает амортизаторная жидкость в течение двадцати минут стоянки машины при температуре воздуха ниже –30° C. В период прогрева амортизаторов машина движется практически без смягчения толчков со стороны дороги, поэтому скорость перемещения не превышает 10 км/ч.
Ранее учёные кафедры НТТМ нашли решение первой проблемы: они предложили применить в подвеске шасси специально разработанный гидравлический амортизатор со встроенной газовой пружиной, обеспечивающей прогрессивную упругую характеристику, и дроссельно-клапанной системой, дающей прогрессивно-регрессивную демпфирующую характеристику (Двухтрубный гидропневматический амортизатор – патент на полезную модель № 194004 30.07.19). Компьютерное моделирование показало, что такая конструкция подвески в разы снижает амплитуду колебаний шасси ТТМ при движении по дороге с крупными неровностями, что существенно повышает скорость движения машины.
Решение второй проблемы получено в результате проведения исследований в рамках конкурса грантов на выполнение научно-исследовательских работ научно-педагогическими работниками СПбГАСУ в 2024 г. Предложено включить в конструкцию вышеописанного амортизатора дополнительное устройство, которое при температуре застывания амортизаторной жидкости открывает канал с низким гидравлическим сопротивлением для прохода жидкости в обход основной дроссельно-клапанной системы (рис. 1).
При положительной температуре клапан 3 термостата 4 запирает нижнее отверстие втулки 1 дроссельно-клапанной системы (ДКС). Амортизатор работает в обычном режиме, обеспечивая требуемую демпфирующую способность путём перетекания амортизаторной жидкости через ДКС. При понижении температуры происходит уменьшение объёма хладагента в термостате, и клапан 3 открывает нижнее отверстие втулки ДКС. Чем сильнее охлаждение, тем выше пропускное отверстие. При температуре амортизаторной жидкости ниже –25° С застывшая жидкость перестаёт перекачиваться через ДКС и проходит только через дополнительный канал.
Выполненное компьютерное моделирование показало, что новый амортизатор обеспечивает требуемые параметры упругой и демпфирующих характеристик при блокировке основной ДКС при температуре ниже минус –25° С.
На конструкцию нового амортизатора подана заявка на полезную модель, а на компьютерную модель – заявка на свидетельство на программу для ЭВМ.
