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.

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.