Чтобы обеспечить безопасность автомобилей и комфорт пассажиров и «смягчить» колебания машин на неровных дорогах, используют электромагнитные адаптивные подвески с возвратно-поступательным типом движения. В них применяют дорогие редкоземельные металлы, поэтому сейчас такими подвесками оснащают преимущественно авто высокого класса, спортивные и гоночные машины. Ученые Пермского Политеха создают адаптивную электромагнитную подвеску, в конструкции которой используются ферромагнитные материалы. Их производят на основе технологий порошковой металлургии. Это позволит снизить стоимость изделия и применять его в машинах более доступного ценового сегмента.
– Наша разработка представляет собой электромагнитную торсионную подвеску. Это устройство, в котором валом двигателя служит торсион - стержень из упругого материала с относительно небольшой крутильной жесткостью и высокой упругостью. Он служит дополнительной пружиной, чтобы при вращении вала двигателя в машине не возникали колебания. Изделие позволит снизить амплитуду вертикальных движений до нуля, увеличить безопасность транспортного средства и комфорт пассажиров, – рассказывает один из разработчиков, студент кафедры автоматизации, информационных и инженерных технологий Чайковского филиала Пермского Политеха Андрей Батуев.
Магниты и электромагниты в адаптивных электромагнитных подвесках с возвратно-поступательным типом движения «гасят» колебания, поглощают толчки и удары корпуса авто и его элементов. В результате машина не дает крен на виражах, не раскачивается на ухабистых дорогах и не трясется. При остановке авто не наклоняется вперед, в том числе перепрыгивая «лежачих полицейских». Каждое колесо реагирует на препятствие индивидуально, не создавая отдачу на кузов. Электродвигатель при этом работает как генератор энергии. Подвеска потребляет примерно в 2 раза меньшую мощность, чем штатная система кондиционирования. Среди недостатков таких подвесок отмечают высокую стоимость, так как производители используют в магнитах двигателя редкоземельные металлы.
– Мы предложили заменить возвратно-поступательный тип движения в электромагнитной подвеске возвратно-вращательным. В этом случае упругой частью подвески является торсион, а электромагнитным элементом, который гасит колебания, – электродвигатель. Такая конструкция позволяет не использовать дорогие редкоземельные металлы. Мы предложили заменить их более дешевыми ферромагнитными материалами. Кроме того, применение роторного электродвигателя позволяет увеличить усилия, которые развивает электромагнитная подвеска. Таким образом подвески можно использовать не только в автомобильном транспорте, но и в вездеходной технике. Изделие становится дешевле, а его эффективность повышается, – поясняет научный руководитель разработчика, профессор кафедры автоматизации, информационных и инженерных технологий Чайковского филиала Пермского Политеха, доктор технических наук Евгений Морозов.
В 2022 году молодой исследователь стал победителем конкурса Пермского Политеха в рамках тематик студенческих научно-исследовательских лабораторий «Виртуальная компьютерная лаборатория» и конкурса по созданию результатов интеллектуальной деятельности.
Разработку пермских исследователей можно использовать при создании отечественных транспортных средств, в том числе высокого класса и гоночных авто.
