1 Состояние вопроса исследования и актуальность работыИзвестно, что только около 20 % энергии топлива лесовозного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания используется и преобразуется в механическую энергию для движения. Остальные 80 % энергии, запасенной в топливе, расходуется при движении лесовозного автомобиля на трение в трансмиссии, сопротивление воздуха, сопротивление при преодолении неровностей лесовозной дороги и другие непроизводительные потери. В этой связи, снижение потерь энергии лесовозным автомобилем, имеет большую важность для повышения его энергоэффективности. Кроме этого, в современных лесовозных автомобилях все чаще используются относительно небольшие по мощности, но многочисленные встроенные электронные приборы и системы, такие как аудиоаппаратура, обогреватели салона, маломощные вентиляторы и кондиционеры и т.п. Для эффективной работы этих устройств требуется дополнительный к производимой бортовой системой электроснабжения лесовозного автомобиля источник питания. Учитывая ограниченность бортовых источников энергии, обеспечиваемых аккумуляторными батареями, ученые вынуждены исследовать альтернативные технологии возобновляемой энергии для транспортных машин [1, 2].Подвеска является одним из важнейших узлов современного лесовозного автомобиля, от которой зависит его безопасность движения в процессе вывозки лесоматериалов, комфортность при езде, маневренность, а также управляемость. Процесс вывозки лесоматериалов по недостаточно обустроенной лесовозной дороге сопровождается частыми троганиями, ускорениями, торможениями, преодолением затяжных спусков, крутых подъемов, поворотов малого радиуса. Это приводит к возникновению между подрессоренными и неподрессоренными массами лесовозного автомобиля динамических нагрузок, которые за счет демпфирования и сглаживания преобразуются с помощью гидравлических амортизаторов и рессор из кинетической энергии в тепловую, непроизводительно рассеиваемую жидкостью внутри гидравлического амортизатора или рессорами в окружающее пространство. Однако, энергию, которая рассеивается в подвеске лесовозного автомобиля целесообразно использовать путем преобразования рекуперативными устройствами в полезную электрическую энергию текущего потребления приборов и систем автомобилей или хранения в аккумуляторных батареях для последующего использования. Это позволит увеличить пробег лесовозного автомобиля за счет сокращения расхода топлива, снизить вредные выбросы в окружающую среду, а также улучшить ходовые качества и комфорт при движении по недостаточно обустроенной лесовозной дороге [3, 4].В настоящее время исследования в области рекуперации энергии в подвесках автомобилей являются актуальными. На протяжении последних двух десятилетий большое число российских и зарубежных авторов исследовали различные перспективные конструкции рекуперативных устройств, используемых в амортизаторах и упругих элементах подвесок транспортных средств [3-24].В статье Ammar A. Aldair и Weiji J. Wang предложено с целью улучшения эксп­луатационных характеристик автомобиля и снижения расхода топлива при функционировании его подвески, электромагнитное устройство. Оно позволяет при работе в режиме генератора за счет вращения устройства преобразовывать энергию вибрации автомобиля при преодолении им неровностей опорной поверхности дороги в электрическую энергию с последующим накоплением этой энергии в аккумуляторной батарее и полезным использованием при запуске электрического насоса гидропривода, создающего соответствующее демпфирующее усилие для повышения управляемости и улучшения комфортности при движении [5].Cannizzaro L. и др. в своей работе исследовали перспективную конструкцию электромагнитного рекуперативного амортизатора, позволяющую за счет аккумулирования энергии, рассеиваемой в традиционных амортизаторах уменьшить источники потерь энергии при движении автомобиля. Основное отличие конструкции амортизатора, состоящего из линейного генератора с постоянными магнитами, заключается в расположении катушек, оси которых перпендикулярны оси демпфера, а также магнитов, уложенных обратной осью намагничивания. На основании математического моделирования установлено, что коэффициент демпфирования значительно зависит от величины сопротивления внешней нагрузки [6].В работе Guoliang Hu и др. предложен магнитореологический амортизатор подвески автомобиля с возможностью рекуперации энергии, основанный на принципе электромагнитной индукции. Устройство работает при подаче внешнего возбуждения как линейный генератор энергии. На основе конечно-элементных моделей были выявлены зависимости распределения магнитного потока, плотности магнитного потока и эффективности выработки электроэнергии. Установлено, что предлагаемый магнитореологический амортизатор может создавать демпфирующие силы 750 Н при токе 0,6 А, а устройство сбора энергии может генерировать напряжение постоянного тока 1 В при возбуждении 0,06 м · с–1 [7].Shakeel N. Avadhany в своей работе исследовал рекуперацию энергии в подвеске автомобиля через рекуперативные поворотные гидравлические амортизаторы, преобразующие вертикальное движение во вращательное, посредством гидравлического двигателя. Установлено влияние вязкости жидкости в амортизаторе на изменение мощности от потока жидкости к вращательному движению гидравлического двигателя. Оптимальное значение вязкости для исследуемой системы составило 132 сСт. Выявлено, что наличие пузырьков воздуха в системе приводит к неравномерному изменению демпфирующих характеристик амортизатора [8].В работе M.A. Abdallah и др. рассмотрена система подвески автомобиля с рекуперацией энергии, функционирующая за счет возвратно-поступательного элемента системы, смещение между обмотками катушки и магнитом которой производит ток. При движении автомобиля по неровностям дороги, рекуперативная система преобразует кинетическую энергию вибрации в электрический ток. Исследовано влияние неровностей дороги и стиля вождения на значение рекуперируемой мощности. Установлено, что максимальное выходное напряжение 5,6 В достигается при 530 витках, в процессе преодоления автомобилем наибольшего по высоте препятствия. Агрессивный стиль вождения также дает более высокое значение напряжения по сравнению с обычным стилем вождения. При резком торможении автомобиля наблюдается более высокое напряжение, поскольку вертикальное движение системы подвески больше, чем прямолинейное. Кроме этого, на выходное напряжение оказывает влияние различное количество обмоток и диаметр катушки [9].