Подвеска сиденья транспортного средства

Полезная модель относиться к транспортному машиностроению, а именно к подвескам сидений автомобилей и тракторов сельскохозяйственного назначения.
Известна конструкция подвески сиденья транспортного средства (патент RU №2013152536/11, МПК B60N 2/50), выбранная в качестве прототипа, содержащая амортизирующие устройство, состоящая из цилиндрической пружины, установленной между основанием и верхней пары планок подвески сиденья, гидравлического демпфера, датчика амортизатора (электронный преобразователь), установленных между основанием и каркасом сиденья, датчика ускорений, электронного блока управления и датчика положения, установленного между основанием и каркасом подвески сиденья.
Недостатками данной конструкции являются малая статическая жесткость и малая скорость срабатывания.
Задача полезной модели - улучшение эксплуатационных характеристик подвески и скорости срабатывания подвески.
Технический результат - повышение эффективности гашения вертикальных колебаний сиденья при интенсивных возмущающих воздействиях на него в широком амплитудно-частотном диапазоне.
Технический результат достигается тем, что демпфер выполнен в виде цилиндра, на внутренней поверхности которого установлены катушки индуктивности, и штока, на котором закреплены постоянные магниты, а упругий элемент выполнен в виде пневмоцилиндра.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема сиденья и его подвески;
на фиг. 2 представлен электромагнитный демпфер.
Подвеска сиденья транспортного средства состоит из параллелограмного механизма, включающие рычаги 1 и кронштейны 2 подвески сиденья, пневмоцилиндра 3, который имеет впускной 4 и выпускной 5 клапаны, регулируемые блоком управления 6; электромагнитного демпфера 7, потенциометрического датчика углового положения рычага 8, датчика ускорения 9, датчика вертикальных ускорений кабины 10, преобразователей сигналов 11, установленных между основанием 12 и каркасом 13 сиденья. Также конструкция включает датчик ускорения переднего моста 14, кроме этого блок управления фиксирует сигналы из бортовой системы 15, определяющие скорость движения и признак включения зажигания. (Фиг. 1)
В подвеске сиденья важную роль играет электромагнитный демпфер 7, представленный на Фиг. 2, индуктивные катушки которого получают управляющие сигналы от блока управления.
Электромагнитный демпфер включает в себя цилиндр 16, в котором установлены катушки индуктивности 17, разделенные магнитными 18 и не магнитными кольцами 19; шток 20, на котором крепятся магниты 21, разделенные немагнитными кольцами 22, все эти элементы стянуты при помощи гайки 23; уплотнительный элемент 24 штока, установлен в упоре 25, который притягивается гайкой 26, сидящей посредством резьбового соединения с корпусом 16; при этом нижний стакан 27 жестко соединен с корпусом 16.
Работа электромагнитного демпфера основана на электромагнитном взаимодействии набора катушек индуктивности 17 с магнитами 21 штока 20. (Фиг. 2) При работе в качестве гасителя колебаний и упругого элемента шток фиксируется и перемещается под действием магнитных полей катушек 17 (при этом пневмоцилиндр в работу не включен). Фиксация положения штока 20 осуществляется одновременной подачей управляющего тока на три соседние катушки, положение которых определяет место его фиксации. При линейном перемещении штока, в зависимости от направления (вверх или вниз) и необходимой скорости, блоком управления рассчитывается скорость убывания тока из катушки взаимосвязь, с которой необходимо убрать и соответственно нарастание тока в катушке взаимосвязь с которой необходимо установить. Положение рабочих катушек, сила тока в них, а также скорость ее нарастания (убывания) определяется блоком управления 6 (Фиг. 1) после обработки сигналов с потенциометрического датчика углового положения рычага 8, датчика ускорения 9, датчика вертикальных ускорений кабины 10. Так как управляющие токи могут достигать значительных величин между блоком управления 6 и электромагнитным демпфером 7, установлен преобразователь 11. (Фиг. 1) Он позволяет преобразовать небольшой по амплитуде цифровой управляющий сигнал блока управления в ток, протекающий по катушкам.
При работе в качестве гасителя колебаний (пневмоцилиндр вступает в работу) активна лишь одна из катушек, что позволяет экономить энергию. Электромагнитное поле, генерируемое рабочей катушкой, создает силу, вектор которой направлен против перемещения подвески, а амплитуда прямо пропорциональна скорости перемещения. Положение рабочей катушки и сила тока в ней, определяющая амплитуду демпфирующей силы, задается блоком управления через преобразователь 11. Блок управления 6 основывается на сигналах с потенциометрического датчика углового положения рычага 8, датчика ускорения 9, датчика вертикальных ускорений кабины 10.
Воздействие вибрации от окружающей среды и механизмов транспортного средства передается на основание 12 и само сиденье 13 (Фиг. 1). При возникновении колебаний и вертикальных перемещений сиденья 13, с датчика ускорений 9, потенциометрического датчика углового положения рычага 8, датчика вертикальный ускорений кабины 10, поступает электрический сигнал, который передается на блок управления 6. Также в электронный блок передается сигнал с датчика ускорения переднего моста 14. В зависимости от уровня сигнала, поступающего от переднего моста, блок управления оценивает возможность гашения колебаний и принимает решение о режиме гашения.
В процессе работы при незначительных колебаниях в качестве упругого элемента выступает пневмоцилиндр 3, а в качестве гасителя колебаний электромагнитный демпфер 7 (Фиг. 1) в котором активна лишь одна катушка, что обеспечивает экономию энергии.
Когда уровень колебаний достигает значительных величин блок управления принимает решение о невозможности эффективного снижения вибрации при использовании пневмоцилиндра 3 как упругого элемента, впускной клапан 4 перекрывается, а из выпускного клапана 5 воздух стравливается в атмосферу. Это позволяет поршню пневмоцилиндра свободно перемещаться. В связи с чем активизируется работа электромагнитного демпфера, теперь он одновременно выполняет функцию упругого элемента и гасящего устройства. Энергопотребление при этом значительно возрастает.
Эффективная работа данной подвески сиденья возможна после предварительной калибровки системы, которая осуществляется в течении нескольких первых часов работы. При этом оценивается передаточная функция элементов конструкции машины, через которые передается транспортная вибрация от переднего моста к полу кабины, при различных скоростях движения. Этот процесс осуществляется с использованием сигналов с датчиков ускорения моста 14 и кабины 10. После проведения калибровки блок управления условно способен «предсказать» ускорения на полу кабины по полученным значениям уровней ускорений моста и текущей скорости. Калибровка и уточнение передаточной функции в дальнейшем производится в штатном режиме с определенной периодичностью.