Активная подвеска сиденья транспортного средства

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к подвескам сидений автомобилей и тракторов сельскохозяйственного назначения.
Известна конструкция активной подвески сиденья транспортного средства, выбранная в качестве прототипа, содержащая цилиндрическую пружину, установленную между основанием и верхней парой планок подвески сиденья, гидравлический демпфер, датчик амортизатора (электронный преобразователь), установленный между основанием и каркасом сиденья, а так же датчик ускорений (виброакселерометр), электронный блок управления и датчик положения (реоходный резистор), установленный между основанием и каркасом подвески сиденья (описание к RU 139995 U1, B60N 2/50 27.04.2014 Бюл. №12).
Недостатком известной конструкции является то что, цилиндрическая пружина, установленная между основанием и верхней парой планок, имеет линейную характеристику и это вызывает резонансные колебания на отдельных режимах работы даже при наличии демпфера, снабженного магнитореалогической жидкостью.
Задача - улучшение эксплуатационных характеристик подвески сиденья, за счет увеличения скорости транспортных машин, сохраняя при этом уровни вибрации в пределах норм на всех режимах работы.
Технический результат - повышение эффективности гашения вертикальных колебаний сиденья в зависимости от интенсивности изменения возмущающего воздействия на сиденье при колебании в широком амплитудно-частотном диапазоне, за счет введения нелинейной характеристики в упругий элемент, так как на отдельных режимах работы возникают резонансные колебания и такие колебания может устранить пневмогидравлический аккумулятор, имеющий нелинейную характеристику и только совместно с гидравлическим демпфером.
Технический результат достигается тем, что в активной подвеске сиденья транспортного средства, включающей, гидравлический демпфер, заполненный магнитореологической жидкостью, управляющий элемент, электронные датчики вибрации и положения, электронный блок управления, в качестве упругого элемента выполнен пневмогидроаккумулятор и гидроцилиндр, подпоршневая полость которого, через регулируемый дроссель связана с пневмогидроаккумулятором и электронным блоком управления.
На рисунке представлена принципиальная схема подвески сиденья.
Подвеска сиденья транспортного средства состоит из пары планок 11, гидроцилиндра 1, подпоршневая полость которого заполнена гидравлической жидкостью и связана через регулируемый дроссель 3 с полостью «а» пневмогидроаккумулятора 2, полость «б» заполнена газом (азотом), а установленный между основанием 4 и каркасом сиденья 7, гидравлического демпфера 5, активным элементом которого является магнитореологическая жидкость, датчика демпфера (электронный преобразователь) 6, установленных между основанием 4 и каркасом сиденья 7, датчика ускорений (виброакселерометр) 8, электронного блока управления 9 и датчика положения (реоходный резистор) 10, установленного также между основанием 4 и каркасом 7 подвески сиденья.
При посадке водителя на сиденье (в зависимости от его веса) сигнал с датчика положения 10 поступает на электронный блок управления 9, где происходит последующая его обработка и подача его на регулируемый дроссель 3 и электронный преобразователь 6. Сам вес водителя будет компенсироваться гидроцилиндром 1, подпоршневая полость которого через регулируемый дроссель 3 связана с пневмогидроаккумулятором 2.
В процессе работы подвеска сиденья подвергается воздействию вибрации, передаваемой от окружающей среды и механизмов транспортного средства. Это воздействие последовательно передается на основание 4 и каркас сиденья 7.
При работе с небольшими амплитудами колебаний доминирующие значение принимает уровень сигнала, поступающий от датчика вибрации 8, которые поступают на регулируемый дроссель 3, он в свою очередь регулирует поток жидкости в пневмогидроаккумулятор 2, тем самым поддерживает оптимальную заданную жесткость и демпфирование подвески. При этом уровень сигнала с электронного блока управления на электронный преобразователь 6 незначительный, поэтому в демпфере 5 не создается магнитного эффекта на жидкость, и она перетекает из одной полости в другую с незначительным демпфированием.
Данный гидроцилиндр 1 с пневмогидроаккумулятором 2 выступает в роли упругого элемента с нелинейной характеристикой, который поддерживает оптимальную жесткость и демпфирование. За счет регулируемого дросселя 3, который получает управляющий сигнал от блока управления 9, в зависимости от величины сигнала дроссель открывается на определенную величину, что обеспечивает перетекание гидравлической жидкости в полость «а» пневмогидроаккумулятора, полость «б» заполнена газом (азотом). Направление перетекания гидравлической жидкости из гидроцилиндра 1 в пневмогидроаккумулятор 2 (или на оборот) будет зависеть от направления движения сиденья, вверх или вниз, и от уровня сигнала с датчика положения 10 и ЭБУ на регулируемый дроссель 3.
При возникновении повышенных колебаний сиденья, на датчике ускорений 8 появляется электрический сигнал, который поступает на электронный блок управления 9. Электронный блок 9 управляет работой электронного преобразователя 6, с помощью которого изменяется сила тока в электромагнитной катушке гидравлического демпфера 5, при этом сигнал поступает также на регулируемый дроссель 3, что приводит к изменению жесткости и демпфирующих качеств пневмогидроаккумулятора 2 подвески сиденья. Управляющий сигнал с электронного блока 9 подается постоянно, когда ускорение, вызванное вибрацией, на сиденье 7 превышает допустимые значения. Это может происходить вследствие наезда транспортного средства на какую-либо большую неровность или вследствие совпадения собственной частоты колебаний подвески сиденья с частотой вынуждающей силы, т.е. попаданием в зону резонанса. И чем выше полученное значение ускорения, тем больше будет управляющий сигнал, подаваемый на электронный преобразователь 6 и большая сила тока поступает к электромагнитной катушке 6 гидравлического демпфера 5 и на дроссель 3. Это позволит своевременно изменить вязкость жидкости в демпфере 5 и изменить жесткость пневмогидроаккумулятора 2, что позволит более эффективно гасить возникшую вибрацию и не допустить превышения предельных значений по ускорениям. Процесс подачи управляющего сигнала на электронные преобразователи производится в зависимости от того в каком положении относительно равновесного состояния или начального положения находится сиденье 7. Это положение определяется в начале работы с помощью датчика положения 10, сигнал с которого также поступает на электронный блок управления 9, где происходит последующая его обработка. Уровень сигнала с датчика положения 10 зависит от веса водителя. Сам вес водителя будет компенсироваться гидроцилиндром 1, подпоршневая полость которого через регулируемый дроссель 3 связана с пневмогидроаккумулятором 2.