ПОДВЕСКА СИДЕНЬЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности к подвескам сиденья транспортного средства.
Известна подвеска сиденья транспортного средства [Пат. RU 2383452, МПК B60N 2/52, опубл. 2010 г.], содержащая расположенные по бокам сиденья наружные и внутренние направляющие рычаги и пневмобаллон. Направляющие рычаги соединены шарниром по типу ножниц и связаны с нижним и верхним основаниями подвески. Пневмобаллон закреплен одной опорной поверхностью на верхнем основании подвески сиденья, а второй опорной поверхностью закреплен на кронштейне. Кронштейн соединен с внутренними направляющими рычагами осями качания и выполнен с возможностью поворота относительно указанных осей.
Недостатком конструкции является недостаточное демпфирование из-за отсутствия в ее составе демпфирующих устройств, что снижает виброзащитные свойства подвески.
Известна подвеска сиденья транспортного средства [Пат. RU 27365, МПК B60N 2/02, опубл. 2003 г.], содержащая расположенные по бокам сиденья наружные и внутренние направляющие рычаги, шарнирно соединенные по типу ножниц, нижние концы которых связаны с нижним основанием, а верхние - с верхним основанием подвески, причем один конец направляющих рычагов - шарнирно, а другой конец соединен с выполненными на основаниях направляющими с помощью роликов, гидравлический телескопический амортизатор, закрепленный одним концом на верхнем основании, а другим концом - на нижнем основании, механизм вертикальной регулировки высоты сиденья, расположенный на оси соединения рычагов, механизм горизонтальной регулировки, состоящий из неподвижной и подвижной пластин, расположенных параллельно относительно друг друга и относительно горизонтальной оси подвески, причем подвижная пластина связана с нижним основанием, и стопора, гофрированный защитный кожух, пневмобаллон, закрепленный одной стороной на внутренних направляющих рычагах, а другой - на верхнем основании подвески, распределительный клапан, жестко закрепленный на одном из наружных направляющих рычагов, соединенный с механизмом вертикальной регулировки высоты сиденья, резиновые буферы, связанные с нижним основанием.
Недостатком конструкции является, во-первых, наличие в качестве демпфирующего устройства нерегулируемого гидравлического телескопического амортизатора, что снижает эффективность защиты объекта подрессоривания от вредного воздействия механических вертикальных колебаний и вибраций в зарезонансной области частот; во-вторых, энергия колебаний, поглощенная амортизатором, превращается в тепло, выделяясь в окружающую среду, без возможности дальнейшего использования.
Известно сиденье [Пат. DE 3106513 А1, МПК B60N 1/00, опубл. 1982 г.], содержащее расположенные по бокам сиденья наружные и внутренние направляющие рычаги, шарнирно соединенные по типу ножниц, нижние концы которых связаны с нижним основанием, а верхние - с верхним основанием подвески, пневмобаллон, закрепленный одной опорной поверхностью на нижнем основании подвески сиденья и второй опорной поверхностью на внутренних направляющих рычагах, полость с дополнительным объемом воздуха, выполненная в виде пустого и свободного пространства в каркасе или полом теле трубчатых конструктивных элементов сиденья, при этом полость с дополнительным объемом воздуха коммутирует с пневмобаллоном через пневмомагистраль в момент открытия управляемого электропневматического клапана, открытие или закрытие которого осуществляется по сигналу от электронного блока управления на основе заложенного в программу алгоритма, за счет чего достигается регулирование жесткости подвески и, соответственно, частоты собственных колебаний сиденья.
Недостатками конструкции являются проблематичность технологического исполнения полости с дополнительным объемом воздуха из-за сложности ее герметизации и отсутствие в процессе работы подвески рекуперации энергии колебаний.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является подвеска сиденья [Пат. US 8864145 В2, МПК B60G 17/02, B60N 2/52, B60N 2/50, опубл. 2006 г.], содержащая наружные и внутренние направляющие рычаги, соединенные между собой шарниром по типу ножниц и связанные с нижним и верхним основаниями подвески сиденья шарнирно и с помощью роликов, пневмобаллон, закрепленный одной опорной поверхностью на нижнем основании подвески сиденья и второй опорной поверхностью на наружных направляющих рычагах, амортизатор, как минимум одну полость с дополнительным объемом воздуха. Полость с дополнительным объемом воздуха коммутирует с пневмобаллоном через пневмомагистраль в момент открытия управляемого электропневматического клапана. Открытие или закрытие управляемого электропневматического клапана осуществляется по сигналу от электронного блока управления на основе заложенного в программу алгоритма и показаний электронного датчика положения. Присутствует возможность регулирования жесткости подвески и частоты собственных колебаний сиденья, а также широкий выбор реализуемых упругодемпфирующих характеристик.
К недостаткам устройства относятся отсутствие непрерывной адаптации подвески сиденья из-за инерционности системы управления, включающей в себя датчик положения и электропневматический клапан, к условиям возмущений, что снижает виброзащитные свойства на переходных режимах, и отсутствие рекуперации энергии колебаний во время работы подвески сиденья.
Задачей представленной полезной модели является повышение виброзащитных свойств за счет непрерывной адаптации к условиям возмущений и реализация функции рекуперации энергии колебаний во время работы подвески сиденья транспортного средства.
Техническим результатом полезной модели является повышение виброзащитных свойств подвески сиденья транспортного средства за счет формирования релаксационной упругодемпфирующей характеристики с использованием двух ресиверов с дополнительными объемами воздуха, один из которых сообщается с полостью пневмобаллона на ходе сжатия подвески, а другой - на ходе отбоя, при этом между ресиверами в процессе работы образуется перепад давления, приводящий в действие пневмодвигатель рекуператора, осуществляется непрерывная адаптация к условиям возмущений.
Указанный технический результат достигается тем, что подвеска сиденья транспортного средства, содержащая расположенные по бокам сиденья направляющие рычаги, соединенные шарниром по типу ножниц и связанные с нижним и верхним основаниями подвески, и резиновые буферы, установленные на нижнем основании подвески, пневмобаллон, закрепленный одной опорной поверхностью на нижнем основании подвески и второй опорной поверхностью на направляющих рычагах, два ресивера с дополнительными объемами воздуха, соединенные пневмомагистралью через управляемые электропневматические клапаны с полостью пневмобаллона, электронный датчик перемещения, установленный между нижним и верхним основаниями подвески, электронный блок управления, содержит рекуператор, выполненный в виде пневмодвигателя, вход которого соединен пневмомагистралью с одним ресивером, сообщающимся с полостью пневмобаллона на ходе сжатия подвески, а выход - с другим ресивером, сообщающимся с полостью пневмобаллона на ходе отбоя подвески.
На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого устройства.
На фиг. 2 представлена упругодемпфирующая характеристика предлагаемой подвески сиденья транспортного средства.
Подвеска сиденья транспортного средства (фиг. 1) содержит пневмобаллон 1 и расположенные по бокам сиденья направляющие рычаги 2, соединенные шарниром по типу ножниц, и резиновые буферы 3. Одни концы направляющих рычагов 2 связаны с нижним основанием 4 и с верхним основанием 5 шарнирно, а другие - с помощью ползунов, двигающихся по направляющей. Резиновые буферы 3 установлены на нижнем основании 4 и служат для ограничения проседания подвески сиденья вниз. Пневмобаллон 1 закреплен одной опорной поверхностью на нижнем основании 4 и второй опорной поверхностью на направляющих рычагах 2. Полость пневмобаллона 1 соединена пневмомагистралью 6 через управляемые электропневматические клапаны 7 и 8 с двумя ресиверами 9 и 10 с дополнительными объемами воздуха. При этом ресивер 9 сообщается с полостью пневмобаллона 1 на ходе сжатия подвески, а ресивер 10 - на ходе отбоя. Ресивер 9 соединен с входом пневмодвигателя 11 рекуператора пневмомагистралью 12. Выход пневмодвигателя 11 соединяется с ресивером 10 пневмомагистралью 13. Между нижним 4 и верхним 5 основаниями установлен электронный датчик перемещения 14, сигналы которого поступают на вход электронного блока управления 15, управляющего работой клапанов 7 и 8.
Предлагаемая подвеска сиденья транспортного средства работает следующим образом. На ходе сжатия подвески при перемещении верхнего основания 5 по направлению к нижнему основанию 4 относительно положения статического равновесия (фиг. 2, участок а-b) давление воздуха в полости пневмобаллона 1 возрастает. Сообщение с ресиверами 9 и 10 отсутствует, так как клапаны 7 и 8 закрыты. В конце хода сжатия (фиг. 2, участок b-с) при достижении нулевого значения скорости деформации сигнал с датчика 14 обрабатывается блоком управления 15, который формирует управляющее воздействие по открытию клапана 8. Воздух перетекает из полости пневмобаллона 1 вследствие избыточного давления в ресивер 9. Между ресиверами 9 и 10 образуется перепад давления, который приводит в действие пневмодвигатель 11 и к перемещению воздуха из ресивера 9 в ресивер 10.
На ходе отбоя при движении верхнего основания 5 по направлению от нижнего основания 4 (фиг. 2, участок с-а) клапан 8 закрывается, а клапан 7 открывается, что позволяет перетекать воздуху под избыточным давлением из ресивера 10 в полость пневмобаллона 1. При достижении положения статического равновесия верхним основанием 5 на ходе отбоя (фиг. 2, участок a-d) клапан 7 закрывается, сообщение с ресиверами 9 и 10 прекращается. В конце хода отбоя (фиг. 2, участок d-e), когда сигнал датчика 14 подает на вход электронного блока управления 15 нулевое значение скорости деформации подвески, открывается клапан 7. Воздух под действием избыточного давления в ресивере 10 перетекает в полость пневмобаллона 1. Возникает перепад давления воздуха между ресиверами 9 и 10.
В начале хода сжатия (фиг. 2, участок е-а) клапан 7 закрывается и открывается клапан 8. Вплоть до момента достижения верхним основанием 5 положения статического равновесия воздух перетекает из полости пневмобаллона 1 в ресивер 9, и далее в ресивер 10, попутно приводя в действие пневмодвигатель 11.
Виброзащитные свойства предложенной подвески сиденья транспортного средства улучшаются по сравнению с виброзащитными свойствами подвески-прототипа за счет того, что релаксационная упругодемпфирующая характеристика предложенной подвески сиденья транспортного средства (фиг. 2) формируется в результате изменения перепада давления между ресиверами 9 и 10, при этом мгновенное значение перепада давления зависит от инерционности срабатывания пневмодвигателя 11, изменения его внутренних гидравлических сопротивлений и пропускной способности при разных давлениях воздуха, а рекуперация энергии колебаний осуществляется постоянно, так как в каждый момент работы подвески сиденья транспортного средства имеет место перепад давления между ресиверами 9 и 10, за счет чего приводится в действие пневмодвигатель 11, и совершается полезная работа.
Таким образом, за счет использования в подвеске сиденья транспортного средства пневмодвигателя 11 с заданными инерционностью срабатывания, изменяющимися при разных перепадах давления между ресиверами 9 и 10 его внутренними гидравлическими сопротивлениями и пропускной способностью решается задача формирования релаксационной упругодемпфирующей характеристики, улучшающей виброзащитные свойства предложенной подвески сиденья транспортного средства по сравнению с подвеской-прототипом, а за счет постоянной работы пневмодвигателя 11 решается задача рекуперации энергии колебаний.