Механизм подрессоривания сиденья водителя

Механизм подрессоривания сиденья водителя

Существует две схемы установки сидений водителя. В первом случае сидение устанавливается на пол салона или на пол кабины транспортного средства. Этот вариант имеет место в больших автобусах (ЛиАЗ, НЕФАЗ, Волжанин) и в грузовиках с капотной компоновкой кабины (ЗИЛ, ГАЗ). Во втором случае сидение водителя устанавливается на арку переднего колеса. Это случай малых автобусов (ПАЗ) и грузовиков с без капотной компоновкой кабины (МАЗ, КАМАЗ).
Соответственно существует две схемы механизмов подрессоривания. Это схема «пантограф» и схема «ножницы» (Рис.1).

Известно, что схема «пантограф» не обладает достаточной жесткостью и характеризуется высокой нагруженностью кинематических пар. Кроме того, схема «пантограф» не может применяться в механизмах подрессоривания с ограничением по высоте – случай установки сидения на арку колеса.
Существуют три различных варианта реализации схемы «Ножницы»: Рис.2.

Первый и второй варианты это в принципе ничем не отличающиеся схемы с механическим торсионом. В первом случае это плоский торсион, во втором случае цилиндрические пружины сжатия. Третий вариант это различного рода, толкающие пневматические мембраны: FESTO, Contitech и др. Однако в принципе работы этих подрессорок нет принципиального отличия.

Системный недостаток существующих типов сидений с торсионными подвесами

В существующих подрессорках имеет место эффект разгона инерционной нагрузки. Это эффект определяет следующие негативные эксплуатационные особенности всех типов существующих сидений.
Особенность 1. Для наглядности рассмотрим поведение существующих сидений при проезде единичной неровности. Верхняя платформа вследствие динамического увеличения нагрузки, начинает смещаться вниз. За счет происходящего сжатия торсиона, растут силы сопротивления. Следует отметить, что ходу сидения вниз амортизатор не препятствует.
Принципиален вопрос о диссипации кинетической энергии внешнего возмущения. При ходе вниз энергия внешнего возмущения не рассеивается (за исключением малой части, рассеиваемой при трении в сопряжениях).
При обратном ходе вверх, механизм нагружен только весом водителя. Однако усилия торсиона максимальны и соответствуют работе, совершенной энергией внешнего возмущения. Собственная динамика механизма максимальна. Ускорение разгона водителя в начале обратного хода максимально. (Рис. 6.)

Читайте также:  Магазин запчастей для лада

По завершении времени переходных процессов в амортизаторе, и после выборки суммарных зазоров механизма, амортизатор включается в работу и начинает рассеивать кинетическую энергию.
Вопрос? Чью кинетическую энергию рассеивает амортизатор. Поскольку водитель не привинчен жестко к сидению, то с момента начала работы амортизатора, ускорения водителя и верхней части сидения не совпадают. Водитель продолжает движение, под воздействием первоначального максимального ускорения механизма подвеса сидения (сам механизм + торсион). Верхняя часть сидения движется под воздействием энергии, запасенной торсионом за вычетом энергии выводимой из процесса амортизатором.

Особенность 2. Амортизатор рассеивает энергию в функции скорости дросселирования жидкости, а не в функции перемещения верхней части сидения. Вследствие этого наступает момент, когда силовое воздействие между водителем и сидением достигает своего минимума.
В этот момент водитель начинает движение вниз, а сидение продолжает двигаться вверх. Поскольку описанный выше цикл накопления кинетической энергии системой, разгонной динамики обратного хода механизма и максимальной диссипации энергии амортизатором в начале обратного хода повторяется, то мы не видим источника энергии, который мог бы вернуть сидение вместе с водителем в исходную точку.
Для досконального проникновения с самую сердцевину выявленного явления необходимо понимать, что до момента начала эффективной работы амортизатора на обратном ходе существует интервал времени, когда верхняя платформа «предоставлена сама себе». Но именно в этом временном интервале возвращающие силы и ускорения торсиона и механизма максимальны. В конце этого интервала происходит разрыв динамики движения водителя и верхней части сидения.

Особенность 3. Обескураженные этим возмутительным фактом динамики, водители вынуждены увеличивать начальное усилие торсиона. В этом случае все рассмотренные негативные явления усиливаются. Однако сидение начинает возвращаться в исходную точку. Правда, вывести его из этой точки становится все сложнее. Подвес сидения становится жестким, а само сидение не удобным в эксплуатации.

Читайте также:  Максимальная скорость на 1 передаче

Как мы видим, рассмотренные недостатки, в существующих конструкциях сидений не могут быть устранены в принципе.

Особенности собственной кинематики рычажного механизма, обуславливающего выявленные недостатки

Известно, что любой механизм обладает собственными кинематическими и динамическими характеристиками. Известно, что эти характеристики определяют эксплуатационные показатели системы, созданной на его основе. В нашем случае это либо:
рычажный механизм + торсион + амортизатор + система управления
рычажный механизм + механическая мышца + система управления
При таком рассмотрении, абстрагируемся от конкретного исполнения двигателя механизма и, будем говорить о силовом элементе. Исследуем зависимость высоты и скорости подъема механизма от длины силового элемента. Рассмотрим следующую расчетную схему.Рис.3.

Зависимость, связывающая установочную длину силового элемента с высотой подъема сидения, имеет вид (1):

Зависимость, связывающая установочную длину силового элемента со скоростью подъема сидения, имеет вид (2):

Построим графики исследуемых зависимостей (Рис. 4):

Анализ графиков позволяет утверждать, что механизм обладает собственной динамикой. Механизм интенсивно разгоняет инерционную нагрузку в начале обратного хода, что и обуславливает все указанные выше недостатки.
Более того, мы видим, что собственная динамика механизма существенно не линейна. Однако торсион характеризуется линейной зависимостью усилия от длины деформации. В случае использования в качестве силового элемента механизма винтовых пружин или торсионов, собственная динамика механизма полностью определяет динамические характеристики сидения.

Во второй части мы рассмотрим конструкцию и принцип работы механических мышц. А затем рассмотрим конструкцию и принцип работы пневматического подвеса водительского сидения СВМ-68000 на базе механических мышц и увидим принципиальную разницу рабочих характеристик подрессорок.

ВНИМАНИЕ! Электронный автокаталог запчастей предназначен для справочных целей! Наша компания продает не все запчасти, представленные в этом списке.

Если в правой колонке есть ссылка "Стоимость" — эти запчасти есть в активной продаже. Наличие на складах по деталям с ценой смотрите в карточке товара.
Если в правой колонке нет ссылки "Стоимость" — такие детали мы не продаем и заказы на них не принимаем.

Читайте также:  Автокредит за и против

ВНИМАНИЕ! Электронный автокаталог запчастей предназначен для справочных целей! Наша компания продает не все запчасти, представленные в этом списке.

Если в правой колонке есть ссылка "Стоимость" — эти запчасти есть в активной продаже. Наличие на складах по деталям с ценой смотрите в карточке товара.
Если в правой колонке нет ссылки "Стоимость" — такие детали мы не продаем и заказы на них не принимаем.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector