Способ управления упругодемпфирующей характеристикой подвески сиденья транспортного средства
Владельцы патента RU 2726479:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)
Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может применяться для управления упругодемпфирующей характеристикой подвески сиденья транспортного средства (ТС). Подвеска сиденья ТС содержит пневмобаллон, выполненный в виде пневматического цилиндра двухстороннего действия, ресивер с дополнительным объемом воздуха, электронный датчик перемещения, электронный блок управления, рекуператор, выполненный в виде пневмодвигателя. Способ управления упругодемпфирующей характеристикой подвески сиденья ТС заключается в том, что упругодемпфирующая характеристика формируется за счет изменения перепада давления воздуха между ресивером и полостями пневмобаллона. При этом изменение перепада давления воздуха осуществляют путем коммутации подпоршневой полости пневмобаллона с ресивером в конце хода сжатия и через рекуператор на ходе отбоя после достижения верхним основанием подвески половины полного хода, а надпоршневой полости - в конце хода отбоя и через рекуператор на ходе сжатия после достижения верхним основанием подвески половины полного хода. При этом указанные полости сообщают между собой через пневмомагистраль в начале ходов сжатия и отбоя до достижения верхним основанием подвески половины полного хода с формированием симметричной на ходах сжатия и отбоя релаксационной упругодемпфирующей характеристики. Повышается безопасность при эксплуатации. 2 ил.
Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может применяться для управления упругодемпфирующей характеристикой подвески сиденья транспортного средства.
Известен способ пневматического подрессоривания сиденья транспортного средства при помощи дополнительных объемов и устройство для его осуществления [Пат.US 8864145 В2, МПК B60G 17/02, B60N 2/52, B60N 2/50, опубл. 2006 г.], содержащее пневмобаллон, как минимум одну полость с дополнительным объемом воздуха, электронный датчик положения, электронный блок управления. 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. Устройство обеспечивает возможность регулирования жесткости подвески и частоты собственных колебаний сиденья, а также широкого выбора реализуемых упругодемпфирующих характеристик.
Недостатком способа является невозможность обеспечения одинакового уровня виброзащиты объекта подрессоривания на ходах сжатия и отбоя вследствие того, что использование в нем пневмобаллона с одной рабочей полостью не позволяет формировать симметричную упругодемпфирующую характеристику системы подрессоривания на ходах сжатия и отбоя при наличии и отсутствии коммутации с дополнительным объемом воздуха.
Известен способ регулирования и/или управления пневматической подвеской сиденья [Пат. US 9115781 В2, МПК B60G 17/04, F16F 15/027, B60G 99/00, B60N 2/50, B60N 2/52, F16F 9/04, опубл. 2010 г.], содержащей пневмобаллон, электронный датчик положения, электронный блок управления, электропневматический клапан, соединяющий через пневмомагистраль пневмобаллон с полостями цилиндра, разделенными плавающим поршнем, приводимым от линейного двигателя, за счет чего изменяются объемы полостей. Для стационарного выравнивания давлений воздуха в полостях, а также для переключения коммутации между пневмобаллоном и одной из полостей предусмотрен специальный электропневматический клапан, соединяющий указанные полости между собой через пневмомагистраль. Полости с дополнительными изменяемыми объемами воздуха коммутируются с пневмобаллоном через пневмомагистраль в моменты открытия управляемых электропневматических клапанов. Открытие или закрытие управляемых электропневматических клапанов осуществляется по сигналу от электронного блока управления на основе заложенного в программу алгоритма и показаний электронного датчика положения. Устройство обеспечивает возможность регулирования жесткости подвески и частоты собственных колебаний устройства, а также широкого выбора реализуемых упругодемпфирующих характеристик.
Недостатком способа является невозможность обеспечения одинакового уровня виброзащиты объекта подрессоривания на ходах сжатия и отбоя вследствие того, что использование в нем пневмобаллона с одной рабочей полостью не позволяет формировать симметричную упругодемпфирующую характеристику системы подрессоривания на ходах сжатия и отбоя при наличии и отсутствии коммутации с изменяемыми дополнительными объемами воздуха.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ управления упругодемпфирующей характеристикой, реализуемый в подвеске сиденья транспортного средства [Пат. RU 177004, МПК B60N 2/52, опубл. 2018 г.], содержащей пневмобаллон, два ресивера с дополнительными объемами воздуха, соединенные пневмомагистралью через управляемые электропневматические клапаны с полостью пневмобаллона, электронный датчик перемещения, электронный блок управления, рекуператор, выполненный в виде пневмодвигателя. Вход рекуператора соединен пневмомагистралью с одним ресивером, сообщающимся с полостью пневмобаллона только на ходе сжатия подвески, а выход - с другим ресивером, сообщающимся с полостью пневмобаллона только на ходе отбоя подвески. В результате изменения перепада давления воздуха между ресиверами и полостью пневмобаллона формируется релаксационная упругодемпфирующая характеристика.
Недостатком способа является невозможность обеспечения одинакового уровня виброзащиты объекта подрессоривания на ходах сжатия и отбоя вследствие того, что использование в нем пневмобаллона с одной рабочей полостью не позволяет формировать симметричную упругодемпфирующую характеристику системы подрессоривания на ходах сжатия и отбоя при наличии и отсутствии коммутации с дополнительными объемами воздуха.
Задачей представленного изобретения является обеспечение одинаковых уровней виброзащиты объекта подрессоривания на ходах сжатия и отбоя за счет формирования симметричной на ходах сжатия и отбоя релаксационной упругодемпфирующей характеристики подвески сиденья транспортного средства.
Техническим результатом изобретения является формирование симметричной на ходах сжатия и отбоя релаксационной упругодемпфирующей характеристики подвески сиденья транспортного средства за счет управления порядком коммутации рабочих полостей пневмобаллона и ресивера, при котором подпоршневая полость пневмобаллона, выполненного в виде пневматического цилиндра двухстороннего действия, сообщается с ресивером с дополнительным объемом воздуха в конце хода сжатия и через рекуператор на ходе отбоя после достижения верхним основанием половины полного хода подвески, а надпоршневая полость сообщается с ресивером с дополнительным объемом воздуха в конце хода отбоя и через рекуператор на ходе сжатия после достижения верхним основанием половины полного хода, при этом указанные полости сообщаются между собой через пневмомагистраль в начале ходов сжатия и отбоя до достижения верхним основанием половины полного хода, при этом создается одинаковый перепад давлений на ходах сжатия и отбоя между полостями пневмобаллона, а также между ними и ресивером, что позволяет сформировать симметричную релаксационную упругодемпфирующую характеристику подвески сиденья транспортного средства и обеспечивает за счет этого одинаковые уровни виброзащиты объекта подрессоривания на ходах сжатия и отбоя.
Указанный технический результат достигается тем, что способ управления упругодемпфирующей характеристикой подвески сиденья транспортного средства, содержащей пневмобаллон, выполненный в виде пневматического цилиндра двухстороннего действия, ресивер с дополнительным объемом воздуха, электронный датчик перемещения, электронный блок управления, рекуператор, выполненный в виде пневмодвигателя, заключающийся в том, что упругодемпфирующая характеристика формируется за счет изменения перепада давления воздуха между ресивером и полостями пневмобаллона, реализован таким образом, что изменение перепада давления воздуха осуществляют путем коммутации подпоршневой полости пневмобаллона с ресивером в конце хода сжатия и через рекуператор на ходе отбоя после достижения верхним основанием подвески половины полного хода, а надпоршневой полости - в конце хода отбоя и через рекуператор на ходе сжатия после достижения верхним основанием подвески половины полного хода, при этом указанные полости сообщают между собой через пневмомагистраль в начале ходов сжатия и отбоя до достижения верхним основанием подвески половины полного хода с формированием симметричной на ходах сжатия и отбоя релаксационной упругодемпфирующей характеристики.
На фиг. 1 представлена общая схема устройства, реализующего предлагаемый способ управления.
На фиг. 2 представлена симметричная упругодемпфирующая характеристика подвески сиденья транспортного средства согласно предлагаемому способу управления.
Подвеска сиденья транспортного средства (фиг. 1) содержит пневмобаллон 1, выполненный в виде пневматического цилиндра двухстороннего действия, 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 с возможностью перемещения по направляющей. Резиновые буферы 3 установлены на нижнем основании 4 и служат для ограничения проседания подвески сиденья. Пневмобаллон 1 закреплен одной опорной поверхностью на нижнем основании 4 и второй опорной поверхностью на направляющих рычагах 2. Подпоршневая и надпоршневая полости пневмобаллона 1 соединены пневмомагистралями 6 и 7 через управляемые электропневматические клапаны 8 и 9 и пневмомагистраль 10 с ресивером 11 с дополнительным объемом воздуха и через управляемые электропневматические клапаны 12 и 13 и пневмомагистраль 16 с выходом пневмодвигателя 15 рекуператора и между собой. Ресивер 11 соединен с входом пневмодвигателя 15 рекуператора пневмомагистралью 14. Между нижним 4 и верхним 5 основаниями установлен электронный датчик перемещения 17, сигналы которого поступают на вход электронного блока управления 18, управляющего работой клапанов 8, 9, 12 и 13.
Предлагаемый способ управления осуществляется следующим образом. На ходе сжатия подвески при перемещении верхнего основания 5 по направлению к нижнему основанию 4 относительно положения статического равновесия (фиг. 2, участок 0-а), равного половине полного хода подвески, давление воздуха в подпоршневой полости пневмобаллона 1 возрастает вследствие отсутствия сообщения с ресивером 11 и надпоршневой полостью при закрытых клапанах 9 и 13. Тем временем надпоршневая полость при закрытом клапане 8 и открытом клапане 12 сообщается через пневмодвигатель 15 с ресивером 11. Воздух, преодолевая сопротивление пневмодвигателя 15 и приводя его в движение, из-за возникающего перепада давлений перетекает из ресивера 11 в надпоршневую полость пневмобаллона 1. В конце хода сжатия (фиг. 2, участок а-b) при достижении нулевого значения скорости деформации сигнал с датчика 17 обрабатывается блоком управления 18, который формирует управляющее воздействие по открытию клапана 9 и закрытию клапана 12. Воздух перетекает из подпоршневой полости пневмобаллона 1 вследствие избыточного давления в ресивер 11.
В начале хода отбоя при движении верхнего основания 5 по направлению от нижнего основания 4 (фиг. 2, участок b-0) клапан 9 закрывается, а клапаны 12 и 13 открываются, что позволяет реализовать сообщение надпоршневой и подпоршневой полости и ведет к выравниванию давлений воздуха между ними. После достижения половины полного хода подвески верхним основанием 5 на ходе отбоя (фиг. 2, участок 0-с) клапан 12 закрывается. Давление воздуха в надпоршневой полости пневмобаллона 1 возрастает вследствие отсутствия сообщения с ресивером 11 и подпоршневой полостью. Подпоршневая полость при открытом клапане 13 сообщается через пневмодвигатель 15 с ресивером 11. Воздух, преодолевая сопротивление пневмодвигателя 15 и приводя его в движение, из-за возникающего перепада давлений перетекает из ресивера 11 в подпоршневую полость пневмобаллона 1. В конце хода отбоя (фиг. 2, участок c-d), когда сигнал датчика 17 подается на вход электронного блока управления 18 при нулевом значении скорости деформации подвески, открывается клапан 8 и закрывается клапан 13. Воздух под действием избыточного давления в надпоршневой полости пневмобаллона 1 перетекает в ресивер 11.
В начале хода сжатия (фиг. 2, участок d-0) клапан 8 закрывается, и открываются клапаны 12 и 13. Вплоть до момента достижения верхним основанием 5 половины полного хода подвески надпоршневая и подпоршневая полости сообщены между собой, и давление воздуха в них одинаковое.
Предлагаемый способ управления упругодемпфирующей характеристикой подвески сиденья транспортного средства позволяет формировать симметричную релаксационную упругодемпфирующую характеристику подвески сиденья транспортного средства и обеспечивает одинаковые уровни виброзащиты объекта подрессоривания на ходах сжатия и отбоя.
Таким образом, решается задача обеспечения одинаковых уровней виброзащиты объекта подрессоривания на ходах сжатия и отбоя за счет формирования симметричной на ходах сжатия и отбоя релаксационной упругодемпфирующей характеристики подвески сиденья транспортного средства.
Способ управления упругодемпфирующей характеристикой подвески сиденья транспортного средства, содержащей пневмобаллон, выполненный в виде пневматического цилиндра двухстороннего действия, ресивер с дополнительным объемом воздуха, электронный датчик перемещения, электронный блок управления, рекуператор, выполненный в виде пневмодвигателя, заключающийся в том, что упругодемпфирующая характеристика формируется за счет изменения перепада давления воздуха между ресивером и полостями пневмобаллона, отличающийся тем, что изменение перепада давления воздуха осуществляют путем коммутации подпоршневой полости пневмобаллона с ресивером в конце хода сжатия и через рекуператор на ходе отбоя после достижения верхним основанием подвески половины полного хода, а надпоршневой полости - в конце хода отбоя и через рекуператор на ходе сжатия после достижения верхним основанием подвески половины полного хода, при этом указанные полости сообщают между собой через пневмомагистраль в начале ходов сжатия и отбоя до достижения верхним основанием подвески половины полного хода с формированием симметричной на ходах сжатия и отбоя релаксационной упругодемпфирующей характеристики.
