Божок А. М., Кримський В. П.                             Секція «Технічні науки»

                                                                                       підсекція «Транспорт»

                       Подільський державний аграрно-технічний

                                                  університет

СИСТЕМА АВТОМАТИЧНОГО ПІДРЕСОРЮВАННЯ СИДІННЯ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ

 

Одним з найбільш ефективних методів гасіння коливань сидіння транспортних засобів (ТЗ) є комбіноване регулювання, забезпечуючи реалізацію умови інваріантності  положення сидіння від зовнішнього збурення [1]. Відома система автоматичного підресорювання (САП) сидіння (а. с. СРСР №1237496 та ін.) ТЗ виконана за принципом комбінованого регулювання. Однак недоліком її є складність конструкції, спричинена залученням двох виконавчих гідроциліндрів (ГЦ), що збільшує матеріалоємність, створює певні незручності при проведенні монтажно-демонтажних, настроювальних і обслуговуючих робіт. У зв’язку з цим запропонована конструктивно нова САП сидіння ТЗ, що містить (Рис.1а) штатну підвіску з опорним колесом I, дистанційну замкнену гідропередачу II, блок компенсацій з перетворювачем сигналів III, підсумовував збурюючих і компенсаційних сингалів  з сидінням IV.

При різкому  підйомі опорного колеса 3, виникнуте збурення через вісь 2, пружний елемент 4 і гідроамортизатор штатної підвіски, раму 1, корпус 19 і поршень 18 компенсаційного блоку, а також пружина 12, намагаються діяти на підсумовуючий елемент 14, щоб перемістити його на певну, пропорційно збуренню величини догори. Але в результаті зближення рами 1 і вісі 2, тяга 6 перемістить шток 7гідроциліндра 8 теж догори. При цьому в його безштоковій порожнині тиск робочої рідини різко зменшиться на величину пропорційну збуренню, і робоча рідина під дією пружини 12, на шток 17 із порожнини 20 через регульований дросель 21 і гідролінію 9 буде перетікати в нею порівняно повільніше а ніж, під дією тієї ж пружини 12, із безштокової порожнини 10 поршня 18 через гідролінії 9,11.

Рис. 1  Схема системи автоматичного підресорювання сидіння транспортного засобу:

а) – принципіальна;            б) – структурна

Від цього шток 17 і зв’язана з ним середня частина підсумовуючого елемента 14 буде швидше опускатися аніж поршень 18 і зв’язаним з ним через тягу 13 один кінець підсумовуючого елемента 14, що забезпечить останньому можливість повертатись навколо його середньої точки. В даному випадку переміщення другого кінця елемента 14, а разом з ним і сидіння 15 буде складатися з двох переміщень – переміщення, обумовленого опусканням штока 17, яке пропорційне зовнішньому збуренню, і переміщення, спричиненого опусканням поршня 18 з тягою 17, яке пропорційне швидкості (першій похідній) змінювання збурення і настроювання регульованого дроселя 21. Отже, можливе переміщення догори важільного підсумовуючого елемента 14 і зв’язаного з ним сидіння 15, від різкого збурення збоку рельєфу на опорні колеса 3, буде компенсуватися двома сигналами – сигналом, пропорційним величині змінювання збурення і сигналом, пропорційним швидкості його змінювання. І чим різче  буде діяти збурення, тим більшою за величиною буде складова компенсуючого сигналу, пропорційна швидкості його змінювання, і тим буде вищою ефективністю автоматичного гасіння коливань сидіння.

При різкому провалі опорного колеса 3 відбувається зворотний цикл переміщення рухомих деталей і робочої рідини САП, що обумовить зворотнє переміщення одного кінця  і середньої частини підсумовуючого елемента 14 і забезпечить цим автоматичну компенсацію можливого переміщення вже донизу, другого його кінця і зв’язаного з ним сидіння 15.

У випадку повільного підйому або опускання опорного колеса 3 або віддалення рами 1 і вісі 2 та переміщення тяги 6, штока 7 буде також повільне, що спричинить повільне змінювання тиску робочої рідини в безштоковій порожнині гідроциліндра 8 і навпаки буде перетікати практично з однаковою швидкістю. Останнє дасть можливість штоку 17 і тязі 13 також переміщуватися з однаковою швидкістю, а зв’язаному з ними важільному підсумовуючому елементу 14 - паралельно початковому положенню. В цьому випадку компенсація можливого переміщення підсумовуючого елемента 14 і зв’язаного з ним сидіння 15 буде здійснюватися тільки одним сигналом – пропорційним величині зовнішнього збурення.

Таким чином, положення, що займає сидіння 15 до і після дії будь-якого за знаком і характером зовнішнього збурення на всі і окремо на кожне колесо транспортного засобу, змінюватись не буде.

Ступінь автоматичної компенсації відхилення сидіння сигналами пропорційними швидкості змінювання зовнішнього збурення в залежності від ваги водія і характеру збурення можна регулювати дроселем 21 окремо для кожного окремого колеса. Висота розміщення сидіння 15 в залежності від росту водія регулюється гвинтовим механізмом 16.

За принципіальною буда розроблена, необхідна для дослідження, структурна схема САП сидіння (Рис. 1б) [2]. На схемі представлені передаточні функції основних ланок системи: сидіння, як об’єкта регулювання, по каналу дії зовнішнього збурення – Wch і дії водія Wcƒ; опорного колеса  Т3-Wk; штатної підвіски – Wn і обвідного компенсаційного контура - Wком. Входом САП є зовнішнє збурення з боку рельєфу поверхні дороги  - h(t) і дії з боку водія - ƒ(t), а виходомпереміщення сидіння – h. Динамічні ланки системи зв’язані безрозмірними координатами зв’язку: б – відхилення опорного колеса від положення усталеного стану;ɳ ,ɳ 1, ɳ2 – відповідно сигнали діючі на сидіння – результативний, збурюючі і компенсаційні; h, h1, h2 – переміщення сидіння відповідно результативне, по каналу дії  зовнішнього збурення і водія.

Структурна схема використовується для подальшого дослідження статичних і динамічних показників функціонування  запропонованої САП сидіння  ТЗ. Використання системи на сучасних ТЗ при спрощеній конструкції і зменшенні матеріалоємності полегшить виконання  монтажно-демонтажних робіт та її обслуговування.

ЛІТЕРАТУРА

1. Менский Б. М. Принцип инвариантности в автоматическом регулировании и управлении. – М.:Машиностроение,1972. – 248с.

2.Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования. 2-е изд. исправ. и доп. – М.: Наука, 1972. – 768 с.

Автори:                             А. М. Божок                                    В.П. Кримський

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВІДОМОСТІ ПРО АВТОРІВ:

Божок Аркадій Михайлович, в. о. доцента Подільського державного аграрно-технічного університету.

Домашня адреса: 32300, м. Камянець-Подільський, вул. Жукова, буд.21, кв.7.

Домашній телефон: 4-57-92

Кримський Володимир Павлович, старший викладач Військового інженерного інституту Подільського державного аграрно-технічного університету.

Домашня адреса: 32300, м. Камянець-Подільський, вул. Лермонтова, буд. 2б, кв. 13.