Experimental determination of the parameters of the characteristics of the seat suspension for automotive vehicles

Abstract

This article describes the methodology and results of the experimental determination of the static-elastic damping characteristics of the Sibeco air suspension with a scissor guide mechanism. To implement the measurement procedure in laboratory conditions, bench equipment, including a compressor unit (power system) with a control pressure gauge, a measuring device (height gauge) for fixing linear displacements and reference weights, was used. The measurements were carried out stepwise at various fixed values of air pressure in the pneumatic elastic element, as well as in the presence or absence of a standard unregulated hydraulic shock absorber in the design of the considered seat suspension system. The whole process of obtaining the necessary parameters was held in accordance with the recommendations of the official domestic regulatory documentation, which establishes regulations on the general technical conditions for the design of seats for automotive vehicles. There were analyzed the obtained curves of the static characteristics of the seat suspension, including for the presence of a character of nonlinearity in different specific sections of the characteristic. Based on these results, the values of the parameters of stiffness, natural frequency and resistance forces (“dry friction” forces) were calculated during the compression and rebound strokes of the seat suspension for certain measurement conditions. Additionally, an assessment for the compliance of these parameters with the normative indicators of domestic technical standards was made. Also, the dependences of the instantaneous values of the stiffness of the considered air suspension of the Sibeco seat on deformation at various air pressures in the pneumatic elastic element were constructed and analyzed. Recommendations on the operation of this device for cushioning the seats of operators of motor and tractor equipment were given.

Keywords

seat suspension / elastic damping characteristic / parameter determination / experimental research

References

[1] Шеховцов В.В. Подрессоривание кабин тягово-транспортных средств: учеб. пособие // Минобрнауки России, ВолгГТУ. Волгоград: Изд-во ВолгГТУ, 2016. 160 с.

[2] Искалиев А.И. Анализ пневматических подвесок автотракторных сидений // Технико-технологическое развитие отраслей и предприятий: сб. науч. тр. по матер. I междунар. науч.-практ. конф. (31 января 2017 г.) / гл. ред.: Н.А. Краснова // Научная общественная организация «Профессиональная наука». Нижний Новгород, 2017. C. 4-9.

[3] Ахалая Б.Х., Годжаев З.А., Кантария В.А. Усовершенствование рабочего места оператора // Сельский механизатор. 2019. № 6. С. 38-39.

[4] Ляшенко М.В., Искалиев А.И. Виброзащитные свойства подвески сиденья с возможностью рекуперации энергии колебаний // Прогресс транспортных средств и систем - 2018: материалы междунар. науч.-практ. конф. (г. Волгоград, 9-11 октября 2018 г.) / редкол.: И.А. Каляев, Ф.Л. Черноусько, В.М. Приходько [и др.] // ВолгГТУ, РФФИ, «ФНПЦ «Титан-Баррикады». Волгоград, 2018. C. 71-73.

[5] Ляшенко М.В., Потапов П.В., Искалиев А.И. Analysis of vibroprotection characteristics of pneumatic relaxation seat suspension with capability of vibration energy recuperation [Электронныйресурс] // MATEC Web of Conferences. Vol. 129: International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment (ICMTMTE 2017) (Sevastopol, Russia, September 11-15, 2017) / eds.: S. Bratan [et al.]; Sevastopol State University, National University of Science and Technology «MISIS», Polzunov Altai State Technical University, Inlink Ltd. and International Union of Machine Builders. [Publisher: EDP Sciences], 2017. 5 p. URL:https://www.matecconferences.org/articles/matecconf/pdf/2017/43/matecconf_icmtmte2017_06018.pdf.

[6] Кузьмин В.А., Годжаев Т.З., Годжаев З.А. Оценка эффективности виброзащиты гидравлической системы подрессоривания мобильных машин с активным нейросетевым регулированием // Автомобильная промышленность. 2018. № 8. С. 21-25.

[7] ГОСТ 12.2.019-86. Тракторы и машины самоходные сельскохозяйственные. Общие требования безопасности. Взамен ГОСТ 12.2.019-76 и ГОСТ 16527-80; введ. 01.07.87. М.: Стандартинформ, 2006. 17 с.

[8] ГОСТ 20062-96. Сиденье тракторное. Общие технические условия. Взамен ГОСТ 20062-81; введ. 01.07.97. Минск: ИПК Издательство стандартов, 1997. 12 с.

[9] Годжаев З.А., Гончаренко С.В., Артёмов А.В., Прядкин В.И., Годжаев Т.З. Расчетно-экспериментальная оценка воздействия на почву шин сверхнизкого давления мобильных энергосредств // Тракторы и сельхозмашины. 2020. № 3. С. 35-47.

[10] Искалиев А.И., Ляшенко М.В. Оценка сил сопротивления в статической упругой характеристике подвески сиденья // Актуальные направления развития газовой отрасли России: матер. всерос. науч.-практ. конф. молодых учёных и специалистов ПАО «Газпром» (г. Волгоград, 15 декабря 2016 г.) / редкол.: Н. А. Дьяченко (отв. ред.) [и др.]; ЧПОУ «Газпром колледж Волгоград». Волгоград, 2016. C. 63-66.

[11] Годжаев З.А., Измайлов А.Ю., Шевцов В.Г., Лавров А.В., Русанов А.В. Исследование давления колесного движителя на почву с учетом характеристики шины // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. № 1. С. 5-10.

[12] Годжаев З.А., Русанов А.В., Ревенко В.Ю. Метод построения эпюр касательных напряжений в зоне контакта буксующего колеса с почвой // Тракторы и сельхозмашины. 2017. № 5. С. 39-47.

[13] Искалиев А.И., Ляшенко М.В. Экспериментальная оценка сил сопротивления в статической упругой характеристике подвески автотракторного сиденья // Научно-технический прогресс: актуальные и перспективные направления будущего: сб. матер. IV междунар. науч.-практ. конф. (30 ноября 2016 г.). В 2 т. Т. II / ООО «Западно-Сибирский научный центр». Кемерово, 2016. С. 181-183.

[14] Годжаев З.А., Шеховцов В.В., Ляшенко М.В., Соколов-Добрев Н.С., Шевчук В.П. Влияние колебаний коpпусных деталей на опоpах на нагpуженность участков силовой пеpедачи тpактоpа // Тракторы и сельхозмашины. 2009. № 1. С. 19-27.

[15] Камитов М.С., Годжаев З.А., Борисов С.В. Оптимизация упруго-демпфирующих характеристик системы подрессоривания автомобилей высокой проходимости // В сборнике: XXVIII Международная инновационно-ориентированная конференция молодых ученых и студентов (МИКМУС-2016). сборник трудов конференции. 2017. С. 159-163.

[16] Izmailov A., Godzhaev Z., Revenko V., The method of constructing the diagrams of shear stresses in the contact zone of an slipping wheel with soil // SAE Technical Papers. 2018. Т. 2018-April. DOI: 10.4271/2018-01-1335.

RIGHTS & PERMISSIONS

Godzhayev Z.A., Lyashenko M.V., Shekhovtsov V.V., Potapov P.V., Dolotov A.A., Iskaliyev A.I.