Защита от колебаний. Сиденья.

Если колебания превышают допустимые пределы, то прибегают к средствам защиты, обычно к так называемому вторичному подрессорнваиию. Оно может быть выполнено в виде специальной дополнительной подвески перевозимого груза к кузову (раме); упругих сидений для пассажиров; виброзащитных устройств и прокладок. Рассмотрим особенности вторичного подрессоривания на наиболее распространенном примере упругого сиденья.

Сиденья бывают полностью подвешенные и с раздельной подвеской сиденья и спинки. Полностью подвешенное сиденье имеет три устройства подвески: направляющее, упругое и гасящее. Иногда для наилучшего удовлетворения поставленных требований их выполняют раздельно.

Полностью подвешенные сиденья используют обычно для автомобилей и других колесных машин с весьма жесткой подвеской колес, а также для автобусов. Наиболее распространено сиденье с раздельно выполненными подушкой и спинкой. Пассажир колеблется на сиденье, испытывая значительное трение о спиику. Подушка и спинка обладают определенной упругостью и способностью гасить колебания пассажира. Упругость подушки создается пружинами, губчатой резиной или другими аналогичными материалами.

Для уменьшения среднего давления тела пассажира на подушку, поглощения вибраций и шума конструкцию подушки дополняют матрацем из синтетических материалов, губчатой резины, хлопчатобумажной и шерстяной ваты.

Собственная частота пассажира на раздельном сиденье (с отдельной спинкой) составляет 2—3 Гц, а на полностью подвешенных сиденьях может быть уменьшена до Гц. Величина относительного затухания при отсутствии специального амортизатора сиденья составляет в среднем

Колебания пассажира массой на сиденье жесткости можно характеризовать собственной частотой и коэффициентом затухания , учитывающим коэффициент сопротивления сиденья

Эффективность сиденья зависит от того, в каком соотношении находится частота с частотой низкочастотных колебаний основания, т. е. подрессоренной части, и собственной частотой сидящего человека. При выполнении условий или колебания на сиденье усиливаются. Сиденье, как и подвеска автомобиля, играет роль фильтра, пропускающего прежде всего колебания определенной частоты, зависящей от выбора

Возможны два сочетания: а) мягкое сиденье при жесткой подвеске, т. е. что практически приводит к условию Гц; б) жесткое сиденье при мягкой подвеске, т. е. что приводит к условию Гц.

Сравнение АЧХ ускорений показывает, что мягкое сиденье при жесткой подвеске более эффективно, чем жесткое сиденье при мягкой подвеске.

Однако реализовать все преимущества мягкого сиденья трудно, так как оно приводит к большим перемещениям пассажира при колебаниях, особенно единичных толчках. Значительные перемещения человека на сиденье трудно осуществимы. Поэтому надо стремиться к тому, чтобы подвеска автомобиля была возможно лучше, а роль сиденья была сведена главным образом к защите сидящего пассажира от высокочастотных колебаний.

Необходимость сочетать заданную жесткость сиденья с малыми абсолютными перемещениями пассажира заставляет добиваться нелинейной упругой характеристики сиденья, при которой после сравнительно малых перемещений жесткость существенно возрастет. Дополнительная трудность состоит в том, что у разных людей массы различны, поэтому частоты а следовательно, перемещения и ускорения также различны.

Кроме вертикальных, человек на сиденье испытывает продольные и угловые колебания, защитить от которых с помощью изменения нонструкции и параметров

сиденья трудно (так как, например, спинка не должна быть слишком мягкой, поскольку она играет роль опоры для водителя).

Ускорения сидящего пассажира существенно зависят от положения сиденья по длине и высоте автомобиля. Предварительное исследование показывает, что сиденье целесообразно размещать внутри базы автомобиля, ближе к более мягкой подвеске колес Расположение сиденья по высоте важно в грузовых автомобилях и автобусах. Желательно, чтобы расстояние от центра тяжести до сиденья было небольшим, так как это уменьшает амплитуды горизонтальных колебаний, которые пассажиры переносят хуже, чем вертикальные Кроме того, необходимо, чтобы колебания водителя были возможно ближе к вертикальным, что достигают выбором направляющего устройства подвески сиденья

Увеличение затухания до улучшает плавность хода в области частот и ухудшает ее при средних и высоких частотах.

Выбор параметров вторичного подрессоривання других элементов автомобиля во многом аналогичен выбору параметров для сиденья: необходимо следить за тем, чтобы собственная частота подвешенного элемента не совпадала с другими собственными частотами, чтобы упругий элемент имел нелинейную характеристику, а затухание было достаточным.