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Proceedings

Design, Simulation und Erprobung einer aktiven Sitzaufhängung für Nutzfahrzeuge

  1. M.Eng. Konstantin Krivenkov Lehrstuhl für Maschinenelemente und Technische Logistik (MTL), Helmut-Schmidt-Universität
  2. Dr.-Ing. Stephan Ulrich Lehrstuhl für Maschinenelemente und Technische Logistik (MTL), Fakultät für Maschinenbau, Helmut-Schmidt-Universität
  3. Prof. Dr.-Ing. Rainer Bruns Lehrstuhl für Maschinenelemente und Technische Logistik (MTL), Fakultät für Maschinenbau, Helmut-Schmidt-Universität

Abstracts

Nutzfahrzeuge müssen oft durch sehr unebenes Gelände gefahren werden. In diesem Fall wird der Fahrer starken Vibrationen ausgesetzt, die von der Fahrzeugkarosserie durch die Sitzaufhängung auf ihn wirken. Um diese Schwingungen zu verringern, werden die Sitzaufhängungen in der Regel mit Feder-Dämpfer-Systemen ausgerüstet. Jedoch erreichen die passiven Systeme vor allem bei niederfrequenten Schwingungen ihre physikalischen Grenzen. Eine wesentliche Verbesserung des Sitzkomforts kann unter solchen Anregungsbedingungen nur mit einer aktiven Sitzaufhängung erreicht werden. In diesem Beitrag wird ein neuartiges aktives System für die Sitzaufhängung auf Basis von elektrorheologischen Flüssigkeiten vorgestellt. Außerdem werden die theoretischen Grundlagen für die Modellierung der beschriebenen aktiven Sitzaufhängung dargestellt. Anschließend werden die Simulationsergebnisse mit den Messergebnissen unter realen Betriebsbedingungen verglichen. Die Repräsentation der Ergebnisse mit Hilfe der im Bereich der Sitztechnik weit verbreiteten SEAT-Werten (Seat Effective Amplitude Transmissibility) zeigt das Potenzial des entwickelten Systems zur aktiven Reduktion der Schwingungsbelastung des Fahrers und ermöglicht seine objektive Bewertung.

Commercial vehicles must be driven often through a very uneven terrain. In such case, the driver is exposed to strong vibrations, which act from the vehicle body through the seat suspension to him. In order to reduce these vibrations the seat suspensions are usually equipped with spring-damper systems. However, these passive systems reach their physical limits especially at low-frequency vibrations. A significant improvement of the seating comfort can be achieved under such excitation conditions only with an active seat suspension. In this work a novel fully active seat suspension on the basis of electrorheological fluids is introduced. In addition, the theoretical bases for the modeling of the active electrorheological seat suspension are presented. Afterwards the simulation results are compared with the measurement results under real operating conditions. The presentation of these results using the widely used SEAT values (Seat Effective Amplitude Transmissibility) demonstrates the potential of the developed electrorheological system for the active reduction of vibration exposure of the driver and allows its objective evaluation.

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