商用车驾驶室振动原因的试验研究

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制动力作用下驾驶室抖动的试验研究

制动力作用下驾驶室抖动的试验研究
a a zd h ; rt nt nf a f a t r n e rkn rew sca f d hc n ia s h t h sfcet n ye .T e ̄ ai a s r t o jt drba igf c a l ie ,w ihidct a tei uf i l i o r e p h c ie u b b o ri et n i n
a a s ,aslt nfr a t r a u r ad n h irt n rap aa c et r a ie a ef m di n yi o i b jt sp t ow r ,a dtev a o ep ern ets f bjtr spr r e na l s u o o c ie w f b i c o t w o
P NGH i , A GZ n —e, I ogyh , O ioyn H O S a- n A u F N ogd L n —a S NGXa —og , A ho eg H f
( .N r w s r o t h i l nvrt, in7 0 7 , h a 2 h ax uo oi ru o , t. i n 120, hn ) 1 ot et nPl e nc i sy X ’ 10 2 C i ; .S ani tm bl G opC . Ld ,X’ 0 0 C i h e yc aU ei a n A e a7 a
ra s h eut so a tepooe ehdcnsl epo l f rk a t r n a d t ert n i odt t e .T ersl h w t th rp sdm to a v t rbe o a ecbjt dvl ae t a o a t s h o eh m b ie a i sh i ly

重型商用车驾驶室模态试验与分析

重型商用车驾驶室模态试验与分析

重型商用车驾驶室模态试验与分析摘要:驾驶室模态分析是商用车NVH特性研究的重要内容,识别驾驶室模态对避免驾驶室结构与声腔共振以及降低车内噪声有着重要的意义。

本文以某重型商用车驾驶室为例,采用模态试验法进行模态测试及分析,获得驾驶室模态频率和变形部位,为后续驾驶室的结构优化和NVH性能改善提供了重要依据。

关键词:驾驶室模态;模态试验法;NVH性能;结构优化引言车辆NVH特性是指在车辆工作条件下驾驶员和乘客感受到的噪声(Noise)、振动(Vibration)和声振粗糙度(Harshness),是衡量汽车质量的重要综合性指标。

驾驶室作为是重型商用车四大系统之一,可直接将振动噪声传递给驾驶员和乘客,其结构性能的好坏对整车NVH有重要影响,并将直接影响到产品的竞争力。

因此,在研发阶段就必须严格控制驾驶室结构模态等车辆NVH性能关键参数。

商用车驾驶室车内噪声成分含有低频、中频和高频,在汽车研发阶段要分别考虑加以抑制。

由结构振动引发的低中频噪声,易引起乘客疲劳烦躁等不适,严重影响汽车乘坐舒适性。

研究通过测试分析和优化驾驶室结构模态以降低驾驶室内振动、噪声意义重大。

本文基于国内某重型商用车,采用模态测试分析技术,研究了驾驶室结构NVH特性,为后续驾驶室结构优化和降低了车内振动噪声提供了重要依据。

1.模态测试基本原理驾驶室系统离散化后可视为一种具有N个自由度的线弹性动力系统,其强迫振动的运动方程式可用矩阵形式表示:①方程①经拉氏变换得:传递函数可表示为:[M]--质量矩阵,实对称矩阵,正定;[C]--阻尼矩阵,实对称矩阵,半正定;[K]--刚度矩阵,实对称矩阵,正定或半正定。

令,振动系统的频响函数矩阵为:对于线性系统,多自由度系统的频响函数是多个单自由度系统频响函数的线性组合。

要确定全部模态参数、、,实际上只要测量频率响应函数矩阵的一行或者一列即可。

对系统i点进行激励并在j点测响应,可得传递函数矩阵中第行j列元素为:2.驾驶室模态测试方案2.1模态分析方法模态测试分析方法分为时域法和频域法。

浅谈商用车驾驶室减振降噪技术

浅谈商用车驾驶室减振降噪技术

21世纪,我国进入飞速发展阶段。

人们的生活水平有了很大的提高,对生活质量的要求也越来越高。

随着汽车工业的快速发展人们对商用车越来越熟识,根据商用车的用途通常将其分为货车和客车。

商用车在行驶过程中会产生振动和噪声,影响商用车的舒适度。

本文通过对商用车驾驶室的噪声来源和传播途径进行分析,研究驾驶室的减振降噪技术。

1 商用车驾驶室的噪声来源和传播途径1.1噪声在商用车驾驶室内传播在设计和制造商用车的过程中,受制造成本和车辆本身的结构限制,在加工和制造过程中没有建立一个完整的“隔音罩,,,将商用车外部的噪声进行隔绝。

驾驶室外部的噪声基本上被驾驶室隔绝了,但是因其商用车的结构特点有些特点仍然存在着缝隙,噪声会在缝隙处进入驾驶室。

驾驶室的壁板和顶棚等部分的连接也存在缝隙,噪声源可以通过这些缝隙向驾驶室内传播。

1.2车体振动产生的固体声商用车在行驶过程中,发动机和传动装置在运转中会因为道路不平造成车轮的颠簸,振动通过车体和悬架传向驾驶室。

商用车行驶中可会因为周围的空气流动,造成气压波动。

无论是道路颠簸还是气压波动都会是驾驶室的壁板产生振动,然后噪声不断的在驾驶室内传播。

2 常用的阻尼材料2.1宽温域高性能阻尼材料高聚物阻尼材料可以利用高聚物的粘弹性将外场作用的能量转变为热能消耗掉。

分子链运动产生的内摩擦和将声振动和机械振动产生的能量进行损耗,以此达到减少噪声,降低振动的效果。

2.2高阻尼涂料高阻尼涂料是可以对空间曲面结构进行阻尼处理,运用高分子材料的粘弹性吸收、削弱驾驶室的振动,然后将其转换为热量释放出来。

在商用车的驾驶室中使用高阻尼涂料可以有效降低驾驶室的噪声和振动幅度,同时还能达到吸音和隔热的效果。

高阻尼涂料在汽车制造业中应用比较广泛。

2.3粘弹性阻尼材料粘弹性阻尼材料主要包括沥青和橡胶两类阻尼材料,在商用汽车的制造中,使用橡胶类的阻尼材料可以充分橡胶材料的优势,利用橡胶材料的粘弹性对驾驶室的结构进行改造,有效降低驾驶室内部的噪声和振动。

商用车驾驶室悬置系统隔振特性与优化研究

商用车驾驶室悬置系统隔振特性与优化研究

商用车驾驶室悬置系统隔振特性与优化研究一、本文概述随着商用车市场的不断发展和技术的进步,商用车驾驶室的舒适性和安全性日益受到人们的关注。

驾驶室悬置系统作为商用车的重要组成部分,其隔振特性对驾驶室的舒适性和整车的稳定性具有重要影响。

因此,对商用车驾驶室悬置系统的隔振特性进行深入研究和优化,对于提高商用车驾驶室的舒适性和整车的性能具有重要意义。

本文旨在研究商用车驾驶室悬置系统的隔振特性,并通过优化方法改善其性能。

对商用车驾驶室悬置系统的基本结构和工作原理进行介绍,明确研究对象和范围。

分析商用车驾驶室悬置系统的隔振特性,包括振动传递特性、隔振效率等方面,为后续的优化研究提供理论基础。

接着,采用先进的仿真分析方法和实验手段,对商用车驾驶室悬置系统的隔振特性进行定量评估,揭示其存在的问题和不足。

基于仿真分析和实验结果,提出商用车驾驶室悬置系统的优化方案,并通过实验验证优化效果,为商用车驾驶室悬置系统的设计和改进提供指导。

本文的研究不仅有助于深入理解商用车驾驶室悬置系统的隔振特性,而且可以为商用车的设计和制造提供理论依据和技术支持,对于推动商用车行业的进步和发展具有重要意义。

二、商用车驾驶室悬置系统隔振理论基础商用车驾驶室悬置系统的隔振特性对于提高驾驶员的舒适性和减少车辆振动对驾驶室内部构件的影响至关重要。

为了深入了解商用车驾驶室悬置系统的隔振特性,并对其进行优化研究,首先需要建立其隔振理论基础。

隔振理论的核心在于通过合适的悬置系统设计和参数调整,减少或隔离来自车辆底盘的振动传递至驾驶室。

商用车驾驶室悬置系统通常由橡胶悬置、液压悬置或空气悬置等构成,这些悬置元件具有良好的弹性和阻尼特性,能够在一定程度上吸收和衰减振动能量。

在隔振理论中,传递函数是一个关键概念,它描述了振动从输入端到输出端的传递关系。

对于商用车驾驶室悬置系统,传递函数可以通过建立系统的力学模型,结合振动分析方法来求解。

通过分析传递函数的频率响应特性,可以了解悬置系统在不同频率下的隔振效果,从而指导悬置系统的设计和优化。

某重型卡车驾驶室振动测试与诊断

某重型卡车驾驶室振动测试与诊断

S NJ - i H N un ya2 I h nm n LUJ nyz U ap g, A GY a-un, u - i i n Z LS  ̄,I a-a i
(B i i u inA tm bl C . T S a d n 6 2 0 C ia (C l g f n rya dP w r n ier g N nig eQ Ta uo o i O , D,h n o g2 2 0 , hn ) o e e eg n o e g ei , a j F e L l oE E n n n
第 9期 21 0 0年 9月
文 章 编 号 :0 1 3 9 (0 0 0 — 23 0 10 — 9 7 2 1 )9 0 1~ 2
机 械 设 计 与 制 造
Ma hi r De in c ne y sg & Ma u a t r n fcue 21 3
某重型卡 车驾驶 室振 动测试与诊 断
通过驾驶室地板处 、 驾驶室悬置处 、 变速箱悬置处 、 悬架 ( 板 簧) 处传感器测量 , 信号经采集器处理后存到计算机 , 整车结构和
整车 振 动测 试 系统 示 意 图 , 图 12所示 。 如 、
量 主要集 中在低频 ,有 如下 主要 的特 征频率 :. H 、.6 z 3 5 z3 H 、 0 3 3 6 z3 7 z48 H , . H 、. H 、. z以及它们的倍频 ( 6 9 8 信号处理时 , 频率 间隔 为 03 z考虑频率误差 , . , H 其他峰值基本为特征频率的倍频 )振动 , 能量集 中在人体敏感的频率范 围内; 同时 , 频率 随着车速变化而
a dSD up ni oio nuu iee tp e stes n s cm o e t i fe u nydm i d n % ss es np s i i a df rn e d , i a ’ o p n n rq ec o ana Oe o tn s s l f s h gl sn n

某重型卡车驾驶室抖动现象试验研究与改进

某重型卡车驾驶室抖动现象试验研究与改进

篥 。
频 率/ Hz 频 率/ Hz
( ) 轴 左 侧 自功 率谱 密 度 a前
3 1 5
( ) 轴 左侧 自功 率谱 密度 a前

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表 1 。测 试采样 频 率 为 2 0Hz 0 ,试验 车辆 为空 载状
态 , 带挂 车 , 不 试验 道 路 为西 安市 绕城 高速 公 路 , 各
髁 她 婚

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状 态 下采样 时 间 为 5 。 0S
驾 驶 室 底 板 向 驾 驶 室 底 板 Z向
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车架 前 端 右 侧 Z向
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22 试 验 数 据 分 析 .

桃 1
22】 不 同车速 下 , 关位置 功率谱 密度 对 比分析 .. 相 利 用 ma a t b编 程 语 言 编 写 了 自功 率 谱 密 度 批 l
本 消 失 , 改效 果 得 到 主 观 认 可 。 该 研 究 结论 为 国 内重 型 卡 车 驾 驶 室 抖 动 现 象 问题 提 供 了一 套 有 效 的 解决 方法 。 整 关 键 词 : 型卡 车 : 重 驾驶 室 : 动 : 路 试 验 抖 道 中图 分 类 号 : 4 3 U 6. 8 文献 标 志 码 : A 文 章编 号 :0 5 2 5 (0 10 — 0 9 0 10 — 5 02 1 )4 0 5 — 5

基于ADAMS的某重型卡车驾驶室悬置振动模态分析

基于ADAMS的某重型卡车驾驶室悬置振动模态分析

基于ADAMS的某重型卡车驾驶室悬置振动模态分析重型卡车驾驶室悬挂系统的振动特性对于驾驶员的驾驶舒适性和工作效率有着重要影响。

通过模态分析可以了解驾驶室的共振频率、模态形式和振动响应等信息,为改进驾驶室悬挂系统提供科学依据。

本文将基于ADAMS软件对重型卡车驾驶室的振动模态进行分析。

首先,我们需要获取重型卡车驾驶室的几何模型。

根据实际情况,建立三维的CAD模型,并导入到ADAMS软件中。

然后,在ADAMS中建立相应的悬挂系统模型,包括悬挂弹簧、阻尼器和悬挂杆等组件,并设置悬挂系统的约束条件。

此外,还需要给驾驶室施加外部激励,模拟实际道路的不平顺。

接下来,进行模态分析。

在ADAMS中,通过ADAMS/View模块进行模态分析。

在模态分析之前,需要设置求解器类型、求解步长和求解终止条件等参数。

然后,选择模态分析命令,并设置分析频率范围。

在模态分析过程中,ADAMS将自动计算得到驾驶室悬挂系统的各种模态特性,包括共振频率、模态形式和振动响应等参数。

最后,对模态分析结果进行评估和优化。

根据模态分析结果,我们可以了解到驾驶室悬挂系统的共振频率和模态形式,并判断是否存在共振问题。

如果存在共振问题,需要对悬挂系统进行优化设计,以提高驾驶室的舒适性和工作效率。

优化设计可以包括修改悬挂系统的刚度和阻尼等参数,或者采用其他减振装置。

通过反复优化设计和模态分析的循环,最终可以得到符合预期的驾驶室悬挂系统。

总之,通过基于ADAMS的重型卡车驾驶室悬挂系统模态分析,可以为驾驶室悬挂系统的优化设计提供科学依据。

通过准确分析驾驶室的振动特性,可以改善驾驶员的驾驶舒适性和工作效率,提高驾驶安全性。

某商用车驾驶室振动问题的改进研究

某商用车驾驶室振动问题的改进研究

第15卷第2期2017年4月中 国 工 程 机 械 学 报CHINESE JOURNAL OF CONSTRUCTION MACHINERYVol.15 No.2 Apr.2017基金项目:国家自然科学基金资助项目(11502056);广西高校科研基金重点资助项目(201202ZD070);广西汽车零部件与整车技术重点实验室自主研究课题(14-A-03-01);广西汽车零部件与整车技术重点实验室开放课题(2015KFYB01,2013KFZD02);2017年广西科技大学自然科学培育计划项目(NO:50)作者简介:杨年炯(1977—),男,副教授.E-mail:nj_yang@163.com某商用车驾驶室振动问题的改进研究杨年炯1,2,耿仁强1,廖奇峰1,陈 果1(1.广西科技大学汽车与交通学院,广西柳州545006;2.广西科技大学广西汽车零部件与整车技术重点实验室,广西柳州545006)摘要:针对某商用车驾驶室振动过大的问题,使用LMS振动测试系统进行测试.通过振动传递路径分析(TPA),发现板簧固有频率与激励源频率重叠是引起驾驶室振动过大的主要原因.通过减小板簧刚度从而降低板簧固有频率,改进后再次进行实车测试.数据分析表明,振动加速度显著减小,提高了乘坐舒适性,驾驶室振动过大问题得到解决,证明减小板簧刚度对降低驾驶室振动的有效性.关键词:商用车;驾驶室;振动;钢板弹簧中图分类号:U 463.212 文献标志码:A 文章编号:1672-5581(2017)02-0178-04Studyon the improvement of vibration of a commercial vehicle cabYANG Nianjiong1,2,GENG Renqiang1,LIAO Qifeng1,CHEN Guo1(1.School of Automobile and Transportation,Guangxi University of Science and Technology,Liuzhou 545006,Guangxi,China;2.Guangxi Key Laboratory of Automobile Components and Vehicle Technology,Guangxi University of Science and Technology,Liuzhou 545006,Guangxi,China)Abstract:In order to solve the problem of excessive vibration of commercial vehicle cab,LMS vibrationtest system was used to test.Through the method of vibration transmission path analysis(TPA),it wasfound that the natural frequency of the leaf spring overlapped with the natural frequency of excitationsource was the main reason causing cab vibration.By reducing the stiffness of the leaf spring to reduce thenatural frequency of the leaf spring,the real car test is carried out again after the improvement.The testdata analysis shows that the vibration acceleration is reduced significantly,the ride comfort is improved,andthe problem of excessive vibration of the cab is solved.It proved that reducing the stiffness of the leafspring is effective to reduce the cab vibration.Key words:commercial vehicle;cab;vibration;leaf spring 汽车平顺性是保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定舒适程度和保持货物完好的性能[1].对于商用车而言,主要体现在驾驶室的乘坐舒适性.由于商用车行驶路况较为复杂,一般行驶时间较长,驾驶员易于疲劳,进而影响到驾驶安全性,因此,近年来对商用车驾驶舒适性问题十分关注.对商用车驾驶室振动问题,以往的研究大多集中在悬置的优化上.王成文等[2]运用频谱分析法对驾驶室悬置进行综合分析,找出驾驶室悬置隔振效果差,与动力总成的激励频率发生共振是驾驶室振动的原因,并提出了改进方案.刘永红等[3]通过振动测试和模态试验分析相结合的方法,分析出柱塞泵一阶频率与车架模态频率共振是产生驾驶室振动的原因,进而对柱塞泵进行调整后,解决了驾驶室振动的问题.申秀敏等[4]通过测量驾驶室振动加速度信号,对数据进行时域分析和频域分析,找出驾驶室制动振动的原因,并进行改进,改进后制动振动现象得到明显改善. 第2期杨年炯,等:某商用车驾驶室振动问题的改进研究本文针对某商用车驾驶室振动过大的问题,使用LMS(Leuven Measurement System)振动测试系统对驾驶室进行多种车速下的摸底测试,查看问题车驾驶室的振动情况,对驾驶室座椅导轨振动信号进行频谱分析,获取引起驾驶室振动的主要频率,通过传递路径分析(Transfer Path Analysis,TPA),查找引起共振的激励源.通过试验与分析,发现板簧在某频率下不但没有起到隔振效果,反而将振动放大.基于对悬架刚度、阻尼合理匹配的考虑,减小问题车板簧的刚度,再使用LMS振动测试系统对驾驶室在各个车速下进行平顺性测试,数据分析显示,振动加速度峰值明显降低,乘坐舒适性主观感受良好,整车平顺性可以接受.1 工况试验及分析1.1 实车测试根据售后反馈,该商用车在某些路面某些车速下行驶时,驾驶室存在振动过大的问题,影响到乘坐舒适性,用户体验较差.为此,使用LMS振动测试系统对问题车进行摸底测试,试验在沥青(B级)路面上进行,试验质量为满载(50t),试验车速为30~100km/h之间的多个车速,车速间隔为5km/h.测点分别布置在板簧、车架、驾驶室悬置、座椅导轨、座椅支承面等处,如图1所示.依据测试数据,结合传递路径分析方法(TPA),查找导致平顺性差的原因.就该问题车而言,驾驶室振动的激励源主要有路面激励和发动机激励.驾驶室振动过大,是车辆在低频区的异常振动现象,而发动机激励属于高频激励,本文仅探讨路面激励对驾驶室振动的影响.图1 加速度测点布置Fig.1 Position of acceleration sensor1.2 座椅支承面振动分析为了探究驾驶室振动的原因,将采集到的试验数据进行分析.驾驶室座椅坐垫直接与人体接触,座椅支承面的振动情况是考察乘坐舒适性的一个重要测点.在座椅支承面上用坐垫传感器测试,将采集所得的数据以及加权加速度均方根值一起绘在图上,如图2所示.从图中可以看出,Z向的加速度值比X向和Y向要大,特别是车速为55~70km/h,90~100km/h时更是如此,表明在垂直方向上从路面传到驾驶室振动比较大,路面激励在Z向产生的振动经过板簧和驾驶室悬置的路径中没有得到充分的衰减.图2 驾驶室座椅支承面加速度Fig.2 Acceleration of the seat support surface of the cab1.3 驾驶室座椅导轨频谱分析频谱分析是将测试信号进行傅里叶变换,将时域信号转换为频域信号并加以分析.频响函数反映系统的传递特性,是研究结构动态特性的重要工具,也是模态分析和参数识别的基础[5-6].对驾驶室座椅导轨各个车速下的振动信号进行频谱分析,由实测数据可以看出,驾驶室振动加速度较大的是垂向振动,对各个车速下的垂向振动进行频谱分析,以车速为55km/h和60km/h的驾驶室座椅导轨频谱图为例(见图3和图4).图3 55km/h时驾驶室座椅导轨频谱图Fig.3 Spectrum of the seat rail about 55km/h 由图3可知,车速为55km/h时,驾驶室座椅导轨Z方向在频率为2.5Hz处出现了加速度峰值,值为0.37m/s2.说明在2.5Hz时幅值有放大现象.图4所示,车速为60km/h时,驾驶室座椅导轨Z方向加速度峰值同样出现在2.5Hz处,从路面激励传递到驾驶室的过程中,板簧和驾驶室悬置没有起到隔振应有的效果,需要对整个传递路径进971 中 国 工 程 机 械 学 报第15卷图4 60km/h时驾驶室座椅导轨频谱图Fig.4 Spectrum of the seat rail about 60km/h行分析,找出导致驾驶室共振的根源.1.4 传递路径分析由以上分析得知,驾驶室座椅导轨在频率2.5Hz处在垂向有较大峰值,需对整个传递路径进行频谱分析.同样以55km/h和60km/h车速进行整个传递路径上各部件进行频谱分析,以确定振动放大的环节.图5为板簧及驾驶室悬置在车速分别为55km/h和60km/h时的频谱图.图5 不同车速下板簧和驾驶室悬置频谱图Fig.5 Spectrum of leaf spring and cab suspension under different speeds 当车速为55km/h时,如图5(a)和图5(b)所示,频率2.5Hz处,板簧主动端的峰值为0.11m/s2,板簧被动端的峰值为0.23m/s2,驾驶室悬置主动端为0.39m/s2,驾驶室被动端为0.58m/s2.可见在整个传递过程中,板簧和驾驶室悬置不仅没有起到减震的效果,反而存在放大现象.当车速为60km/h时,如图5(c)和图5(d)所示,出现了类似的情形.同样在频率2.5Hz处出现了峰值.板簧主动端峰值为0.12m/s2,板簧被动端峰值为0.22m/s2,驾驶室悬置主动端为0.43m/s2,驾驶室被动端为0.66m/s2.板簧和驾驶室悬置同样存在着振动加速度放大的现象.实车摸底排查时,还分别测了30~100km/h车速下,板簧上下端、驾驶室悬置上下端、驾驶室座椅导轨等处的振动加速度,发现各车速下,均在频率为2.5Hz处出现了峰值,从振动传递路径上来看,2.5Hz正是该问题车板簧的固有频率,判断为板簧的固有频率与激励源中的主要激励频率接近,因而产生了共振,导致从路面经过板簧传到驾驶室的过程中能量被放大,故认为板簧刚度太大影响其减振效果,需要对板簧进行优化来降低其刚度,从而减小驾驶室的振动.2 板簧改进及其对驾驶室振动的影响根据上述分析,钢板弹簧的固有频率与激励频率接近,通过降低板簧刚度来降低固有频率,从而避免共振,达到降低驾驶室振动的效果.降低板簧刚度之后,板簧的固有频率由2.5Hz降到2.04Hz,板簧固有频率避开了激励频率.试制出改进后板簧试样件,装配到问题车上,进行与原车相同条件下的试验,然后对改进后试验采集的驾驶室座椅导轨振动信号进行频谱分析,如图6所示.由图6(a)可知,车速为55km/h时,对改进前、081 第2期杨年炯,等:某商用车驾驶室振动问题的改进研究后座椅导轨数据进行对比,在频率2.5Hz处,幅值由0.37m/s2降低到0.19m/s2,降幅比为48.6%,振动加速度明显减小.由图6(b),在60km/h车速下,在频率2.5Hz处,幅值由0.41降低到0.23,降幅比为43.9%,同样可以得出在频率2.5Hz处振动加速度显著减小的结论.试验还测试了30~100km/h下座椅导轨的振动情况(车速间隔为5km/h),其他车速下的试验数据如表1所示(部分车速).由表1可知,改变板簧固有频率后,各车速下,驾驶室座椅导轨振动加速度均有较大幅度下降,因此,对板簧进行改进,能有效降低了该车驾驶室的振动.图6 板簧改进前、后不同车速下座椅导轨频谱图Fig.6 Comparison of the spectrum of the seat rail before and after improvement under deferent speeds表1 改进前、后座椅导轨振动加速度对比Tab.1 Comparison of the acceleration of the seatrail before and after improvement车速/(km·h-1)改进前/(m·s-2)改进后/(m·s-2)降幅比/%55 0.37 0.19 48.660 0.41 0.23 43.965 0.43 0.18 58.170 0.40 0.15 62.575 0.41 0.14 65.980 0.39 0.19 51.33 结论针对某商用车驾驶室振动过大的问题,使用LMS振动测试系统进行测试,找出引起驾驶室振动过大的原因.改进板簧后再次实车试验,分析改进前、后测试数据可知改进板簧的有效性,振动加速度显著下降,乘坐舒适性得到提高,研究得到以下结论:(1)运用LMS振动测试系统以及相应分析软件,对振动进行测试以及对测得数据进行频谱分析,可以有效测出振动传递路径上各环节的振动情况,并查出导致驾驶室振动过大的原因.(2)钢板弹簧固有频率与激励源频率重叠导致发生共振,极易使驾驶室振动过大,影响乘坐舒适性.通过减小板簧刚度降低其固有频率,使板簧固有频率避开激励源频率从而避免共振,其振动特性得到很大改善,驾驶室振动加速度明显减小,整车平顺性得到提升.参考文献:[1] 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某商用车高速工况驾驶室异常振动控制研究

某商用车高速工况驾驶室异常振动控制研究

10.16638/ki.1671-7988.2017.21.061某商用车高速工况驾驶室异常振动控制研究许德江,胡志强,韩磊,高安波(北汽福田汽车股份有限公司奥铃技术中心,山东诸城262200)摘要:文章针对某商用车在高速工况时驾驶室出现异常振动问题进行研究。

进行了整车道路试验、偏频试验和驾驶室模态试验,试验结果表明,异常振动原因为轮胎滚动频率、非簧载质量偏频和驾驶室一阶扭转模态发生耦合。

根据驾驶室扭转刚度与扭转模态之间的关系,对驾驶室关键钣金件进行了加强,以提高其扭转模态。

根据加强方案对驾驶室进行了改进,并进行了道路试验验证,结果表明,加强方案明显降低了问题车速下驾驶室振动峰值,异常振动消失,改进效果明显。

关键词:商用车;驾驶室;振动;模态中图分类号:U463.4 文献标识码:A 文章编号:1671-7988 (2017)21-178-03Structure Optimization of Commercial Vehicle’s Cab for Vibration ReductionXu Dejiang, Hu Zhiqiang, Han Lei, Gao Anbo( Ollin R&D center, Foton, Shandong Zhucheng 262200 )Abstract: This paper studied for reducing the abnormal vibration of a commercial vehicle’s cab at high speed. The vehicle road test, bias test and cab modal test were done for analyzing the cause of the abnormal vibration. The data of test indicated that the frequency of tire rolling, the non- sprung mass natural frequency and the cab’s first-order reverse mode were coupled. According to the relationship between the torsion stiffness and the first mode of the cab, some key sheet metal parts of the cab were reinforced for improving its fist torsion mode. The road test was done for verification. The result indicated that the peak vibration of the cab under the speed reduced significantly. The improvement effect is obvious.Keywords: commercial vehicle; Cab; vibration; modeCLC NO.: U463.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)21-178-03引言商用车高速工况的NVH性能主要受轮胎、悬架、传动及车身系统影响。

某重型商用车行驶抖动控制研究

某重型商用车行驶抖动控制研究

10.16638/ki.1671-7988.2018.15.048某重型商用车行驶抖动控制研究徐寅生,岳涛(安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥230601)摘要:行驶抖动即在满载、特定档位下加速到一定车速(发动机特定转速),驾驶室振动明显突增,座椅振动峰值达0.37g,主观评价无法接受;对振动传递路径以及传动系扭振测试,确定引起行驶抖动的原因,并进行优化及方案验证,解决该问题,为后期该问题提供整改思路及设计指导。

关键词:行驶抖动;动力传动系统;扭转振动;振动传递路径中图分类号:U467 文献标识码:B 文章编号:1671-7988(2018)15-129-04Research on driving vibration control of a heavy commercial vehicleXu Yinsheng, Yue Tao(Anhui Jianghuai Automobile Co. ltd, Anhui Hefei 230601)Abstract: The driving vibration accelerates to a certain vehicle speed ( specific engine speed ) under full load and specific gear, the cab vibration sharply increases, with the peak seat vibration reaching 0.37g, which makes the subjective evaluation unacceptable. Test the vibration transfer path and torsional vibration of the transmission system, clarify the cause of driving vibration, optimize and verify the schemes, solve this problem, and provide rectification ideas and design guidance for this problem in the later stage.Keywords: driving vibration; power transmission system; torsional vibration; vibration transfer pathCLC NO.: U467 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)15-129-04前言商用车客户群体趋向年轻化,正在从基本需求,向追求更高的驾驶舒适性转变;产品NVH性能作为最直观的感受,直接关系产品的市场竞争力。

重型卡车驾驶室抖动问题分析方法研究

重型卡车驾驶室抖动问题分析方法研究

1 重型卡车驾驶室抖动问题研究现状我国重型车发展起步较晚,对驾驶室舒适提高和解决驾驶室抖动的研究及解决方法较少。

驾驶室抖动问题主要的优化措施为基于试验找出驾驶室引起抖动频率和振源。

若频率可调,将两者调至不同的频率波段;若频率不可调,通过调整悬置的刚度与阻尼,实现减少振动强度的目标。

2 重型卡车驾驶室抖动问题具体实例分析就重型卡车驾驶室抖动问题来说,主要表现为出现较大的振幅,导致出现左右方向不规律侧倾摆动、上下方的振动、前后的窜动,使得驾驶人员易感到疲劳,甚至影响行车的安全性。

为了降低重型卡车驾驶室抖动问题带来的影响,在此对重型卡车振动信号测量试验和数据处理方法进行分析。

2.1 驾驶室与底盘关系驾驶室通过由弹簧与减振器构成的前弹簧阻尼系统和后弹簧阻尼系统与车架连接,而车架分别通过前悬架和后悬架与轮胎连接。

前悬架装由板簧和减振器构成,所以可以将其视为弹簧阻尼系统。

后悬架只有板簧没有减振器,所以只能看作是弹簧系统。

忽略轮胎变形的影响,路面的不平度和整车的振动,主要通过如图1所示的几大系统传递给驾驶室,从而影响整车的平顺性。

图1 振动传递路径2.2 振动信号测量试验此试验是测量工作车辆的振动信号,因此是在车辆正常工作时跟随车辆进行测量。

该试验将加速度传感器安装在卡车的关键位置,如坐椅、方向盘、车架、发动机、桥等,通过传感器测量振动加速度信号,进而研究卡车的振动信号。

测试中主要用到的设备为三向加速度传感器,包括动态数据采集卡、数据采集分析主机以及相应的数据分析软件。

实验路段选择较高等级的柏油路面,测试低频振动情况下车辆运行的抖动情况。

路面上,车辆选择不同的车速进行测试:抖动不明显的路段,每隔10km/h 进行一次实验采样;对于抖动较为明显的路段,每隔5km/h 进行一次采样。

2.3 振动信号分析通常情况下,振动测试中获取的数据并非是重型卡车的真实振动信号,或者说两者存在一定的差距,所以需对测试信号进行相应的处理。

商用车驾驶室减振降噪技术研究

商用车驾驶室减振降噪技术研究

商用车驾驶室减振降噪技术研究发表时间:2020-11-30T06:49:58.531Z 来源:《中国科技人才》2020年第22期作者:赵春阳[导读] 汽车是现代人类生活中必不可少的交通工具,随着汽车的普及和人们生活水平的提高,汽车的NVH(Noise、Vibration、Harshness)性能即噪声、振动和舒适性已经成为汽车业不断追求的性能指标。

河南森源重工有限公司河南长葛 461500摘要:汽车是现代人类生活中必不可少的交通工具,随着汽车的普及和人们生活水平的提高,汽车的NVH(Noise、Vibration、Harshness)性能即噪声、振动和舒适性已经成为汽车业不断追求的性能指标。

其中的噪声问题不仅会影响车内人员的乘车体验,还会对道路周边环境造成噪声污染问题。

所以尽可能降低汽车行驶中的噪声是新车型投产前必须进行的工作。

本文基于商用车驾驶室减振降噪技术研究展开论述。

关键词:商用车;驾驶室;减振降噪技术研究引言随着人们生活水平和生活质量的快速提高,人们对商用车的舒适度提出了更加高的要求,而商用车的舒适度主要与车辆在行驶过程中的振动,噪音等有关,因此,在商用车的制造中必须引进先进、有效的减振降噪技术,切实提高商用车的舒适度,为人们提供创造舒适的乘车环境。

1商用车驾驶室的噪声来源和传播途径驾驶室除了提供各系统必要的安装点,主要作用就是隔绝外部带来的影响。

然而在设计和制造商用车的过程中,受制于车辆的成本和结构限制等因素,未能形成完整的隔音屏障,以隔离车辆外的噪音。

其次,在商用车行驶过程中,驾驶室车体振动产生固体声及空气与车身之间的冲击和摩擦声。

具体分析如下:1.1外部噪声在驾驶室内传播舱外噪音基本上与舱内隔绝,但由于商用车的某些结构特点,仍有孔隙,例如门窗、地板等位置,这就使得噪音源可通过这些缝缝在舱内传播。

1.2车体振动产生的固体声音在商用车行驶过程中,发动机和传动装置振动,由于道路不平整而引起车轮振动,振动通过车架和悬架传递到驾驶室。

商用车驾驶室振动原因的试验研究

商用车驾驶室振动原因的试验研究

商用车驾驶室振动原因的试验研究摘要:随着我国汽车工业的发展,汽车在人们的生活中起着越来越重要的作用。

本文就商用汽车驾驶室振动原因进行了实验分析,希望更好的保证商用汽车驾驶室的舒适性,提高商用汽车的驾驶舒适度。

关键词:商用汽车;驾驶室;振动;原因实验一、项目及方法(一)商用车整车原地点火、怠速和熄火工况振动水平测试试验:试验时车停止在平整水平路面上,手刹车拉紧,变速箱空挡;试验为原地点火、怠速稳定运转和熄火工况。

(二)发动机隔振系统、驾驶室隔振系统和整车的振动传递特性试验:应用锤击法在各测点产生冲击力,通过测试各测点的响应,运用振动试验分析软件确定各传递路径的振动传递特性。

二、实验结果分析(一)振源分析由于商用车驾驶室的剧烈振动是在原地点火、怠速和熄火工况产生的,因此发动机是产生振动的激振源。

对于发动机,产生振动的激励力主要有:1)点火产生的爆发脉冲力;2)由旋转和往复零部件产生的惯性力和惯性力矩。

多缸发动机可视为几个单缸发动机组合而成,其作用力为各缸力的矢量和。

该商用车发动机为四缸立式直列四冲程柴油发动机,曲轴的布置方式为180°。

因此产生二次往复惯性力产F2n=4mBRω2cos2ωt式中,r为曲柄半径;l为连杆长度;mB为往复质量;ω为曲柄回转角速度;t为时间。

由式(1)可知,四缸发动机产生二次往复惯性力的频率f2n是发动机转速频率的2倍。

f2n==式中,n为发动机的转速(r/min)。

由于点火产生的爆发脉冲压力在缸体上产生绕平行于曲轴轴线的倾覆力矩,它是曲轴转角的周期函数,等点火间隔的点火脉冲频率fS是fS=2nN/C(3)式中,N为气缸数;n为发动机转速;C为冲程数。

(二)发动机和驾驶室隔振分析隔振是使一结构向另一结构减小振动或力传递的手段。

从振动理论可知,如隔振元件足够软,则除共振频率附近外,激振源只向受振结构传递很小的力。

但是,隔振元件非常软,产生的效果是激振源产生很大的静位移和振幅。

商用车驾驶室振动测试试验研究_王成文

商用车驾驶室振动测试试验研究_王成文

第28卷第5期2012年10月哈尔滨商业大学学报(自然科学版)Journal of Harbin University of Commerce (Natural Sciences Edition )Vol.28No.5Oct.2012收稿日期:2012-04-29.基金项目:哈尔滨商业大学研究生创新科研资金项目(YJSCX2011-197HSD );黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12521130).作者简介:王成文(1987-),男,硕士,研究方向:振动信号分析与减振技术.商用车驾驶室振动测试试验研究王成文,谷吉海,庞明,金向阳,高翔(哈尔滨商业大学轻工学院,哈尔滨150028)摘要:针对某商用卡车驾驶室振动异常的情况,依据汽车平顺性随机输入行驶试验方法国家标准对该卡车进行实车道路平顺性试验,通过计算驾驶室悬置的隔振率,并结合频谱分析的方法进行综合分析,找出振动的原因是驾驶室悬置的隔振效果差,与动力总成的激励频率共振,影响了驾驶室舒适性,需要改进悬置参数来改善隔振特性.关键词:驾驶室;振动测试;平顺性;频谱分析中图分类号:U467文献标识码:A文章编号:1672-0946(2012)05-0591-05Experimental study on vibration test of commercial vehicle cabWANG Cheng-wen ,GU Ji-hai ,PANG Ming ,JIN Xiang-yang ,GAO Xiang(School of Light Industry ,Harbin University of Commerce ,Harbin 150028,China )Abstract :In order to solve the problem that a commercial vehicle cab in the usual speeds has a heavy vibration ,a road vehicle experiment should be made based on the testing method of automobile ride comfort with random input of national institute of standards.By calculating isolation rate of the cab suspension and the method of signal spectrum analysis ,this paper found the part of the vehicle arise the cab jitter.The result of the test showed that cab sus-pension system natural frequency was close to the powertrain excitation frequency causing the cab resonance and the vibration isolation effect of the cab suspension was poor ,which needs to improve the structural parameters of the cab suspension.Key words :cab ;vibration testing ;ride comfort ;spectrum analysis乘坐舒适性是现代车辆主要性能指标之一,它直接影响人车系统操纵稳定性和行驶安全性[1].驾驶室振动测试试验是研究车辆平顺性的重要方法,也是评价车辆平顺性好坏的有效手段.近年来,由于计算机和信号处理技术的发展,为车辆的试验研究提供了高效的测试手段.车辆可以在试制后,对其平顺性进行评价,如果存在问题可以对相应结构进行改进,以改善车辆的平顺性[2].本文针对某商用卡车的振动异常状况对驾驶室进行振动测试试验,通过对试验数据的处理和分析,找出振动的主要原因,并提出改进建议.1实车路测试验1.1试验条件试验路面:B 级路面(沥青路).试验车速:45、60、75、90km /h.常用车速:60km /h.汽车载荷:带挂空载、驾驶室人员3人(75kg /人).试验设备:LMS 声振测试仪(32通道)、三向加速度传感器9个、坐垫传感器1个、联想think-pad W510笔记本电脑1台、LMS Test Xpress 软件1套、Matlab 软件1套.采样频率:200Hz.采样时间:120s.1.2试验方法试验在上述条件下进行,车辆匀速直线行驶,每个速度下采集120s 的加速度数据,测试人员坐在副驾驶位置,后面坐1个人达到驾驶室定员人数,用LMS 声振测试仪采集时间-加速度数据,各测点布置情况如图1所示.测点1—座椅坐垫;测点2—座椅滑轨;测点3(5)—前悬左(右)上;测点4(6)—前悬左(右)下;测点7(9)—后悬左(右)上;测点8(10)—后悬左(右)下图1驾驶室测点布置1.3试验数据采集与处理试验采集了45、60、75、90km /h 下各测点的时间—加速度数据.由于驾驶室悬置是左右对称的,因此每个速度下,前后悬置可以只选择单边一侧的测点进行绘图分析即可.如图2所示为90km /h 车速下的时间–加速度数据.数据处理主要由计算机完成:1)用LMS Test Xpress 软件对采集的数据进行初步的处理,得出各测点加速度均方根值,并计算驾驶室的舒适度和悬置的隔振率.2)振动信号时域波形混有大量噪声成分如图2所示,无法提取振动信息,需借助频谱分析.应用Matlab 软件绘制各测点信号的功率谱.2振动原因分析2.1舒适度评价在试验过程中,在各车速下驾驶员主观感受驾驶室抖动过大.计算驾驶室座椅坐垫处3个方向的加权加速度均方根值如表1所示,通过对比表2[3],客观数据评价符合主观感受,行驶过程中驾驶员处于极不舒服状态,随着车速的提高卡车的平顺性越来越差.图2振动信号时域波形表1加权加速度均方根值试验结果车速/(km ·h -1)X 方向加权加速度均方根值/gY 方向加权加速度均方根值/gZ 方向加权加速度均方根值/g三个方向总加权加速度均方根值/(m ·s -2)450.0650.0900.1171.945600.0630.1010.1322.126750.0650.0760.1482.037900.0960.0980.1552.468表2人的主观感受与加权加速度均方根值的关系人的主观感觉加权加速度值/(m ·s -2)平均加权加速度值/(m ·s -2)没有不舒服<0.315<0.315稍有不舒服0.315 0.6300.480有些不舒服0.500 1.0000.740不舒服0.800 1.6001.150很不舒服1.250 2.5001.830极不舒服>2.0002.0002.2驾驶室悬置隔振率分析悬置下为激励的输入点,悬置上为激励的输出点,可以用隔振率T d 来描述驾驶室悬置的隔振效果[4],其公式如下:T d =激励加速度均方根值-响应加速度均方根值激励加速度均方根值ˑ100%·295·哈尔滨商业大学学报(自然科学版)第28卷若隔振率为负值,说明悬置产生了放大振动的作用;若隔振率为正值,说明悬置有一定的隔振效果,值越大说明隔振效果越好.图3、4、5所示为卡车各车速下驾驶室三个方向的隔振率曲线.因为驾驶室悬置主要针对垂直方向设计弹簧阻尼器来隔振的,所以在X 、Y 方向上没有弹簧阻尼器,隔振效果较差[5].由图3所示X 方向上,前后悬隔振效果都很差,有放大的现象,这是由于悬置X方向相对Z 向刚度较大;Y 方向上,前后悬隔振效果一般,后悬右侧有放大现象,是由于后悬右侧空气弹簧气囊内的压力约0.3MPa 过小造成(左侧约0.5MPa );Z 方向上,前悬的隔振率基本不随车速发生变化,隔振效果一般,后悬的隔振效果随车速增加越来越好,主要是由于车速增加后,路面和动力总成对车辆的激励频率有所增大,更加远离驾驶室悬置系统的固有频率.2.3数据的频谱分析由表1可以看出,Z 向加速度均方根值远大于X 、Y 方向均方根值,且人体对Z 向振动更加敏感[6],同时卡车直线匀速行驶过程中,侧倾和仰俯姿态影响较小,因此只需考虑Z 向振动情况.驾驶室座椅坐垫为人体直接接触,主要关注座椅坐垫的振动情况.当车速为45km /h 时,如图6所示.驾驶室座椅坐垫Z 方向主要峰值频率为13.28(能量最高),20.7、40.23、60.16Hz.后三者为倍频关系,基频20.7Hz.说明存在某周期性振动.经过驾驶室悬置的隔振,这种周期性振动的能量传到驾驶室内明显衰减,然而13.28Hz 处的能量有一定的放大,说明悬置对13.28Hz 频率的隔振效果差.当车速为60km /h 时,如图7所示.驾驶室座椅坐垫Z 方向的主要峰值频率为18.36Hz.18.36Hz 的幅值能量经悬置和座椅的隔振后,出现了幅值能量放大的现象,其他高频成分明显衰减.当车速为75km /h 时,如图8所示.驾驶室座椅坐垫的主要峰值频率为13.28,23.44Hz (能量最高).其他测点的仅存在高频成分,传递到驾驶室能量幅值明显降低.但悬置对频率23.44Hz 的激励有放大现象,隔振效果差.图645km /h 振动信号频域波形当车速为90km /h 时,驾驶室座椅坐垫处主要峰值频率为28.52Hz.其他测点均在28.52、42.58、57.81、71.48Hz 处有能量集中,发现这四个特征频率均为14Hz 的倍频,传递到驾驶室中幅值能·395·第5期王成文,等:商用车驾驶室振动测试试验研究量已明显降低.但对28.52Hz 频率隔振效果差.见图9.图990km /h 振动信号频域波形由表3可以看出随着车速的增加,驾驶室主要激励频率逐渐增大,说明这些激励频率与车辆的动力总成有关,可能是驾驶室悬置系统的某阶固有频率接近于动力总成某激励频率,以至产生了共振,同时驾驶室悬置对以上4个特征频率隔振效果差,甚至放大了幅值能量.车速60km /h 时幅值能量最大,由于60km /h 是该类型卡车的行驶常用车速[7],因此有必要对驾驶室悬置的隔振特性进行研究和改进.[8]2.4改进建议1)运用ADAMS 软件计算驾驶室悬置系统的各阶模态频率,通过改进悬置的结构参数-刚度K 、阻尼系数C 、阻尼比ζ,来改善其隔振特性.2)根据振动理论,应设计悬置的固有频率的倍小于激励频率,取ω/ωn >2.5 5(为激励频率,悬置固有频率),悬置才起到良好的隔振效果.激励源分析:各车速下,发动机的转速分别为1400、1700、1700、1600r /min ,6缸四冲程,激振频率分别为70、85、85、80Hz ,排除发动机轴频激励.轮胎型号为12.00-R20,在各车速下计算激励频率分别为3.62、4.83、6.03、7.24Hz ,排除车轮激励.路面为B 级路面,其激励在各个车速下贡献是一样的,路面激励也是无法避免的,不给予关注[4].45、90km /h 车速下出现的周期性频率振动,·495·哈尔滨商业大学学报(自然科学版)第28卷可能是由齿轮箱某转子的振动产生的,但经悬置隔振后不是驾驶室的主要激励频率.通过对比各车速下的驾驶室座椅坐垫的主要激励频率如表3所示.表3各车速驾驶室座椅坐垫主要激励频率与幅值统计车速/(km·h-1)主要激励频率/Hz功率谱幅值/(m2·s-3)ˑ10-34513.282.5366018.364.5517523.443.8879028.523.7223结语通过驾驶室振动测试试验,结合先进的数据处理软件,研究了驾驶室的舒适度、悬置的隔振率和信号的功率谱等,对车辆的平顺性进行了全面的综合分析,找出车辆振动的主要原因是驾驶室悬置隔振效果差,与动力总成存在某阶频率的共振现象.为改善该车的平顺性提供了可靠的数据参考.参考文献:[1]陈敏.中国商用车产业发展模式研究[D].武汉:武汉理工大学,2010.[2]张立军,陈学文,朱博.SY6480轻型客车平顺性试验及评价[J].辽宁工程技术大学学报,2004,23(4):532-535.[3]唐传茵,张天侠,李华,等.汽车振动舒适性评价研究[J].振动与冲击,2008,27(9):158-161.[4]孙加平,张袁元,李舜酩,等.某重型卡车驾驶室振动测试与诊断[J].机械设计与制造,2010(9):213-215.[5]王楷焱.商用车驾驶室悬置系统隔振特性与优化研究[D].吉林:吉林大学,2011.[6]国际标准协会技术委员会.ISO2631-1:1997(E),机械振动与冲击-人体承受全身振动的评价-第一部分:通用要求[S].瑞士:国际标准协会,1997.[7]长春汽车研究所.GB/T4970-1996,汽车平顺性随机输入行驶试验方法[S].北京:机械工业部,1996.[8]武岩,金向阳,谷吉海,等.基于振动信号的民航发动机试车故障的诊断[J].哈尔滨商业大学学报:自然科学版,2010,26(4):455-458.(上接586页)新的密切结合污水换热器的经济而有效地防除垢对策.参考文献:[1]姜延朔,李一明.超声波防除垢技术的工业应用[J].节能,2010,1:62-65.[2]秦娜.原生污水的紊流特性及其热泵系统的研究[D].天津:天津大学,2010.[2]丘泰球,胡爱军,姚成灿,等.超声波防除积垢节能技术及设备开发[J].应用声学,2002,2(21):8-11.[3]BOURIS D,KONSTANTINIDIS E,BALABANI S,et al.Design of a novel,intensified heat exchanger for reduced fouling rates.International Journal of Heat and Mass Transfer,2005,48:3817-3832.[4]李虹霞.超声空化防除垢与水力空化防除垢和强化传热实验研究[D].北京:中国科学院,2009.[5]FLYNN H.Physics of Acoustic Cavitation in Liquids,Physics Acoustic[J].W P Mason,ed.,NewYork:Academic Press,1964,1B,167.[6]皇磊落.超声波除垢的流动液体运行参数的实验研究[D].西安:陕西师范大学,2008.[7]WANG G,INANC S,WEI S,et al.Dynamics of attached tur-bulent cavitating flows[J].Progress in Aerospace Science,2001,37(4):551-581.[8]TABOREK J.Predictive Methods for Fouling.Behavior[J].Chem.Eng.Progress,1972,68(7):69-78.[9]TABOREK J.Fouling:The Major Unresolved Problem in Heat Transfer,Chem.Eng.Progress,1972,68(2):59-68.[10]梁成浩,白忻平.超声波阻垢性能的研究[J].中国给水排水,2008,13:64-66.[11]刘志斌,张承虎,钱剑峰,等.城市污水冷热源污水污杂物分级浓度测试实验[J].流体机械,2007,35(1):56-59.[12]钱剑峰,谭延坤,张吉礼.污水源热泵系统声空化除污与强化换热技术[J].建筑热能通风空调,2011,30(6):24-29.[13]钱剑峰,郭运,李江丹.采集凝固热热泵系统连续取热的参数条件分析[J].哈尔滨商业大学学报:自然科学版,2011,27(4):630-632,637.·595·第5期王成文,等:商用车驾驶室振动测试试验研究。

特定车速下商用车驾驶室抖动原因分析

特定车速下商用车驾驶室抖动原因分析

特定车速下商用车驾驶室抖动原因分析胡溧;崔嵘;杨啟梁;陶玉勇【摘要】In order to solve the abnormal vibration problem of commercial vehicle cab in specific speed, source of the abnormal vibration and transfer path of vehicles in a specific speed and transfer path are found out through offset frequency test, road smoothness test and vibration isolation ratio test for cab and combined with spectrum analysis, coherence analysis and finite element analysis method. The results show that when the vehicle speed is about 45 km/h, the excitation frequency of the wheel is close to the natural frequency of the cab and the first-order modal of the vehicle frame, which leads to the resonance. Improvement proposals for the excitation source causing abnormal vibration of the cab are proposed, which eliminate the abnormal vibration phenomenon and provide an effective fault diagnosis process for such problem.%为解决某商用车在特定车速下发生驾驶室异常抖动问题,通过偏频实验、道路平顺性试验、驾驶室悬置的隔振率测试,结合频谱分析和相干分析以及有限元分析进行综合分析,找出该汽车在特定车速下异常振动的振源与传递路径.结果表明:当车速在45 km/h左右时,车轮产生的激振频率与驾驶室的固有频率和车架的一阶模态接近,导致共振.针对引起该驾驶室异常振动的激励源提出改进建议,消除异常振动现象,并为该类问题提供一种有效的故障诊断流程.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2018(044)004【总页数】7页(P19-25)【关键词】振动测试;频谱分析;相干性分析;有限元【作者】胡溧;崔嵘;杨啟梁;陶玉勇【作者单位】武汉科技大学汽车与交通工程学院,湖北武汉430081;武汉科技大学汽车与交通工程学院,湖北武汉430081;武汉科技大学汽车与交通工程学院,湖北武汉430081;武汉科技大学汽车与交通工程学院,湖北武汉430081【正文语种】中文0 引言汽车平顺性是指汽车在一般行驶车速范围内行驶时,能保证驾驶员不会因车身振动而引起不舒服和疲劳的感觉,以及保持所运货物完整无损的性能[1]。

驾驶室结构振动及其声固耦合噪声响应分析

驾驶室结构振动及其声固耦合噪声响应分析

图 4 厚度为 3 mm下驾驶员左耳声压曲线对比

图 2 驾驶员左耳处声压对比曲线
从图 2还可以看出 ,频率范围在 105 Hz~115 Hz、145 Hz~155 Hz和 182 Hz~190 Hz内 ,驾驶员左耳处的场点声 压比较小 ,这样驾驶员左耳听到的噪音也比较小 。当频率 范围在 88 Hz~100 Hz、126 Hz~138 Hz、169 Hz~172 Hz 内 ,场点声压出现波峰 ,这里 92. 93 Hz、131. 04 Hz、172. 71 Hz恰恰是驾驶室声模态的第 2、4、7 阶 ,引起了声腔共鸣 , 使驾驶员左耳听到的噪音很不舒适 。因此在进行驾驶室的 结构设计时 ,发动机对于驾驶室的激振频率要尽量避开这 3个频率段 ,底盘的调校也同样要避开这 3个频率段 ,使驾 驶员与乘员在驾乘过程中尽量不受到噪音的干扰 。 3. 2 声固耦合作用
式 (4)和式 (5)描述了完全耦合的结构流体运动方程 ,
用统一的矩阵形式表示为
MS 0 Β
CS
0
·
U
ρf R M f
·· + P
0
Cf
·+ P
KS
- RT
U =
FS
(6)
0 Kf P
0
根据弹性结构和流体相互耦合的离散化矩阵方程 ( 6)
可以得到结构表面 S 节点处的位移和声压 。
1. 2 声学边界元方程
(西北工业大学 机电学院 ,西安 710072)
摘 要 :利用有限元分析软件 ANSYS和声学分析软件 SYSNO ISE对卡车驾驶室的振动与内部声场耦合做了数值计 算分析研究 。介绍了振动频响分析方法 ,动力学计算与声学边界元模型耦合的具体步骤 。通过计算分析 ,分别研究 了驾驶室结构的声固耦合模型与非耦合模型对室内声场的影响 ,从而找出在不同的壁板厚度条件下 ,声固耦合作用 对室内噪声的影响 ,以及驾驶室内声场的变化规律 。 关 键 词 :驾驶室 ;振动 ;声学 ;有限元 ;边界元 ;声固耦合 中图分类号 : TH113 文献标识码 : A

重型商用车驾驶室模态试验与分析

重型商用车驾驶室模态试验与分析

重型商用车驾驶室模态试验与分析摘要:驾驶室模态分析是商用车NVH特性研究的重要内容,识别驾驶室模态对避免驾驶室结构与声腔共振以及降低车内噪声有着重要的意义。

本文以某重型商用车驾驶室为例,采用模态试验法进行模态测试及分析,获得驾驶室模态频率和变形部位,为后续驾驶室的结构优化和NVH性能改善提供了重要依据。

关键词:驾驶室模态;模态试验法;NVH性能;结构优化引言车辆NVH特性是指在车辆工作条件下驾驶员和乘客感受到的噪声(Noise)、振动(Vibration)和声振粗糙度(Harshness),是衡量汽车质量的重要综合性指标。

驾驶室作为是重型商用车四大系统之一,可直接将振动噪声传递给驾驶员和乘客,其结构性能的好坏对整车NVH有重要影响,并将直接影响到产品的竞争力。

因此,在研发阶段就必须严格控制驾驶室结构模态等车辆NVH性能关键参数。

商用车驾驶室车内噪声成分含有低频、中频和高频,在汽车研发阶段要分别考虑加以抑制。

由结构振动引发的低中频噪声,易引起乘客疲劳烦躁等不适,严重影响汽车乘坐舒适性。

研究通过测试分析和优化驾驶室结构模态以降低驾驶室内振动、噪声意义重大。

本文基于国内某重型商用车,采用模态测试分析技术,研究了驾驶室结构NVH特性,为后续驾驶室结构优化和降低了车内振动噪声提供了重要依据。

1.模态测试基本原理驾驶室系统离散化后可视为一种具有N个自由度的线弹性动力系统,其强迫振动的运动方程式可用矩阵形式表示:①方程①经拉氏变换得:传递函数可表示为:[M]--质量矩阵,实对称矩阵,正定;[C]--阻尼矩阵,实对称矩阵,半正定;[K]--刚度矩阵,实对称矩阵,正定或半正定。

令,振动系统的频响函数矩阵为:对于线性系统,多自由度系统的频响函数是多个单自由度系统频响函数的线性组合。

要确定全部模态参数、、,实际上只要测量频率响应函数矩阵的一行或者一列即可。

对系统i点进行激励并在j点测响应,可得传递函数矩阵中第行j列元素为:2.驾驶室模态测试方案2.1模态分析方法模态测试分析方法分为时域法和频域法。

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商用车驾驶室振动原因的试验研究
作者:申永浩
来源:《企业文化》2017年第11期
摘要:随着我国汽车工业的发展,汽车在人们的生活中起着越来越重要的作用。

本文就商用汽车驾驶室振动原因进行了实验分析,希望更好的保证商用汽车驾驶室的舒适性,提高商用汽车的驾驶舒适度。

关键词:商用汽车;驾驶室;振动;原因实验
一、项目及方法
(一)商用车整车原地点火、怠速和熄火工况振动水平测试试验:试验时车停止在平整水平路面上,手刹车拉紧,变速箱空挡;试验为原地点火、怠速稳定运转和熄火工况。

(二)发动机隔振系统、驾驶室隔振系统和整车的振动传递特性试验:应用锤击法在各测点产生冲击力,通过测试各测点的响应,运用振动试验分析软件确定各传递路径的振动传递特性。

二、实验结果分析
(一)振源分析
由于商用车驾驶室的剧烈振动是在原地点火、怠速和熄火工况产生的,因此发动机是产生振动的激振源。

对于发动机,产生振动的激励力主要有:1)点火产生的爆发脉冲力;2)由旋转和往复零部件产生的惯性力和惯性力矩。

多缸发动机可视为几个单缸发动机组合而成,其作用力为各缸力的矢量和。

该商用车发动机为四缸立式直列四冲程柴油发动机,曲轴的布置方式为180°。

因此产生二次往复惯性力产
F2n=4mBRω2cos2ωt
式中,r为曲柄半径;l为连杆长度;mB为往复质量;ω为曲柄回转角速度;t为时间。

由式(1)可知,四缸发动机产生二次往复惯性力的频率f2n是发动机转速频率的2倍。

f2n==
式中,n为发动机的转速(r/min)。

由于点火产生的爆发脉冲压力在缸体上产生绕平行于曲轴轴线的倾覆力矩,它是曲轴转角的周期函数,等点火间隔的点火脉冲频率fS是fS=2nN/C(3)
式中,N为气缸数;n为发动机转速;C为冲程数。

(二)发动机和驾驶室隔振分析
隔振是使一结构向另一结构减小振动或力传递的手段。

从振动理论可知,如隔振元件足够软,则除共振频率附近外,激振源只向受振结构传递很小的力。

但是,隔振元件非常软,产生的效果是激振源产生很大的静位移和振幅。

同时,只有在激振源的激振频率高于√2倍隔振系统固有频率时才有隔振效果。

隔振效果的好坏是以隔振效率的,如下式所示
I=(1-Ad/Au)×100%
式中,Ad为受振结构上悬置点振动加速度峰值;Au为激振源上悬置支架点振动加速度峰值。

若0
1.发动机隔振分析
由于发动机产生的主要激振力频率是2倍于转速频率的二次往复惯性力和倾覆力矩。

为了减少它对车身的影响,在发动机-变速箱部件与车身之间安装有3个橡胶悬置以隔离发动机的激振力传递到车身上。

2.驾驶室隔振分析
驾驶室上各悬置点在X方向都将车架上振动放大。

同时,左侧后支承Z方向也将车架上的振动放大。

比较驾驶室振动隔振效率,非放大点的隔振效率都不越过45%。

综上所述,从车架支承点传递到驾驶室支承点的隔振效率比较低,并且在X方向有放大作用。

同时,在点火和熄火阶段,驾驶室上各悬置点的的X、Y、Z方向振动出现大的共振峰值,特别是Y方向比较显著。

驾驶室支承点振动与座椅振动比较表明,驾驶室振动是多模态有复合振动。

三、驾驶室结构优化
采用灵敏度分析方法确定驾驶室各部件厚度对驾驶室一阶频率的贡献大小。

经计算可得,驾驶室一阶频率对各板件厚度的灵敏度最大的前3个部件及其对应的灵敏度分别是:前围立柱外板6.600Hz/mm、前围立柱内板0.785Hz/mm、侧围内板0.154Hz/mm。

其中前围立柱外板灵敏度远远大于其它部件,根据驾驶室结构零件的可制造性,及最大限度地减少模具的改变量,降低改进成本等工程应用的实际,仅选择前围立柱外板的厚度进行调整。

当汽车在正常路面上以低于150km/h的速度行驶时,路面不平、车轮不平衡对汽车的激励频率低于21Hz,而商用车的常用车速为30~70km/h,引起的激励频率要远低于21Hz。

为了减少驾驶室的一阶扭转振动与来自悬置下的激励发生的相互作用,同时使其频率避开发动机的怠速激励频率范围,计划把驾驶室一阶模态频率提高到21Hz左右。

在OPTISTRUCT模块中,以
质量,扭转、弯曲工况下的位移,一阶频率最大21Hz为约束,以驾驶室前围立柱外板的厚度为设计变量,驾驶室一阶扭转频率最大为优化目标进行优化设计。

根据迭代结果对前围立柱外板的厚度重新赋值,对调整后的驾驶室重新进行模态分析,其一阶扭转频率由原来的18.076Hz提高到了21.017Hz,如图7,达到了目标值。

优化后车身扭转刚度由19867Nm/(°)提高到23604Nm/(°),达到同类车型扭转刚度的范围。

车身的弯曲刚度改善不大。

车身结构调整后,驾驶室白车身的重量比原先只增加了3.5kg,因此本结构完全兼顾了轻量化的要求。

三、结束语
通过对商用汽车驾驶室振动原因进行实验,更加准确的了解到了导致驾驶室振动的不合理因素。

能够更好的改善商用车驾驶室的舒适性。

参考文献:
[1]贺岩松,张军峰,徐中明,等.道路试验条件下商用车驾驶室振动舒适性优化[J].重庆大学学报自然科学版,2012,35(10):1-8.。

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