红岩金刚车全浮式驾驶室悬置设计分析

北京汽车

图3

驾驶室前悬置装配位置

文章编号：1002-4581（2010）04-0012-05

红岩金刚车全浮式驾驶室悬置设计分析

张

兰1，曾佳2

Zhang Lan 1，Zeng Jia 2

（1.重庆交通大学，重庆400074；2.上汽依维柯红岩商用车有限公司，重庆401122）

摘

要：

针对红岩金刚车全浮式驾驶室悬置系统的损坏和隔振差情况，对该车型进行道路试验，测试驾驶室的平顺性，并分析驾驶室悬置的隔振性能，最后通过对悬置的力学计算分析提出整改方案，建立三维模型进行装配可行性分析，并最终在整车上试装成功。此测试、分析、计算方法可供重型车驾驶室悬置工程师参考。

关键词：驾驶室悬置；平顺性；隔振；计算分析

中图分类号：U463.83:U469.2

文献标识码：A

引

言

汽车平顺性的问题日益受到重视，驾驶室乘坐舒适性是汽车的一个重要性能指标。其中，载货汽车驾驶室悬置系统的结构和参数是决定乘坐舒适性的主要因素。目前，国内外对驾驶室悬置的研究主要集中在以下3个方面：驾驶室的安全性、驾驶室的疲劳可靠性、驾驶室的振动与噪声问题。

车辆在路面上行驶时，乘客振动舒适性主要受以下两方面因素的影响：一方面由发动机传动系统的振动引起，其振动频率较高，对人体舒适性影响较小；另一方面由于路面的不平整等因素引起的振动，其频率大多集中在l ~20Hz 。上述两种激励最终均是通过驾驶室地板传递至人体。

而驾驶室悬置是振动传递到驾驶室内人体上的主要路径，所以驾驶室悬置的结构和相关参数的设计对驾驶室的舒适性起着至关重要的作用。

1

驾驶室悬置隔振性能测试

1.1

测试说明

（1）试验是在上汽依维柯红岩商用车有限公

司江北厂区外面的试车公路进行的，测量了30km/h 、40km/h 、50km/h 、60km/h 车速下的振动；

（2）测试车速以汽车车速表为准，尽量保持匀速，但是试验路段干扰较大，车速一致性不是很好；

（3）测量了驾驶室前后悬置左侧上下连接处

图1

红岩金刚车驾驶室后悬

图2

红岩金刚车

北京汽车

的三轴向振动，但实际分析结果表明，悬置只对悬置上下连接处的垂直振动有影响。1.2

测试结果分析

由于驾驶室—悬置振动系统的频率较低，因此只分析20Hz 以内的振动。以悬置下的振动为激励（i m ），悬置上的振动为响应（r e ），驾驶室—悬置系统的传递函数，并分析悬置的隔振率。用传递率来表示悬置的隔振性能，传递率即响应加速度均方根值与激励加速度均方根值的比值。以i m －R M S 表示激励加速度均方根值，r e －R M S 表示响应加速度均方根值，则传递率T D 为：

T D =（r e －R M S ）/（i m －R M S ）表1

驾驶室悬置垂向振动分析结果

表1列出了各种测量工况下前后悬置上下垂直振动的加速度均方根值和传递率，可以看出，前后悬置的传递率偏高，尤其是后悬置的传递率几乎为100%。说明从减小振动传递的角度来看，该驾驶室的悬置性能不好。

另外还从频域内对悬置上下振动进行了分析对比，计算悬置上下振动的自功率谱，通过互谱和自谱计算传递函数和相干函数。图4、图5给出了30km/h\上坡\5挡时前悬置、后悬置的分析结果。从上述频域分析图中，可以看出，

前后悬置的阻尼比较大（尤其是后悬置），导致其传递率很高，几乎没有起到隔振的作用。

图4

前悬置频域分析

图5

后悬置频域分析

1.3小结

从用户使用损坏情况（见图6、图7），三包索赔情况（见表2）以及上面的测试结果来看，红岩金刚车全浮式驾驶室悬置系统的结构、减振弹簧、减振器的参数都存在不合理之处。为改善驾驶室的平顺性，提高舒适性，降低索赔率，需要对红岩金刚车全浮式驾驶室悬置系统的结构、减振弹簧、减振器进行改进设计。

表2

驾驶室悬置修换索赔粗略统计

2驾驶室前后悬置计算分析

表3

红岩金刚高顶驾驶室重量参数

驾驶室×重量

总重量/N 前悬承重/N

后悬承重/N

金刚高顶驾驶室

8720

5248

3472

时间

使用数量

修换次数修换费用2008-06-01－2009-10-3123474件

437次

312301.42元

前悬置

后悬置

工况

E-RMS （ms -2）R-RMS （ms -2）TD （%）E-RMS （ms -2）R-RMS （ms -2）

TD （%）

30上坡5挡0.49440.552089.60.32330.3210101.030下坡5挡0.47210.583280.60.30980.3055101.040上坡5挡0.67460.689897.80.51600.517299.850下坡6挡0.56950.5770101.0

0.37670.384897.940上坡6挡0.53210.585890.80.40570.409199.250上坡6挡0.55560.569097.60.36480.367199.450下坡6挡0.53960.562096.00.36740.3745

98.1

60上坡7挡0.52050.572490.90.41550.4017103.060下坡7挡0.52510.580590.50.41860.4043104.040上坡6挡0.57650.601595.80.42980.4416

97.340下坡6挡0.54560.649184.10.38050.3753101.0

平均值

92.2

100.2

图6

前悬置损坏

实图（橡胶垫损坏）

图7

后悬置损坏

实图（弹簧损坏）