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摘 要：平顺性是汽车的一项重要性能，卡车为了能够承受较重的货物，目前情况下悬架主要为刚板弹簧结构，舒适性相对较差。另外，汽车振动是一个复杂的系统，卡车设计中需参考成熟车型的振动参数，结合实车测试，对参数不断调整优化，使整车舒适性进一步提高。
关键词：平顺性；振动；质量模型；加权振级；阻尼系数
中图分类号：U461.4 文献标识码：A 文章编号：1671-7988（2018）07-82-02
Abstract： Smoothness is an important performance of automobile. In order to be able to bear heavy goods， the suspension is mainly rigid plate spring structure， so its comfort is relatively poor. In addition， car vibration is a complex system. The vibration parameters of mature models should be referred to in truck design.
Keywords： Flexibility； vibration； Quality model； Weighted Vibration Levels； Damped coefficient
CLC NO.： U461.4 Document Code： A Article ID： 1671-7988（2018）07-82-02
前言
现代卡车的发展，对乘坐舒适性越来越高，除了满足必要的载货要求外，乘坐舒适性也是设计者要考虑的重要性能。但卡车不同于乘用车，受力情况较为复杂，舒适性和承载性难以兼得。设计时往往将前后轴分开考虑，后悬架系统为了满足必要的承载性，设计时多在悬架的主板簧上方增加副板簧结构，而前轴主要承受驾驶室及乘员，无副加板簧，且为了增加舒适性，通常采用少片簧结构。同时，卡车发动机布置在驾驶室下方，振动系统显得较为复杂，为了能够达到驾乘人员必要的舒适性要求，设计时需要综合考虑。
本文论述车辆总质量GVW为8.2T某卡车产品（以下称目标车辆），在开发过程乘坐舒适性的测试及设计整改过程分析。为了简化和有效测试目标车辆的平顺性要求，确定目标车辆测试点为驾驶室主、副驾驶座椅支承面的加速度值，并换算成加权振级Lαw， 设计要求此振级值Lαw≤120dB。为了缩短产品的开发周期，目标车辆在借用基础车型的振动系统的基础上进行设计和改进。目标车辆开发完工后，对上述位置的加速度进行了测试，发现部分指标不满足设计要求，加权振级Lαw超出了120dB值，测试值如图所示：
目标车辆的加权振级超出了设计要求，同时根据GB/ T4970关于汽车平顺性评价标准，当加权振级在118dB 1 分析及改进措施 分析策略：简化振动模型，根据振动运动公式找出影响车辆平顺性的影响因素，进行参数调整后进行试验测定。 在对目标车型整改前，需充分分析目标车型振动系统的结构特点，同时对同平台其它车型的参数及平顺性数据进行对比分析，最后对目标车型的数据进行重新调整。目标车辆轴距4150mm，乘坐舒适性可近似认为前后悬架相互独立，因此，为了简化和有效分析车辆振动特性，仅考虑前悬架的振动参数影响，将目标车辆简化为前悬单质量振动模型，如图所示，其中q为路面对整车辆的冲击，z为人体和车身的垂直位移，m为汽车悬挂质量，K代表悬架的刚度，C代表悬架减振器的阻力系数。 在分析目标车辆模型时，仅考察前悬部位的振动参数，而忽略后悬架的影响。根据汽车理论对振动系统的运动方程： 该方程表明，人体受到的来自汽车的振动，是一个较为复杂的关系，同悬架的刚度K和减振阻力并不是一个线性的关系。根据汽车在平顺性试验方法，在实际测试中，需对车辆的主要部件的固有频率f0和悬架的阻尼比ξ进行测试，找出问题点。其中固有频率及阻尼的公式： 通过以上对振动模型的建立和振动公式的分析，目标车辆的悬挂质量及车架等固有频率是一定值，无法或不便更改，可以对目标车辆的板簧刚度及悬架减振器的阻力比进行调整。 根据目标车辆的实测数据，车架部件固有频率为17HZ，车轮固有频率2.2Hz，板簧刚度230N/mm，悬架阻尼比为0.1。车架及车轮固有频率处在合理的范围内，但和阻尼比值过小，板簧刚度可以根据需要调整。因此，对目标车辆减振参数进行有目的的调整，将悬架刚板弹簧的刚度K由230N/mm调整为200N/mm，同时加大悬架减振器阻力，悬架阻尼比为ξ调整为0.25。 调整后的目标车辆结构型式及主要减振参数如表1。 将参数调整后的目标车辆重新进行实测和评价，得到主、副驾驶室座椅支承面在不同车速下的三个自由度的加速度值（ax，ay，az），如附图所示。 整改后，目标车辆主、副驾驶室座椅支承面的振动加速度得到明显改善。根据试验方法中总加速度均方根值及等效均值的换算方法，将不同车速下的加速度值转化为GB/T4970中定義的等效均值Leq。根据试验方法中总加速度均 通过以上对目标车辆进行改进后，主、副驾驶座的舒适性，即等效的加权振级均值达到了设计的要求。 2 总结 本文是对目标车辆的振动系统的设计优化过程，分析中使用了常用和有效方法，对车辆进行了简化和振动参数调整。实际上，汽车是一个多质量和复杂的振动系统，同时路况也是不规则的，但汽车的减振系统是有规则和不变的，类似以不变应万变的手段。随着汽车减振的发展，很多新型的减振方法或措施得到应用，如驾驶室减振座椅的开发应用，新型刚板弹簧材料的开发应用，独立弹簧或空汽弹簧在卡车上的应用等，使卡车在舒适性与承载性方面得到了较好的提升。 参考文献 [1] 余志生.汽车理论.[M]2009. [2] 胡海庆.机械振动基础.[M]2013年. [3] 汽车平顺性随机输入行驶试验方法[S].GB/T4970-2009.