商用车驾驶室悬置隔振系统设计开发

《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，汽车动力总成悬置系统的性能逐渐成为影响汽车舒适性和稳定性的关键因素。

本文旨在分析汽车动力总成悬置系统的振动问题，并提出相应的优化设计方案，以提高汽车的驾驶体验和性能。

二、汽车动力总成悬置系统概述汽车动力总成悬置系统是连接发动机、变速器和底盘的重要部分，其主要作用是减少振动和噪声的传递，提高汽车的乘坐舒适性和行驶稳定性。

该系统通常由发动机悬置、变速器悬置和副车架等组成。

三、汽车动力总成悬置系统振动分析1. 振动产生原因汽车动力总成悬置系统的振动主要来源于发动机的运转和道路的不平度。

发动机运转时产生的振动会通过悬置系统传递到车身和底盘，而道路不平度则会导致整个动力总成系统的振动。

2. 振动影响分析动力总成悬置系统的振动会对汽车的乘坐舒适性、行驶稳定性和发动机性能产生不良影响。

长期振动还可能导致悬置系统零部件的疲劳损坏，增加维修成本。

四、汽车动力总成悬置系统优化设计1. 材料选择优化优化材料选择是提高动力总成悬置系统性能的有效途径。

采用高强度、轻量化的材料，如铝合金、复合材料等，可以降低系统质量，提高系统的刚度和减振性能。

2. 结构优化设计结构优化设计是解决动力总成悬置系统振动问题的关键。

通过改进悬置系统的结构布局、增加减振元件和优化阻尼特性等措施，可以有效地减少振动和噪声的传递。

例如，采用多级减振结构，使系统在不同频率下的减振效果更加明显。

3. 智能控制技术应用智能控制技术如主动或半主动悬置系统，可以通过传感器实时监测系统的振动状态，并自动调整控制参数，以实现更好的减振效果。

这种技术可以提高系统的自适应能力和性能稳定性。

五、实例分析以某款汽车的动力总成悬置系统为例，通过对其振动问题进行详细分析，发现主要问题在于发动机运转时产生的振动过大。

针对这一问题，我们采用了上述的优化设计方案，包括采用高强度铝合金材料、优化结构布局和增加减振元件等措施。

口文／叶福恒许可张延平单勇（中国第一汽车集团公司技术中心）１前言全浮式悬置系统通过适当增大驾驶室在车辆垂直方向的上、下运动行程，使悬置弹簧和减振器得以充分缓冲并衰减车架上端传来的振动。

目前，国外如奔驰、斯堪尼亚、曼等６０％以上中重型货车均采用驾驶室全浮式悬置。

２０００年以前，国内生产的中重型货车普遍采用橡胶悬置，但是近几年驾驶室全浮式悬置在中重型货车上的使用也逐渐增多。

经过近１０年的发展，全浮式悬置巳经成为中重型货车的产品特征之一，并逐渐取代橡胶悬置成为商用车的标准配置。

在驾驶室悬置设计方面，武汉理工大学在２００６年运用ＡＤＡＭＳ软件中的试验设计技术对某型商用车驾驶室悬置进行了优化改进，取得了比较好的效果。

２００８年，由于出口俄罗斯的需要，中国第一汽车集团公司把驾驶室碰撞模拟仿真技术引入到驾驶室悬置改进中，通过分析改进及碰撞模拟试验等手段使最终生产车型完全满足欧洲相关法规要求。

但是，上述所采取的措施都只停留在样车试制完成以后的改进中，缺少在设计之初就采取行之有效的措施对悬置性能进行预测优化。

另外，在设计过程中，对全浮式悬置结构细节的充分分析和详细设计同样影响着悬置隔振性能的发挥。

本文通过对某商用车驾驶室全浮式悬置的开发，总结出一套合理的结构开发思路，为今后的悬置开发提供设计参考。

２全浮式悬置系统定义及主要构成全浮式悬置系统是指驾驶室所有悬置均采用螺旋弹簧、钢板弹簧或空气弹簧作为弹性支撑元件，采用液力减振器作为阻尼元件，能够获得较大行程的悬置系统。

全浮式悬置系统通常由前悬置总成和后悬置总成两部分构成，一般包括弹簧、减振器、导向机构、支撑托架、橡胶衬套或橡胶软垫等，多数前悬置还包括稳定杆。

上述结构构成使全浮式悬置能够充分衰减从路面和发动机传递到驾驶室的振动，并保持驾驶室的正确运动，可为驾驶员和乘员提供舒适的乘坐环境。

３全浮式悬置系统设计全浮式悬置系统的可靠性能及对振动的衰减能力与悬置的结构设计和参数控制密不可分。

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。

摘要由于政策导向和互联网经济爆发，国内陆上物流业蓬勃发展，重型商用车成为公路运输的主力军。

长途运输中，商用车驾驶员长期处于恶劣的振动环境下，对乘员的身心健康造成不良影响，且产生的驾驶疲劳会招致发生交通事故的隐患。

商用车驾驶室悬置系统能够有效衰减传递到驾驶室的振动能量，提升整车平顺性，并能为整车动力性和经济性等性能的发挥提供良好的保障。

因此，对商用车驾驶室悬置进行研究，于客户于制造商，都大有裨益。

首先，本文详细介绍了驾驶室悬置系统的发展历程、基本结构和功能，进行了整车道路平顺性试验，对试验采集的加速度数据按照国标要求处理后，分别以悬置振动衰减率和座椅加速度乘坐值作为评价指标，对悬置隔振性能以及整车的平顺性进行了客观评价。

试验中，悬置下方的加速度传感器采集了车架端的振动信号，作为本文理论模型的振动输入。

其次，给出了驾驶室相关参数，对弹性元件和横向稳定杆等特殊元件作了特殊处理，介绍了参数线性化的理论依据及方法。

对实际模型进行简化后，按照实际参数在ADAMS软件中建立了驾驶室悬置仿真模型，并以实测的悬下振动激励作为输入进行了振动仿真，验证了模型的精准度。

再次，根据响应面试验设计方法，对设计变量制定了多组仿真方案，根据仿真采集的数据，拟合了驾驶室地板垂向加速度和质心纵向角加速度这两个振动响应量的响应面方程，并用方差分析和统计计算方法验证了方程的显著性和有效性。

最后，根据多目标优化问题基本原理对振动响应量进行优化，对拟合的响应面方程用自适应粒子群算法进行了寻优，优化后的方案经ADAMS仿真验证，最常用车速下响应量功率谱密度峰值分别下降16%和17.3%，对应加速度均方值分别下降9.4%和8%，仿真结果的目标函数最优值与粒子群算法对方程的寻优值误差为2%，其余车速下响应量功率谱密度峰值均有明显下降，说明本文的优化工作有一定效果并且优化方法可行。

关键词：重型商用车；驾驶室悬置；ADAMS；响应面设计；粒子群算法AbstractDue to the policy guidance and the outbreak of Internet economy, the domestic highway logistics industry is booming and heavy commercial vehicles are acting as the main force of road haulage. During the process of line-haul, drivers of commercial vehicles are exposed to harsh vibrations for a long time, the resulting driving fatigue brings hidden dangers of traffic accidents and both the physical and mental health of drivers can be badly damaged. The commercial vehicle cab suspension system can effectively attenuate the vibration energy transmitted to the cab, improve the ride comfort that ensure both the acceleration performance and economic performance. Therefore, to research on the commercial cab suspension system is of great benefits to both customers and manufactures.Firstly, the development history and basic structure as well as function of cab suspension were presented in detail. Ride comfort tests were carried out，and the acceleration data was calculated according to the national standard requirements, with the vibration attenuation rate and the seat acceleration respectively used as evaluation indicators, the vibration isolation performance of cab suspension and the ride comfort were evaluated objectively. In the tests, the acceleration signal collected by the sensors underneath the suspension was transmitted from frame and used as the vibration input of the theoretical model.Secondly, the relevant parameters of the cab were given. Specialized processing for special components such as elastic components and transverse stabilizers was described detailed, after which the theory and method of parameter linearization were introduced. With several simplification of the actual model, a simulation model of cab suspension was established in the ADAMS software based on actual parameters, and several vibration simulations were carried out with the collected vibration excitation as input to verify the accuracy of the ADAMS model.Then, based on response surface methodology, multiple sets of simulation were developed for the design variables. Using the result data of the simulations, two response surface equations of the vibration responses including the vertical acceleration on cab floor and the pitch acceleration at cab centroid were fitted and used. Variance analysis and statistical calculation methods were applied to verify thesignificance and validity of the equations.Finally, the vibration responses were to be optimized based on the basic theory of multi-objective optimization. The fitted response surface equations were optimized by adaptive particle swarm optimization algorithm. The optimized scheme of parameters was verified by ADAMS simulation, in which the maximum power spectrum density of two responses at 60km/h decreased by 16%.and 17.3% and acceleration decreased by 9.4% and 8% respectively. And the maximum PSD of two responses decreased significantly at the rest speed. The optimization was indicated to have certain effects and the optimization procedure was proved to be feasible with a deviation of 2% between the optimized value coming from ADAMS simulation and the one coming from PSO algorithm as indicator.Key words: Heavy commercial vehicle; Cab suspension; ADAMS; Response surface methodology; Particle swarm optimization目录摘要 (I)Abstract (III)目录 (V)第1章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 驾驶室悬置系统概述 (3)1.3 驾驶室悬置国内外研究现状 (7)1.3.1 驾驶室悬置研究现状 (7)1.3.2 研究现状评述 (9)1.4 本文主要研究内容和方法 (10)1.4.1 研究内容及方法 (10)1.4.2 技术路线 (11)第2章ADAMS多体动力学及驾驶室悬置振动的相关理论 (12)2.1 ADAMS多体动力学基本理论 (12)2.1.1 多体动力学系统的模型组成 (13)2.1.2 ADAMS多体动力学的建模理论和求解方法 (13)2.2 驾驶室悬置振动模型简化及振动原理 (18)2.3 人体对振动的反应及平顺性评价 (25)2.3.1 人体对振动的反应和基本评价方法 (25)2.3.2 商用车平顺性评价方法 (27)2.4 本章小结 (29)第3章驾驶室悬置平顺性试验 (30)3.1 本文驾驶室悬置结构简介 (30)3.2 实车平顺性试验和数据采集 (31)3.2.1 试验方法及规定 (31)3.2.2 试验设备 (32)3.3 数据处理及平顺性评价 (36)3.4 本章小结 (40)第4章驾驶室悬置结构理论分析及建模 (41)4.1 ADAMS建模方法简述 (41)4.2 建立驾驶室悬置仿真模型 (42)4.2.1 模型参数介绍 (43)4.2.2 模型简化处理 (49)4.2.3 悬置模型的最终建立 (50)4.3 振动仿真及模型验证 (53)4.3.1 模型静态验证 (53)4.3.2 振动仿真设置 (54)4.3.3 仿真结果与试验结果精度验证 (56)4.4 本章小结 (59)第5章驾驶室悬置仿真试验设计 (60)5.1 试验设计原理及意义简述 (60)5.2 试验设计优化方法概述 (61)5.2.1 常用试验优化方法简述 (61)5.2.2 试验数据统计分析原理 (64)5.3 驾驶室悬置模型的响应面试验分析 (68)5.3.1 响应面试验设计 (68)5.3.2 进行仿真试验及数据后处理 (70)5.3.3 模型拟合及显著性检验 (73)5.4 本章小结 (76)第6 章驾驶室悬置系统参数优化 (77)6.1 悬置系统的多目标优化问题描述 (77)6.2 粒子群算法原理简述 (80)6.3 优化效果验证 (83)6.4 本章小结 (89)第7 章结论 (90)7.1 全文总结 (90)7.2 研究展望 (91)致谢 (92)参考文献 (94)攻读学位期间获得的科研成果 (98)附录A：各车速下模型准确度验证 (99)附录B：本文粒子群算法MATLAB程序 (101)第1章绪论商用车驾驶室悬置系统与乘员的乘坐安全性、舒适性以及车载货物的完整性息息相关，性能良好的驾驶室悬置系统能够使得乘员和货物的安全得到保障并提供更舒适的乘坐感受，因此，对商用车驾驶室悬置系统进行研究具有足够的实际意义。

商用车驾驶室全浮悬置系统正向开发流程研究黄德惠;李胜;李栋;张凯;向建东;王锋【摘要】基于动力学和有限元的方法,研究驾驶室全浮悬置系统正向开发流程.一方面,建立动力学模型,采用参数辨识的方法,设计性能参数;另一方面,利用中心点位移输入法,拟合可靠性试验场路谱,作为动力学模型输入,计算载荷谱,分析悬置支架的可靠性.台架扫频的模态测试和道路试验结果表明,动力学模型是准确的,开发流程是可行的.按照这套流程开发的悬置系统,既满足设计目标,又提高了设计效率和降低了开发费用.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2016(038)010【总页数】5页(P1227-1231)【关键词】商用车驾驶室;全浮式悬置;参数辨识;中心点位移;模态测试【作者】黄德惠;李胜;李栋;张凯;向建东;王锋【作者单位】一汽解放青岛汽车有限公司,青岛266043;一汽解放青岛汽车有限公司,青岛266043;一汽解放青岛汽车有限公司,青岛266043;一汽解放青岛汽车有限公司,青岛266043;一汽解放青岛汽车有限公司,青岛266043;一汽解放青岛汽车有限公司,青岛266043【正文语种】中文驾驶室悬置系统是商用车多级隔振系统之一，其性能好坏直接影响整车的NVH性能。

商用车驾驶室悬置系统主要分为固定、半浮和全浮3种结构。

早在2001年，文献[1]中提出一种4点空气气囊全浮驾驶室悬置系统，而如今，中重型商用车大部分配置全浮驾驶室悬置系统。

因此研究一套开发流程来指导设计全浮驾驶室悬置，具有重要的意义。

目前关于全浮驾驶室悬置系统的研究文献较多，文献[2]中主要在现有车型结构上，提出了参数控制和DMU校核，并引入碰撞模拟分析技术，减少后期改进工作，缩短了开发周期。

文献[3]中简单介绍了悬置的开发流程，而更多是利用ADAMS，研究驾驶室的刚、柔不同模型区别。

文献[4]中研究了关于驾驶室悬置系统台架可靠性验证技术。

还有一些研究是采用不同方法对驾驶室悬置系统隔振性能优化[5-6]。

商用车悬置隔振研究及优化的开题报告一、选题背景商用车是城市交通运输的重要组成部分，其行驶稳定性和舒适度直接影响到乘客和货物的安全和舒适性。

在商用车的行驶过程中，路面的不平整度和车身的振动都会对乘坐体验和行驶稳定性产生影响，而悬置系统的隔振效果是影响车身振动的关键因素之一。

目前，商用车悬置系统隔振效果研究已经取得了一定的成果，但是仍存在一些问题需要解决。

比如，传统的悬置系统的隔振效果受到速度、负载等因素的影响较大，不能适应不同工况下的要求；同时，隔振效果的提升也必然会带来一些悬置系统的开销和复杂性，需要在经济性和实用性之间做出平衡。

因此，对商用车悬置隔振系统的研究和优化是十分必要的。

本论文拟以商用车悬置隔振系统的研究和优化为主题，探索如何提高商用车悬置系统的隔振效果，减少车身振动，提升乘坐舒适度和行驶稳定性，为商用车的发展提供技术支持。

二、研究内容1. 商用车悬置隔振机理的研究。

介绍商用车悬置隔振机理的基本原理和相关的数学模型，并对其进行分析和总结，为后续的研究提供基础理论。

2. 商用车悬置系统隔振效果的评价。

对现有的商用车悬置系统的隔振效果进行评估，分析其现有的问题和不足之处，为下一步的改进提供依据。

3. 商用车悬置隔振系统的优化设计。

基于上述研究结果，探索新的商用车悬置隔振系统设计方案，包括隔振器的选取、参数的优化、结构的优化等方面，并比较和分析多种方案的优缺点。

4. 商用车悬置隔振系统实验验证。

通过实验验证商用车悬置隔振系统的隔振效果，并比较分析实验结果和数值模拟结果的差异，评估新方案的有效性和实用性。

三、研究意义1.对商用车悬置隔振机理进行深入研究，可以更加深刻地认识其特点和规律，为悬置系统的设计和改进提供理论基础。

2.评价商用车悬置系统隔振效果，可以及时发现其存在的问题和不足之处，为后续的改进提供依据。

3.探索新的悬置隔振器设计方案，可以有效地提高商用车的乘坐舒适度和行驶稳定性，推进商用车行业的发展。

商用车驾驶室悬置隔振系统设计作者：曾超翔来源：《汽车世界·车辆工程技术（中）》2020年第05期摘要：随着社会的进步和发展，商用车在人们的生活中发挥着重要的作用，便利了人们的出行，而商用车的舒适度也成为人民关注的重点。

商用车驾驶室悬置装置将驾驶室与商用车的车架固定在一起，对驾驶室起到了支撑性的作用，商用车驾驶室悬置隔振系统的主要起到了保护驾驶室的平稳运行与衰减震动的功能，商用车驾驶室悬置隔振系统还可以改善驾驶室乘坐的舒适性，延长了驾驶室主体结构的使用寿命，也保障了商用车在驾驶时驾驶室中乘客的安全性。

因此，对商用车驾驶室悬置隔振系统设计进行研究具有深远的意义。

关键词：商用车;驾驶室悬置隔振系统;隔振设计时代不断进步，经济社会快速发展提升了人们的生活质量和水平，商用车的轿车化理念不断深入人心，人们对商用车舒适度的要求也更加严格，也使商用车驾驶室悬置隔振系统设计越来越复杂化。

本文从商用车驾驶室悬置隔振系统的国内外研究现状出发，对商用车驾驶室悬置隔振系统的结构进行研究，提出改善与优化商用车驾驶室悬置隔振系统检修方法的措施。

1 商用车驾驶室悬置隔振系统的国内外研究现状近年来，科技不断进步，设备与系统自动化进度不断加快，因此商用车驾驶室悬置隔振系统的精准度也在不断地提高，在外国，应用了高科技的控制方法与信息技术对商用车驾驶室悬置隔振系统进行设计，技术发展非常成熟，系统的重点在自动化、智能化的方向进行发展。

在国内，商用车驾驶室悬置隔振系统也有着不小的进步，在自动化和智能化方向仍有欠缺，但也有着不小的进步，但是在悬置系统刚度与阻尼的最佳匹配设计上还与国外有着一定的差距，为了解决商用车驾驶室悬置隔振系统现存的问题，提高了系统的可靠性、准确性，同时降低了成本，对商用车驾驶室悬置隔振系统进行更加优化的设计[1]。

2 商用车驾驶室悬置隔振系统设计2.1 系统参数分析对商用车驾驶室悬置隔振系统进行设计首先应该进行系统的参数分析，系统参数分析主要依靠各种类型的商用车驾驶室懸置的功能特征，具体特征见下表1。