下载文档原格式
商用车驾驶室全浮式悬置系统开发（二）摘要：本文介绍了一种商用车驾驶室全浮式悬置系统的设计和开发。
该系统采用了先进的电控系统和气压控制技术，通过调节空气弹簧和减震器的气压来实现对驾驶室的自适应悬挂调节，可以有效降低路面颠簸对驾驶员的影响，提升驾驶舒适度和安全性。
在系统实现方面，本文对控制算法、气压调节、悬挂参数设计等方面进行详细说明，并进行了仿真和试验验证。
最终结果表明，该系统能够有效改善商用车的驾驶舒适度和稳定性，有较高的实用价值。
关键词：商用车；驾驶室；全浮式悬置系统；自适应调节；气压控制；安全性；舒适度。
正文：1.引言随着工业化和城市化的快速发展，商用车已经成为现代物流和交通运输中不可或缺的一部分，它们承载着物流和人员运输的重要任务。
然而，由于商用车行驶的路况和工况条件较为复杂，且车身设计和悬挂系统的局限性，导致商用车驾驶舒适度和安全性面临着很大的挑战。
为了提升商用车驾驶舒适度和安全性，设计一种全浮式悬置系统显得尤为重要。
全浮式悬置系统采用气弹簧和液压减震器的组合，实现对车身的全程悬挂调节，从而达到优化车辆稳定性和驾驶舒适度的目的。
目前，国内外一些车辆制造商都已开始研发商用车全浮式悬置系统。
但是，商用车驾驶室悬置系统的特殊性和较高的技术要求，对其悬置系统的设计和开发提出了更高的要求。
本文基于市面上流行的商用车驾驶室结构，结合现有的气压控制技术和电控系统，设计并开发了一种全浮式悬置系统。
该系统通过气压调节实现自适应悬挂调节，可以显著提高商用车驾驶舒适度和安全性，为商用车领域的悬挂系统研究提供了新的思路和实践经验。
2.商用车驾驶室全浮式悬置系统设计2.1 系统基本结构和工作原理商用车驾驶室全浮式悬置系统是由气压调节器、气压传感器、减震器、气弹簧和悬挂控制器等组成。
整个系统分为两部分：电控部分和气控部分。
当车辆行驶时，气控部分的气压传感器将路面信息采集反馈到悬挂控制器，悬挂控制器根据反馈信息自动调节气压调节器，使气压调节器对气弹簧进行调节，从而实现对驾驶室的自适应悬挂调节。
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]。
汽车悬挂系统的种类及优缺点汽车各种悬挂系统的优缺点在我们看车买车的过程中经常会在车辆的简介表中见到诸如麦弗逊式，双叉臂式，多连杆式，双连杆式，四连杆式，扭力梁式，拖拽臂式等多种前后悬挂系统。
这些专业名词，看着就让人头晕．有些人索性置之不理，其实汽车悬挂系统是选择汽车极其重要的参考依椐，它决定着汽车的稳定性，舒适性，安全性是汽车关键的部件之一。
简单的来说悬挂系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器与车架连接部分组成的整个支持系统。
悬挂系统应有的功能是支持车身，改善驾驶与乘坐的感觉，因为使用不同的悬挂系统，会使驾驶者与乘客在车辆行驶过程中都有不同的感受。
而现在大多数厂家在自己的车型上无论装配什么样的悬挂系统，都通通宣传自己的操控性如何好，乘坐如何舒适，这种宣传也在某种程度使驾驶者产生了误区，出现一些因车辆失控造成的车祸。
一般说来汽车的悬挂系统分为二种即非独立悬挂和独立悬挂，由于人们对车子操控性与乘坐舒适性的要求越来越高，所以非独立悬挂系统已渐渐淘汰。
定义：1、非独立悬挂系统非独立悬挂系统非独立悬挂系统的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身的下面。
非独立悬挂系统具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由于其舒适性及操纵稳定性都较差，在现代轿车中基本上已不再使用，多用在货车和大客车上。
2、独立悬挂系统独立悬挂系统独立悬挂系统是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身下面的。
其优点是：质量轻，减少了车身受到的冲击，并提高了车轮的地面附着力；可用刚度小的较软弹簧，改善汽车的舒适性；可以使发动机位置降低，汽车重心也得到降低，从而提高汽车的行驶稳定性；左右车轮单独跳动，互不相干，能减小车身的倾斜和震动。
不过，独立悬挂系统存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点。
现代轿车大都是采用独立式悬挂系统，按其结构形式的不同，独立悬挂系统又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬挂系统等。
商用车驾驶室全浮式悬置系统开发（一）摘要：商用车驾驶室全浮式悬置系统是一种可以使车辆在行驶过程中减少震动和提高舒适性的技术。
本文介绍了该系统的各种组成部分，并探讨了其在增加驾驶员舒适性和减少疲劳方面的优势。
在该技术的开发中，还需要解决技术上的一些挑战，如系统的设计、控制和测试等。
我们希望该技术能够在商用车辆中得到广泛应用。
关键词：全浮式悬置系统；商用车辆；舒适性；疲劳；技术挑战正文：1. 引言商用车驾驶室的舒适性和减少疲劳是一个受到广泛关注的话题。
随着科技的发展和创新，全浮式悬置系统被广泛运用于商用车辆，以减少震动和提高舒适性。
2. 全浮式悬置系统的组成部分全浮式悬置系统包含四个部分：悬架、支座、气囊和控制系统。
2.1 悬架悬架是全浮式悬置系统的核心组成部分，用于支撑车体、减少震动和提供舒适性。
悬架可以分为主动和被动两种类型，其中主动悬架根据路况自动调整，而被动悬架则需要由驾驶员手动调整。
2.2 支座支座用于固定悬架，减少震动和保持车体稳定性。
支座一般分为机械和液压两种类型，其中液压支座可以根据路况和驾驶习惯进行调整，从而降低车辆的震动和噪音。
2.3 气囊气囊是全浮式悬置系统另一个重要的组成部分，用于支持悬架和调节车身高度。
气囊一般由弹性材料制成，能够在固定、变形和挤压之间进行变化。
2.4 控制系统控制系统是全浮式悬置系统的关键组成部分，用于控制悬架的运动和调整。
控制系统主要包括传感器、计算机和电子控制单元（ECU）。
传感器用于检测车辆的动态变化，计算机用于对传感器数据进行处理，而ECU则用于控制悬架的运动和调整。
3. 全浮式悬置系统的优点全浮式悬置系统具有以下优点：3.1 提高驾驶员舒适性全浮式悬置系统可以降低车辆的震动和噪音，提高驾驶员的舒适性。
3.2 减少驾驶员疲劳全浮式悬置系统可以使驾驶员减少长时间驾驶过程中的疲劳。
3.3 保护道路全浮式悬置系统可以降低车辆对道路的破坏，从而减少道路维修成本。
10.16638/ki.1671-7988.2017.10.066重型货车驾驶室悬置参数的优化与匹配分析汤少岩1,2（1.山东理工大学，山东淄博255022 ；2.烟台汽车工程职业学院，山东烟台265500）摘要：重型货车行驶的路况较差，而且大功率发动机的振动较大，对驾驶员的乘坐舒适性造成很大影响。
为了解决货车驾驶室振动较大的问题，提高驾驶室悬置系统的减振性能，文章在仿真软件Simulink中建立了货车驾驶室悬置系统模型，分析路面不平度对货车驾驶室造成的影响，并利用MA TLAB优化工具箱，对驾驶室悬置参数进行优化匹配设计。
优化后，驾驶室内座椅处垂直方向的加速度均方根值下降了13.74%，俯仰角加速度均方根值下降了12.37%。
从优化的结果来看，重型货车驾驶室的悬置系统的减振性能有所提高，乘坐舒适性得到一定的改善。
关键词：货车；驾驶室悬置；参数优化；乘坐舒适性中图分类号：U461.4 文献标志码：A 文章编号：1671-7988 (2017)10-190-03Optimizing of Matching Analysis of Suspension Parameters of TruckTang Shaoyan1,2( 1. Shandong University of Technology, Shandong Zibo 255022; 2. Yantai Automobile EngineeringProfessional College, Shandong Yantai 265500 )Abstract: The road condition of heavy trucks is poor and the vibration of high-power engine is serious, which has caused a great impact on the driver's ride comfort. .In order to solve the problem of large truck cabin vibration; improve the damping performance of cab suspension system, based on the simulation software Simulink in the truck cab suspension system model is established, the analysis of the effect of road roughness on truck cabin, and by using the MATLAB optimization toolbox, suspension parameters optimization matching of cab design. After optimization, the driving seat in the vertical direction of the acceleration root mean square value dropped by 13.74%, pitching Angle acceleration root mean square value dropped by 12.37%.From the perspective of the result of optimization, the heavy truck cab suspension vibration isolation performance of the system, some improved ride comfort.Keywords: Truck; Cab suspension; Parameter optimization; Vehicle ride comfortCLC NO.: U461.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)10-190-03前言重型货车是我国主要的交通运输工具之一，在国民经济中有着举足轻重的地位。
随着重型车技术的不断升级，如何提高驾驶员的乘坐舒适性、减轻驾驶员的疲劳强度、提高车辆的安全性已经成为设计者考虑的重要因素。
目前，在欧洲重型汽车上已经广泛采用了包含空气弹簧的空气悬架和全四点振动悬置的新方法。
本文介绍一种新的驾驶室悬架形式——新型全浮式驾驶室空气悬架，并通过仿真分析说明了这种新悬架的优势。
与传统驾驶室悬架比较，该悬架不仅可有效提高驾驶员的乘坐舒适性，而且可提高驾驶室的碰撞安全性及减小驾驶室悬置点的动载荷。
重型汽车悬架系统是一个复杂的振动系统。
半挂牵引车的振动，其悬架系统由主、次悬架构成。
主悬架包括弹性系统、阻尼减振系统和导向机构；次悬架(以下称为驾驶室悬架)包括弹簧元件、减振器与导向稳定杆。
驾驶室悬架的作用
舒适的驾驶室悬架可以减轻驾驶疲劳，从而使驾驶员可以将注意力集中在路面上，这无论对于随行人员、驾驶员、物流业主，还是路面行人，都有重要的安全意义；因此，设计舒适的驾驶室悬架对于长途运输业很有必要。
驾驶室悬架是用来联结驾驶室和车架的，以保证汽车的正常行驶，其主要作用包括：
⑴悬挂驾驶室，承受驾驶室的质量，引导垂直运动。
⑵确保驾驶员可以感受到路面情况。
⑶优化驾驶舒适性，隔离或减小振动，减小噪声。
⑷提高安全性，承受最大冲击力，吸收碰撞能量。
⑸允许驾驶室有一定的倾斜(驾驶室在发动机上，货车独有的特征)。
驾驶室悬架一般包括独立的驾驶室前悬架和驾驶室后悬架。
每一个驾驶室悬架部分都包括弹性元件(主要作用是承受垂直载荷和缓和路面冲击)、减振装置(主要作用是加速振动的衰减)和导向机构(主要是减少转弯时驾驶室的侧倾，如纵、横向推力杆、横向稳定杆)。
传统的悬架设计
1.驾驶室后悬架
传统重型汽车的驾驶室后悬架采用螺旋弹簧或空气弹簧作为弹性元件，一个独立的减振器作为减振元件，几个杆件组成引导机构。
驾驶室垂直振动频率：采用空气弹簧为1.4～1.8 Hz，采用螺旋弹簧为1.8～3 Hz。
悬架系统的垂直跳跃位移为40～60 mm。
2.驾驶室前悬架
传统重型汽车驾驶室前悬架采用橡胶支撑，实现必需的悬挂、减振和引导功能。
这种驾驶室前悬架的垂直跳跃位移为5～20 mm，最大的垂直振动频率可达到15 Hz。
传统重型汽车驾驶室悬架采用半浮式设计，不仅成本高，而且振动频率和驾驶位置的振动总加权加速度均方根值也较大，舒适性较差。
驾驶室还会以前悬架支座为支点作俯仰转动.
欧洲重型汽车驾驶室悬架设计
1.驾驶室后悬架
欧洲重型汽车驾驶室后悬架采用螺旋或空气弹簧与减振器集成在一起的减振器，这种技术诞生于1987年，目前是欧洲商用车的国家标准。
驾驶室垂直振动频率：采用空气弹簧为1.0～
1.4 Hz，采用螺旋弹簧为1.8～3 Hz。
驾驶室的垂直跳动为80～100 mm。
2.驾驶室前悬架
欧洲重型汽车驾驶室前悬架的引导机构是根拉杆，它起稳定驾驶室的作用。
对于后悬架、减振器与弹性元件是一体的。
前悬架的跳跃范围和振动频率和后悬架相近。
欧洲重型汽车驾驶室在前后悬架中还采用了一种稳定控制装置，起稳定驾驶室的作用。
欧洲重型汽车驾驶室悬架设计能提供较好地乘坐舒适性，但是，这种悬架结构比较复杂，前悬架拉杆的布置位置要求严格，碰撞安全性也不高。
新型全浮式驾驶室空气悬架
对于传统重型汽车开发一种新型全浮式驾驶室空气悬架是基于一般的驾驶室功能分析后提出的。
采用新的驾驶室悬架后，能够较好地达到各项功能标准，如乘坐舒适性、平顺性、噪声、成本、碰撞安全性、尺寸、质量、操纵性和模块化要求。
系统评估显示，利用麦弗逊原理联结空气弹簧和多轴支杆的驾驶室悬架系统是理想的设计方案。
1.设计方法
新型全浮式驾驶室悬架的工程实体模型是在系统设计思想的设计理论指导下得出的，车辆特性数据集合了大量原始数据资料包括美国OEM的新的设计思想最大的不同在于：为了确保驾驶室只在垂直方向运动，所有的支承弹性元件都是通过支撑杆来实现的，没有额外的导向机构。
基本设计包括4个空气弹簧支撑部件模块，抗扭杆(驾驶室后悬置位置)，集成的水平控制系统，装配、支撑、联结和轴套的安装。
2.空气弹簧支撑部件模型设计
空气弹簧支撑杆模型的振幅和欧洲重型汽车驾驶室悬架的设计模型相似，最大为80 mm。
汽车在较好路面上行驶时，系统的振动频率在较低的范围内，同时也能够把汽车在坏路上行驶的冲击力限制在一定的范围内。
为了适合变化的路面条件，需选用可变阻尼减振器。
这种减振器可以得到不同的系统阻尼特性。
通过液压系统中的柱塞在工作圆筒内的运动实现可变阻尼。
集成的水平控制系统能够随时控制前后的支撑杆，保证驾驶室的水平。
气体回路、联结系统、额外支撑和外部的阀体都可以不用，这样可以减少额外的花费同时也使系统集成化。
3.新型全浮式驾驶室空气悬架的优点
这种新型全浮式驾驶室空气悬架可以提高重型汽车的驾驶乘坐舒适性、碰撞安全性和减少驾驶室悬置点的动载荷。
⑴提高乘坐舒适性。
为了检验新驾驶室悬架的动力学特性，需分析主悬架和次悬架的相互运动关系。
模拟分析结果显示，新的悬架相对传统驾驶室悬架，有着良好的动力学特性。
由于车辆在纵平面的对称性，分析四点全浮驾驶室空气悬架可以采用左右对称的1/2振动模型。
在不同的驾驶条件下，如低级路面50 km/h或者高速公路80 km/h得到不同的舒适特性值。
弯道或者变化的路面激励输入可以得到相应的横摆角度。
驾驶位置舒适性的评价指标采用总加权加速度均方根值或ISO舒适性指标。
总加权加速度均方根值包括垂向、横向和纵向加速度的加权加速度均方根值，同时可将加速度通过综合处理计算转化为ISO标准值。
在仿真结果图形中，高的数值代表差的乘坐舒适性，如图7所示。
重型汽车在一般路面以50 km/h行驶，新的四点全浮驾驶室总加权加速度均方根值为2 m/s2，明显小于传统驾驶室悬架，并且非线性ISO乘坐舒适性指标值明显减小。
⑵提高安全性。
使用可变刚度的空气弹簧相对于传统设计，减小了动态载荷，使冲击影响更小。
尤其对于前驾驶室悬架，这种结构设计可以很好地避开不平路面引起的高振动频率，使驾驶室结构更合理、质量更轻。
同时，有限元分析结果也显示新型全浮式驾驶室空气悬架碰撞安全性有了较大提高。
在车架和空气弹簧联结处，采用橡胶垫设计，很大程度上提高了碰撞安全性。
因为这些支承是驾驶室和车架唯一的联结，一部分碰撞能量被支撑杆和橡胶垫吸收了，这对于提高驾驶室的安全性有重要的意义。
新型全浮式驾驶室空气悬架的提出，对于提高重型汽车驾驶员的舒适性有着重要意义，对于提高碰撞安全性和减少驾驶室和车架联结处的动载荷也有重要意义。
相对于传统驾驶室悬架设计，这种新型全浮式驾驶室悬架设计方法将更合理、更优越。
