田春娟，陳龍，王俊嬌，宋鑫

某越野車駕駛室震動(dòng)問題的分析改進(jìn)

田春娟1，陳龍1，王俊嬌1，宋鑫2

（1.陜汽集團(tuán)技術(shù)中心 動(dòng)力底盤研究所，陜西 西安 710200；2.陜重汽越野車裝配廠，陜西 西安 710200）

論文針對(duì)某越野車型在試制完成后，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況運(yùn)行下駕駛室出現(xiàn)震動(dòng)問題，結(jié)合分析動(dòng)力總成懸置受力分布，重新計(jì)算懸置剛度。最終使駕駛室震動(dòng)嚴(yán)重問題得到解決，對(duì)各種震動(dòng)進(jìn)行有效削減，提高駕乘舒適性。

發(fā)動(dòng)機(jī)怠速；震動(dòng)懸置受力；駕乘舒適性

1 課題來源

2016年初，我公司完成某3.5噸車型試制裝配工作，在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)駕駛室在怠速運(yùn)行狀態(tài)下震動(dòng)嚴(yán)重，包括儀表臺(tái)、方向盤、座椅以及保險(xiǎn)杠都存在同樣的震動(dòng)問題，已經(jīng)嚴(yán)重影響到駕駛員的操作以及乘客的乘坐舒適性。另外，動(dòng)力總成和車身底板的振動(dòng)幅值會(huì)很大，甚至影響到附近結(jié)構(gòu)[1]。

2 原因分析

汽車是多自由度的振動(dòng)體，并受到各種振源的作用發(fā)生振動(dòng)[2]。動(dòng)力總成是車輛的動(dòng)力來源[3]，在工作過程中會(huì)產(chǎn)生不平衡力和力矩以及路面的不平度是造成汽車震動(dòng)的主要震動(dòng)源。理想的動(dòng)力總成懸置設(shè)計(jì)應(yīng)滿足兩方面的需求，一是有效地對(duì)動(dòng)力總成起到承載作用，保證其可靠工作；另一方面能夠衰減來自動(dòng)力總成以及路面等的各種震動(dòng)。因此，對(duì)于車輛駕駛室在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工作條件下的震動(dòng)劇烈問題，我們考慮是否為懸置剛度設(shè)計(jì)不合理造成的。

現(xiàn)結(jié)合本車具體情況作如下分析：

（1）先根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)變速器的重量和質(zhì)心位置算出整體的質(zhì)心位置如圖1所示：

圖1 現(xiàn)有重量質(zhì)心示意圖

（2）再根據(jù)整體重量和質(zhì)心位置算出前后懸置受力情況如圖2所示：

圖2 質(zhì)心及前后懸置受力情況示意圖

（3）對(duì)比前后懸置的受力情況以及實(shí)際車輛現(xiàn)使用的前后懸置剛度數(shù)值如表1所示：

表1 受力情況及剛度表

由上面的表格可以明顯地看出，現(xiàn)車狀態(tài)的動(dòng)力總成前后受力比值為3：5；實(shí)際使用的懸置Z向剛度前后比值為7：6.前后懸置所受的力與剛度趨勢相反，顯然本次動(dòng)力總成懸置剛度匹配不合理。

3 解決方案

首先我們根據(jù)車輛動(dòng)力總成在前后懸置的受力對(duì)懸置剛度進(jìn)行確定。根據(jù)常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置設(shè)計(jì)原則，發(fā)動(dòng)機(jī)懸置靜止變形量應(yīng)該取3-6mm，同時(shí)前后比例應(yīng)該盡可能接近；經(jīng)咨詢發(fā)動(dòng)機(jī)廠家技術(shù)人員，推薦發(fā)動(dòng)機(jī)懸置剛度在500Nm/ mm以內(nèi)；考慮到車輛已經(jīng)裝配完畢，力爭用最小的改動(dòng)解決問題；考慮制動(dòng)時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移[4]，前懸置剛度適當(dāng)加大10% -15%。

經(jīng)計(jì)算，后懸置靜止變形量為3.42mm，在3-6mm的范圍內(nèi)，所以不做改動(dòng)，并依據(jù)該變形量，確定前懸置的理論剛度值為400Nm/mm，改動(dòng)后前后剛度比值為3:6，前后懸置受力與剛度趨勢相同。

最終確定前懸置剛度后，聯(lián)系生產(chǎn)廠家根據(jù)現(xiàn)車使用的懸置結(jié)構(gòu)進(jìn)剛度進(jìn)行更改，將Z向剛度由700 Nm/mm調(diào)整為400 Nm/mm，并對(duì)現(xiàn)車前懸置進(jìn)行更換。

4 結(jié)論

車輛更換小剛懸置后，我們再次對(duì)車輛進(jìn)行調(diào)試。駕駛室以及儀表臺(tái)等震動(dòng)維問題得到大大緩解，司機(jī)的駕駛感受也得到明顯提升，并認(rèn)可現(xiàn)有車輛狀態(tài)。證明本次方案可行，駕駛室震動(dòng)問題得到解決。

因此，在以后的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)以理論計(jì)算為指導(dǎo)，以試驗(yàn)驗(yàn)證為基準(zhǔn)，以用戶體驗(yàn)為根本循環(huán)改進(jìn)，以求最優(yōu)駕乘體驗(yàn)。

[1] 陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.

[2] 郭森懷.淺談動(dòng)力總成懸置設(shè)計(jì)[J].汽車實(shí)用技術(shù),2018(15).

[3] 王霄鋒.汽車懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2015.

[4] 余志生.汽車?yán)碚摰谒陌鎇M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.

Analysis and improvement of the vibration of the cab of an off-road vehicle

Tian Chunjuan1, Chen Long2, Wang Junjiao2, Song Xin2

( 1.Shaanxi Automobile Group Technology Center Power Chassis Research Institute, Shaanxi Xi'an 710200; 2.Shaanxi Heavy Truck Off-Road Vehicle Assembly Plant, Shaanxi Xi'an 710200 )

In view of the vibration problem of the cab of an off-road vehicle under idling condition after trial production, the stiffness of the suspension is calculated again by analyzing the force distribution of the powertrain mount. Finally, the serious vibration problem of the cab is solved, and the vibration is effectively reduced to improve the ride comfort.

Engine idling; Vibration mounting force; Ride comfort

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.06.045

U464

A

1671-7988(2021)06-145-02

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1671-7988(2021)06-145-02

田春娟（1984.12-），女，工程師，本科，就職于陜汽集團(tuán)技術(shù)中心動(dòng)力底盤研究所，研究方向：重型汽車行駛系統(tǒng)。