驾驶室减振结构对载货汽车平顺性的影响

李婷婷

摘要：在汽车工业中，轻型载货汽车的发展对我国汽车发展影响重大，在能源、交通等基础行业中更是发挥着不可替代的作用。舒适度是指在车辆行驶过程中，汽车产生的冲击、振动对人体操作影响的程度；平顺性是指车辆在驾驶过程中，可以保证驾驶者不会由于汽车振动引起的疲劳、不舒服及保证货物完整性的能力。同时也是评价汽车性能的重要指标。基于此，文章以汽车减震结构性能评价为指标，研究分析了影响载货汽车平顺性的主要因素，从而为载货汽车对行驶平顺性的研发工作提供理论依据。

关键词：减振结构；载货汽车；平顺性模型；平顺性评价；平顺性试验

1驾驶室减振结构隔振性能评价

1.1总加权加速度均方根值

如表l所示，a与人的主观感觉间的关系，其中，a是总加权加速度的均方根值。参照国家标准GB/T4970-2009《汽车平顺性试验方法》，进行随机输入行驶试验。在良好路面上分别以40、50、60、70、80km/h速度匀速行驶试验车辆，使用平顺性试验仪器测量驾驶员座椅靠背、座垫上方和脚部地板上的z轴垂直向、x轴纵向及Y轴横向的加速度时间。加权计算人体对振动频率的敏感程度以及振动方向。传递率是指输出端振动大小与输入端振动大小的比值，是驾驶室减振的隔振性能评价指标。简化驾驶室为质量块，车架处振动为激励，减振为弹簧一阻尼系统，驾驶室减振安装点振动为输出。多量抽样输入、输出信号，采用均方根值表示信号能量。

1.2平顺性试验

1.2.1试验目的和方案

重型车辆具有的振动系统极其双杂，振源来自路面、发动机和传动系，属于自由度无限的连续体振动。根据驾驶室减振方案设计要求，本次试验目的以及实施方案如下所示：为设计选型提供必要数据参考以及提高车辆驾驶安全性，验证驾驶室减振系统结构与安全性能的关系。其中，仪器情况如下：采用香港汇佳科技有限公司Aeroflex高速数据记录仪，美国Sensor Way公司加速度传感器、位移传感器及逆变器等。验路面是典型的沥青路面和沙石路面，总计试验车辆负载55t，采样频率是200Hz，经计算得各车速是12km/h、40km/h、50km/h、60km/h和70km/h。

1.2.2不同车速下的振动响应对比

如图1所示，平顺性道路试验框架图。在车辆行驶时，所产生的振动可以由空气弹簧吸收，吸收效果较明显。双高度阀四气囊结构的车辆行驶到弯道路面时，车辆驾驶室的抗侧倾性能、平稳性较高。在沙石路面上，试验车辆行车速度是15km/h速度，需要分析三类气囊减振装置的行车加速度。考虑到沙石路面的不平整性，在确定驾驶室后减振在垂向振动向上时，其双高度阀车辆的峰值是0.013m/s2，阀前液压后气囊减振系统峰值是0.0038m/s2，单高度阀四气囊加速度相应高于阀前液压后气囊加速度响应峰值。在沥青路面上，行车速度为60km/h速度行驶。计算三种气囊减振装置车辆的加速度，按照计算出的谱密度数值依次由大到小依次排序：密度是0.835的双高度阀四气囊减振<密度是1.137单高度阀四气囊减振<密度是1.358单高度阀前液压后气囊减振。经计算得：v=65km/h时，L前液后气=113.5dB，L单高四气=116.0dB，L双高四气=114.0dB，评定舒適性等级是“有一些不舒适”。

1.2.3实验结果

根据现场试验可知：沥青路面上，车辆双高度阀控制的四气囊驾驶室减振系统平顺性较高；砂石路面上，以上三类减震系统的车辆驾驶平顺性明显降低，人体驾驶舒适性较沥青路面明显较差。究其原因在于过大的x和Y方向振动量。建议在水平面内限位驾驶室。

2影响载货汽车平顺性影响因素分析

2.1单筒减振器

与双筒式相比，单筒式减振器结构简单，减少了一套阀门系统。单筒设计储油量大，散热效果较好，有效的减少了阻尼油起泡和阻尼热衰减的负面影响。油室与气室为直列配置，行程受限制。

2.2双筒减振器

双筒式是指减振器有内外两个筒，活塞在内筒中运动，由于活塞杆的进入与抽出，内筒中油的体积随之增大与收缩，因此要通过与外筒进行交换来维持内筒中油的平衡。双筒减振器制造成本较低。外部筒身的存在可以使内部筒身的阻尼油外流；封入的是低压氮气，舒适性较单筒式更好，而且减小了活塞阻力。

料用作减震结构中，具有造价低、结构简单等优势，但乘坐的舒适性就会差一些，一般用于车体结构相对较窄的商务型轿车。