某越野车驾驶室震动问题的分析改进

田春娟，陈龙，王俊娇，宋鑫

某越野车驾驶室震动问题的分析改进

田春娟1，陈龙1，王俊娇1，宋鑫2

（1.陕汽集团技术中心 动力底盘研究所，陕西 西安 710200；2.陕重汽越野车装配厂，陕西 西安 710200）

论文针对某越野车型在试制完成后，发动机怠速工况运行下驾驶室出现震动问题，结合分析动力总成悬置受力分布，重新计算悬置刚度。最终使驾驶室震动严重问题得到解决，对各种震动进行有效削减，提高驾乘舒适性。

发动机怠速；震动悬置受力；驾乘舒适性

1 课题来源

2016年初，我公司完成某3.5吨车型试制装配工作，在调试过程中发现驾驶室在怠速运行状态下震动严重，包括仪表台、方向盘、座椅以及保险杠都存在同样的震动问题，已经严重影响到驾驶员的操作以及乘客的乘坐舒适性。另外，动力总成和车身底板的振动幅值会很大，甚至影响到附近结构[1]。

2 原因分析

汽车是多自由度的振动体，并受到各种振源的作用发生振动[2]。动力总成是车辆的动力来源[3]，在工作过程中会产生不平衡力和力矩以及路面的不平度是造成汽车震动的主要震动源。理想的动力总成悬置设计应满足两方面的需求，一是有效地对动力总成起到承载作用，保证其可靠工作；另一方面能够衰减来自动力总成以及路面等的各种震动。因此，对于车辆驾驶室在发动机怠速工作条件下的震动剧烈问题，我们考虑是否为悬置刚度设计不合理造成的。

现结合本车具体情况作如下分析：

（1）先根据发动机变速器的重量和质心位置算出整体的质心位置如图1所示：

图1 现有重量质心示意图

（2）再根据整体重量和质心位置算出前后悬置受力情况如图2所示：

图2 质心及前后悬置受力情况示意图

（3）对比前后悬置的受力情况以及实际车辆现使用的前后悬置刚度数值如表1所示：

表1 受力情况及刚度表

由上面的表格可以明显地看出，现车状态的动力总成前后受力比值为3：5；实际使用的悬置Z向刚度前后比值为7：6.前后悬置所受的力与刚度趋势相反，显然本次动力总成悬置刚度匹配不合理。

3 解决方案

首先我们根据车辆动力总成在前后悬置的受力对悬置刚度进行确定。根据常规发动机悬置设计原则，发动机悬置静止变形量应该取3-6mm，同时前后比例应该尽可能接近；经咨询发动机厂家技术人员，推荐发动机悬置刚度在500Nm/ mm以内；考虑到车辆已经装配完毕，力争用最小的改动解决问题；考虑制动时的质量转移[4]，前悬置刚度适当加大10% -15%。

经计算，后悬置静止变形量为3.42mm，在3-6mm的范围内，所以不做改动，并依据该变形量，确定前悬置的理论刚度值为400Nm/mm，改动后前后刚度比值为3:6，前后悬置受力与刚度趋势相同。

最终确定前悬置刚度后，联系生产厂家根据现车使用的悬置结构进刚度进行更改，将Z向刚度由700 Nm/mm调整为400 Nm/mm，并对现车前悬置进行更换。

4 结论

车辆更换小刚悬置后，我们再次对车辆进行调试。驾驶室以及仪表台等震动维问题得到大大缓解，司机的驾驶感受也得到明显提升，并认可现有车辆状态。证明本次方案可行，驾驶室震动问题得到解决。

因此，在以后的设计过程中，应以理论计算为指导，以试验验证为基准，以用户体验为根本循环改进，以求最优驾乘体验。

[1] 陈家瑞.汽车构造[M].北京:机械工业出版社,2000.

[2] 郭森怀.浅谈动力总成悬置设计[J].汽车实用技术,2018(15).

[3] 王霄锋.汽车悬架和转向系统设计[M].北京:清华大学出版社,2015.

[4] 余志生.汽车理论第四版[M].北京:机械工业出版社,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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田春娟（1984.12-），女，工程师，本科，就职于陕汽集团技术中心动力底盘研究所，研究方向：重型汽车行驶系统。