駕駛室減振結構對載貨汽車平順性的影響

李婷婷

摘要：在汽車工業中，輕型載貨汽車的發展對我國汽車發展影響重大，在能源、交通等基礎行業中更是發揮著不可替代的作用。舒適度是指在車輛行駛過程中，汽車產生的沖擊、振動對人體操作影響的程度；平順性是指車輛在駕駛過程中，可以保證駕駛者不會由于汽車振動引起的疲勞、不舒服及保證貨物完整性的能力。同時也是評價汽車性能的重要指標。基于此，文章以汽車減震結構性能評價為指標，研究分析了影響載貨汽車平順性的主要因素，從而為載貨汽車對行駛平順性的研發工作提供理論依據。

關鍵詞：減振結構；載貨汽車；平順性模型；平順性評價；平順性試驗

1駕駛室減振結構隔振性能評價

1.1總加權加速度均方根值

如表l所示，a與人的主觀感覺間的關系，其中，a是總加權加速度的均方根值。參照國家標準GB/T4970-2009《汽車平順性試驗方法》，進行隨機輸入行駛試驗。在良好路面上分別以40、50、60、70、80km/h速度勻速行駛試驗車輛，使用平順性試驗儀器測量駕駛員座椅靠背、座墊上方和腳部地板上的z軸垂直向、x軸縱向及Y軸橫向的加速度時間。加權計算人體對振動頻率的敏感程度以及振動方向。傳遞率是指輸出端振動大小與輸入端振動大小的比值，是駕駛室減振的隔振性能評價指標。簡化駕駛室為質量塊，車架處振動為激勵，減振為彈簧一阻尼系統，駕駛室減振安裝點振動為輸出。多量抽樣輸入、輸出信號，采用均方根值表示信號能量。

1.2平順性試驗

1.2.1試驗目的和方案

重型車輛具有的振動系統極其雙雜，振源來自路面、發動機和傳動系，屬于自由度無限的連續體振動。根據駕駛室減振方案設計要求，本次試驗目的以及實施方案如下所示：為設計選型提供必要數據參考以及提高車輛駕駛安全性，驗證駕駛室減振系統結構與安全性能的關系。其中，儀器情況如下：采用香港匯佳科技有限公司Aeroflex高速數據記錄儀，美國Sensor Way公司加速度傳感器、位移傳感器及逆變器等。驗路面是典型的瀝青路面和沙石路面，總計試驗車輛負載55t，采樣頻率是200Hz，經計算得各車速是12km/h、40km/h、50km/h、60km/h和70km/h。

1.2.2不同車速下的振動響應對比

如圖1所示，平順性道路試驗框架圖。在車輛行駛時，所產生的振動可以由空氣彈簧吸收，吸收效果較明顯。雙高度閥四氣囊結構的車輛行駛到彎道路面時，車輛駕駛室的抗側傾性能、平穩性較高。在沙石路面上，試驗車輛行車速度是15km/h速度，需要分析三類氣囊減振裝置的行車加速度。考慮到沙石路面的不平整性，在確定駕駛室后減振在垂向振動向上時，其雙高度閥車輛的峰值是0.013m/s2，閥前液壓后氣囊減振系統峰值是0.0038m/s2，單高度閥四氣囊加速度相應高于閥前液壓后氣囊加速度響應峰值。在瀝青路面上，行車速度為60km/h速度行駛。計算三種氣囊減振裝置車輛的加速度，按照計算出的譜密度數值依次由大到小依次排序：密度是0.835的雙高度閥四氣囊減振<密度是1.137單高度閥四氣囊減振<密度是1.358單高度閥前液壓后氣囊減振。經計算得：v=65km/h時，L前液后氣=113.5dB，L單高四氣=116.0dB，L雙高四氣=114.0dB，評定舒適性等級是“有一些不舒適”。

1.2.3實驗結果

根據現場試驗可知：瀝青路面上，車輛雙高度閥控制的四氣囊駕駛室減振系統平順性較高；砂石路面上，以上三類減震系統的車輛駕駛平順性明顯降低，人體駕駛舒適性較瀝青路面明顯較差。究其原因在于過大的x和Y方向振動量。建議在水平面內限位駕駛室。

2影響載貨汽車平順性影響因素分析

2.1單筒減振器

與雙筒式相比，單筒式減振器結構簡單，減少了一套閥門系統。單筒設計儲油量大，散熱效果較好，有效的減少了阻尼油起泡和阻尼熱衰減的負面影響。油室與氣室為直列配置，行程受限制。

2.2雙筒減振器

雙筒式是指減振器有內外兩個筒，活塞在內筒中運動，由于活塞桿的進入與抽出，內筒中油的體積隨之增大與收縮，因此要通過與外筒進行交換來維持內筒中油的平衡。雙筒減振器制造成本較低。外部筒身的存在可以使內部筒身的阻尼油外流；封入的是低壓氮氣，舒適性較單筒式更好，而且減小了活塞阻力。

料用作減震結構中，具有造價低、結構簡單等優勢，但乘坐的舒適性就會差一些，一般用于車體結構相對較窄的商務型轎車。