超低剛度駕駛室懸置襯套研究與應(yīng)用實(shí)踐*

張瑞俊 陳志寧

（東風(fēng)柳州汽車(chē)有限公司，柳州 545005）

主題詞：超低剛度懸置襯套 駕駛室 平順性

1 前言

某T型長(zhǎng)頭駕駛室商用車(chē)，小批試銷(xiāo)時(shí)，發(fā)生平順性差問(wèn)題，用戶抱怨強(qiáng)烈，嚴(yán)重影響銷(xiāo)售。

根據(jù)師漢民等研究觀點(diǎn)，整車(chē)平順性涉及的包括發(fā)動(dòng)機(jī)懸置、底盤(pán)懸架、座椅和駕駛室懸置系統(tǒng)和零部件，平順性研究涉及到復(fù)雜的交叉性學(xué)科。T型車(chē)底盤(pán)來(lái)自成熟平臺(tái)，并且經(jīng)過(guò)論證，底盤(pán)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)和座椅系統(tǒng)隔振性能良好，故本研究基于底盤(pán)、座椅狀態(tài)良好條件下，僅對(duì)駕駛室懸置系統(tǒng)進(jìn)行研究。

通過(guò)實(shí)車(chē)測(cè)試和理論研究，發(fā)現(xiàn)平順性差的根因是前懸橡膠襯套剛度過(guò)高，偏頻過(guò)大所致。

通過(guò)理論分析，為了獲得較好的平順性，需要把懸置偏頻從當(dāng)前的13.56 Hz，降低到3.9 Hz以下；橡膠襯套的剛度，從當(dāng)前的3 400 N/mm降低到100～300 N/mm，為此提出開(kāi)發(fā)超低剛度駕駛室懸置襯套方案。

如此低剛度的駕駛室懸置襯套，業(yè)內(nèi)沒(méi)有應(yīng)用先例，可靠性無(wú)法通過(guò)。面對(duì)質(zhì)疑，缺乏參考，研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合供應(yīng)商，導(dǎo)入結(jié)構(gòu)與性能、疲勞CAE同步聯(lián)動(dòng)，循環(huán)優(yōu)化開(kāi)發(fā)方法，通過(guò)一年多的研究實(shí)踐，終于開(kāi)發(fā)成功，解決了車(chē)輛平順性問(wèn)題，同時(shí)滿足可靠性要求。

2 駕駛室振動(dòng)原理

本車(chē)型的駕駛室懸置系統(tǒng)，為半浮式4點(diǎn)懸置。前懸為橡膠襯套；后懸為氣囊+阻尼減振器，與平頭車(chē)型通用，本文研究對(duì)象為圖1所示前懸置系統(tǒng)。

圖1 駕駛室前懸置示意

2.1 振動(dòng)模型

商用車(chē)駕駛室通過(guò)懸置裝置與車(chē)架連接。根據(jù)師漢民教授等研究，駕駛室的振動(dòng)特性，可以簡(jiǎn)化用被動(dòng)隔振模型，如圖2來(lái)描述。

圖2 駕駛室振動(dòng)模型[1]

2.2 隔振原理

2.2.1 駕駛室振動(dòng)特性

隔振設(shè)計(jì)關(guān)注的是隔振傳遞率T的大小，T越小，通過(guò)隔振系統(tǒng)傳遞的力或運(yùn)動(dòng)越小，隔振效果就越好。隔振問(wèn)題的核心就是設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)母粽裱b置，選取適當(dāng)?shù)膭偠取⒆枘岷拖鄬?duì)阻尼比，取得較小的振動(dòng)傳遞率T。駕駛室懸置問(wèn)題解決的核心，就是設(shè)計(jì)匹配、優(yōu)化減振元件的剛度、阻尼和相對(duì)阻尼比，從而獲得良好駕駛室平順性。

駕駛室的振動(dòng)特性可以用圖3來(lái)描述。由公式（2）可見(jiàn)，隔振傳遞率T是ωω和的函數(shù)，圖3示出了各種相對(duì)阻尼比情況下，T隨ωω變化的曲線，稱之為頻率比-隔振傳遞率曲線圖（簡(jiǎn)稱λ-T曲線圖）。

圖3中，為頻率比；為激勵(lì)頻率，為系統(tǒng)固有頻率；T為振動(dòng)傳遞率；為阻尼比。

圖3 頻率比-振動(dòng)傳遞率（λ-TA）[1]

2.2.2 隔振原理

如圖3所示，隔振的原理如下：

（2）當(dāng)?1時(shí)，T≈1，激勵(lì)全部通過(guò)隔振系統(tǒng)，系統(tǒng)未起作用。

（3）當(dāng)≈1時(shí)，即激勵(lì)頻率等于或接近隔振系統(tǒng)固有頻率時(shí)，T＞1，隔振系統(tǒng)非但未起隔振作用，反而放大了激勵(lì)，這是由于發(fā)生了共振的緣故。設(shè)計(jì)隔振

系統(tǒng)時(shí)必須避免這種情況。

在實(shí)際中常取=2.5～5，不宜過(guò)大，因?yàn)檫^(guò)小的，彈簧剛度取得很小，會(huì)使彈簧難于支承駕駛室重量，帶來(lái)穩(wěn)定性的問(wèn)題。且上升到一定值后，T的減小趨于平緩。

由于車(chē)輛工況復(fù)雜，在惡劣的路況下，激勵(lì)頻率不可避免經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的固有頻率，而發(fā)生共振。為此，懸置裝置必須設(shè)計(jì)有一定阻尼，以限制共振區(qū)附近的振動(dòng)，實(shí)用中常取=0.05～0.20。

3 商用車(chē)平順性評(píng)價(jià)體系的創(chuàng)立

3.1 人體舒適性原理

人體對(duì)振動(dòng)的舒適性，可以用振動(dòng)頻率適應(yīng)性、振動(dòng)強(qiáng)度舒適性來(lái)描述。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO2631-1《機(jī)械振動(dòng)和沖擊—人體暴露于全身振動(dòng)的評(píng)估》規(guī)范的解讀見(jiàn)3.1.1～3.1.2。

3.1.1 振動(dòng)頻率適應(yīng)性

振動(dòng)頻率4～8 Hz是人體最敏感的范圍，人體感覺(jué)非常不舒服，設(shè)計(jì)上要避開(kāi)此頻率范圍。

3.1.2 振動(dòng)強(qiáng)度舒適性

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO2631-1，人體對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)強(qiáng)度，即座椅振動(dòng)加速度ɑ的舒適性關(guān)系如下，見(jiàn)表1。

表1 人體感覺(jué)與座椅加速度的關(guān)系

設(shè)計(jì)要滿足最基本的要求是，人體略感不舒服，對(duì)應(yīng)座椅加速度ɑ≤0.63 m/s。

3.2 人體舒適性的主觀評(píng)價(jià)

根據(jù)人體對(duì)振動(dòng)強(qiáng)度的舒適性，為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)車(chē)輛平順性，自主創(chuàng)立主觀評(píng)分規(guī)則來(lái)評(píng)價(jià)平順性，見(jiàn)表2。

表2 人體主觀感覺(jué)評(píng)分規(guī)則表

3.3 平順性評(píng)價(jià)體系的創(chuàng)立

車(chē)輛的平順性涉及振動(dòng)強(qiáng)度、系統(tǒng)頻率、主觀感覺(jué)，為了全面、系統(tǒng)、綜合、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)車(chē)輛平順性，避免偏頗，經(jīng)過(guò)實(shí)踐探索，本研究創(chuàng)新建立車(chē)輛平順性的評(píng)價(jià)體系，如圖4所示，通過(guò)振動(dòng)強(qiáng)度、振動(dòng)頻率和主觀感覺(jué)3個(gè)維度，主、客觀綜合評(píng)價(jià)車(chē)輛平順性優(yōu)劣。

圖4 車(chē)輛平順性評(píng)價(jià)體系

圖4分為為4個(gè)區(qū)域。A區(qū)是推薦區(qū)，振動(dòng)強(qiáng)度≤0.63 m/s，主觀評(píng)分≧6分，固有頻率1～3.9 Hz；B區(qū)振動(dòng)強(qiáng)度＞0.7 m/s，D區(qū)固有頻率4～8 Hz，都不允許，是禁區(qū)；C區(qū)固有頻率9～15 Hz，容易與其它系統(tǒng)共振，不推薦，建議設(shè)計(jì)要置于A區(qū)。

4 某T型長(zhǎng)頭車(chē)平順性現(xiàn)狀調(diào)研分析

針對(duì)前述問(wèn)題，根據(jù)振動(dòng)原理和車(chē)輛平順性評(píng)價(jià)體系，展開(kāi)全面深入的現(xiàn)狀調(diào)研分析，從3個(gè)評(píng)價(jià)維度進(jìn)行實(shí)車(chē)測(cè)試，以摸清現(xiàn)狀，找出根因，針對(duì)性提出改善目標(biāo)和解決方案。

4.1 車(chē)輛平順性現(xiàn)狀主、客觀測(cè)試

4.1.1 振動(dòng)強(qiáng)度客觀測(cè)試

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4970—2009《汽車(chē)平順性試驗(yàn)方法》，測(cè)試座椅加速度均方根值，與某國(guó)際標(biāo)桿對(duì)比，找出差距。以典型的滿載高速瀝青路工況為例，測(cè)試結(jié)果如圖5所示?？梢钥闯觯琓型車(chē)座椅振動(dòng)比國(guó)際標(biāo)桿強(qiáng)很多。

圖5 某T車(chē)與國(guó)際標(biāo)桿座椅振動(dòng)對(duì)比

4.1.2 平順性主觀評(píng)價(jià)

根據(jù)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果，某T型車(chē)平順性評(píng)價(jià)得分為3分，某國(guó)際標(biāo)桿平順性評(píng)價(jià)得分為6分，T型車(chē)平順性比國(guó)際標(biāo)桿差很多,主觀評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6 某T型車(chē)平順性主觀評(píng)價(jià)現(xiàn)狀及對(duì)策

4.2 駕駛室懸置系統(tǒng)頻率現(xiàn)狀及激勵(lì)頻帶分析

表3 懸置系統(tǒng)頻率現(xiàn)狀調(diào)查表

經(jīng)過(guò)實(shí)車(chē)測(cè)試調(diào)研，確定激勵(lì)頻帶。以典型車(chē)速80 km/h為例，確定駕駛室懸置系統(tǒng)的激勵(lì)頻域范圍是7～15 Hz。

4.3 某T型車(chē)平順性現(xiàn)狀差原因分析

4.3.1 主因分析

根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)研數(shù)據(jù)，前懸的頻率比λ為0.4～0.9，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于隔振原理要求的 2，根據(jù)圖3分析，振動(dòng)傳遞率Ta很大，懸置系統(tǒng)未起作用，因而振動(dòng)強(qiáng)度很大。

同時(shí)，4～8 Hz的頻率范圍又是人體感覺(jué)最敏感，很不舒服的頻帶。兩方面不良疊加效果，導(dǎo)致主觀評(píng)分很差。因此，前懸固有頻率過(guò)大，是該車(chē)平順性差的主因。

4.3.2 次因分析

根據(jù)公式（3），以及現(xiàn)狀調(diào)查表1，駕駛室質(zhì)量是和前后懸載荷是恒定的，造成前懸固有頻率過(guò)大的原因，只能是前懸橡膠襯套的剛度過(guò)大。因此，前懸橡膠襯套剛度3 400 N/mm過(guò)大是平順差問(wèn)題的次要原因。

經(jīng)過(guò)各種原因分析，梳理出平順性差的原因分析魚(yú)骨圖，如圖7所示。

圖7 原因分析魚(yú)骨圖

5 車(chē)輛平順性改善對(duì)策及超低剛度襯套方案

5.1 平順性改善對(duì)策

將平順性調(diào)研數(shù)據(jù)分析結(jié)果放在圖6的評(píng)價(jià)體系中，可見(jiàn)T型車(chē)平順性現(xiàn)狀坐落于禁區(qū)D內(nèi)，也就是振動(dòng)強(qiáng)度達(dá)到1.17m/s，主觀評(píng)分只有3分，前懸固有頻率17.43 Hz，都是不符合低振動(dòng)要求的。

2.2 兩組患者POG及5-HT比較 治療前，兩組患者血清POG及5-HT水平比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；治療后，兩組血清POG水平均下降，5-HT水平均上升，且研究組變化幅度更明顯，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表1。

根據(jù)圖6所示，改善平順性的對(duì)策是將頻率與振動(dòng)特性移到設(shè)計(jì)推薦區(qū)A里。改善目標(biāo)是將系統(tǒng)頻率降低到ω＜3.9Hz，振動(dòng)強(qiáng)度降到ɑ≤0.63 m/s，主觀評(píng)價(jià)分提高到≥6分。

5.2 超低剛度駕駛室懸置襯套方案

按照改善目標(biāo)和原因分析，系統(tǒng)固有頻率要降低到ω＜3.9 Hz，根據(jù)前懸載荷和公式（3）計(jì)算，駕駛室前懸橡膠襯套的剛度要做到100～300 N/mm，才能滿足要求。因此，提出了開(kāi)發(fā)超低剛度駕駛室懸置襯套創(chuàng)新方案。

經(jīng)過(guò)查閱文獻(xiàn)、專利和對(duì)標(biāo)分析，單點(diǎn)承載達(dá)到2 000 N以上的駕駛室懸置橡膠襯套，尚未發(fā)現(xiàn)應(yīng)用實(shí)例。最小的剛度都在600 N/mm以上。

根據(jù)前述振動(dòng)原理，固有頻率太小，剛度太低，懸置無(wú)法支撐相應(yīng)的載荷，穩(wěn)定性也會(huì)很差。更重要的是，橡膠襯套的耐久可靠性很難達(dá)到要求。因此，這個(gè)超低剛度的創(chuàng)新方案，既是一種大膽的創(chuàng)新嘗試，更是極大的挑戰(zhàn)。

6 超低剛度駕駛室懸置襯套研究

研究面臨兩大技術(shù)關(guān)鍵和難點(diǎn)是，如何通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)剛度大幅度降低，從3 400N/mm降低到100～300 N/mm，降幅達(dá)97%，同時(shí)降低剛度后的懸置襯套滿足疲勞壽命要求是本文重要的研究?jī)?nèi)容。

6.1 研發(fā)流程

經(jīng)過(guò)調(diào)研分析，提出研究思路，初始系統(tǒng)策劃多結(jié)構(gòu)、剛度和位移方案，多方案論證平順性，多輪循環(huán)論證，找到最佳解決方案，研發(fā)流程如圖8示。

圖8 超低剛度懸置襯套研發(fā)流程

6.2 超低剛度駕駛室懸置襯套方案

6.2.1 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)深入調(diào)研分析，制定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，為保持相關(guān)零部件通用性，襯套的接口不變?，F(xiàn)狀襯套橡膠體為實(shí)心體結(jié)構(gòu)，無(wú)自由位移，剛度超大，變形小。為了獲得超低剛度，創(chuàng)新方案設(shè)計(jì)了異形空心結(jié)構(gòu)，設(shè)置上下減振孔，根據(jù)實(shí)車(chē)振幅，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)淖杂晌灰?，工作過(guò)程剛度不會(huì)發(fā)生突變，維持較好的平順性。結(jié)構(gòu)方案如圖9示。

圖9 超低剛度懸置襯套方案

6.2.2 懸置襯套剛度性能仿真。

對(duì)結(jié)構(gòu)方案剛度性能進(jìn)行仿真分析，結(jié)論是基礎(chǔ)剛度為200 N/mm，調(diào)整橡膠硬度，剛度可實(shí)現(xiàn)100～300 N/mm。仿真分析示例圖10示。

圖10 懸置襯套剛度性能仿真分析

6.2.3 懸置襯套疲勞仿真

同步進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行疲勞性能仿真分析，分析結(jié)果表明，在3g工況下，疲勞壽命達(dá)到15萬(wàn)次，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際疲勞可達(dá)到100萬(wàn)次，仿真分析示例圖11示。

圖11 懸置襯套疲勞性能仿真分析

6.3 超低剛度駕駛室懸置襯套性能論證及方案優(yōu)化

6.3.1 多剛度樣件試制

根據(jù)前期策劃，按照設(shè)計(jì)方案試制100、120、…、300 N/mm多達(dá)11組剛度值樣件，實(shí)測(cè)剛度值符合設(shè)計(jì)。

6.3.2 平順性測(cè)試

首先挑選剛度適中一組襯套進(jìn)行平順性測(cè)試，出現(xiàn)幾個(gè)問(wèn)題：承載力不足，裝配狀態(tài)自由行程已消除；行駛頻繁觸底；純橡膠襯套，阻尼幾乎為零，減振效果差。

6.3.3 懸置結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化

根據(jù)首輪樣件平順性測(cè)試發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，經(jīng)深入研究分析，結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行優(yōu)化，提出加裝阻尼減振器，形成“橡膠襯套+阻尼減振器”組合式懸置創(chuàng)新構(gòu)想，已獲得發(fā)明專利受理（專利號(hào)2018109416824）。同時(shí)，在試驗(yàn)場(chǎng)和各種道路工況，通過(guò)電測(cè)方法，測(cè)定實(shí)際的位移和頻率，修正橡膠襯套的自由位移和剛度，創(chuàng)新結(jié)構(gòu)方案如圖12示。

圖12 創(chuàng)新的組合式懸置裝置

6.3.4 超低剛度駕駛室懸置襯套剛度及阻尼尋優(yōu)

按照優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案，挑選剛度和阻尼適中的一組襯套和減振器，測(cè)試驗(yàn)證平順性改善效果，結(jié)果顯示改善明顯，說(shuō)明組合式懸置裝置的構(gòu)想是正確的方向。

然后對(duì)11組剛度懸置襯套匹配多組阻尼減振器，分別進(jìn)行高速水泥路、瀝青路和減速帶工況的平順性主客、客觀測(cè)試評(píng)價(jià)，對(duì)比尋找最佳剛度和阻尼方案。

經(jīng)過(guò)上百車(chē)次的測(cè)試對(duì)比，確定最優(yōu)方案，剛度為140 N/mm。以滿載高速瀝青路工況為例，客觀平順性曲線如圖13示。

圖13 某T型創(chuàng)新襯套平順性對(duì)比

從圖13可見(jiàn)，對(duì)于研究創(chuàng)新的“超低剛度襯套+阻尼減振器”組合式懸置裝置，平順性明顯優(yōu)于某國(guó)際標(biāo)桿，大幅優(yōu)于現(xiàn)狀。座椅振動(dòng)加速度達(dá)到ɑ≤0.37 m/s，達(dá)成改善目標(biāo)。

經(jīng)過(guò)專業(yè)主觀評(píng)價(jià)小組評(píng)測(cè)，主觀評(píng)價(jià)分達(dá)到6分，與某國(guó)際標(biāo)桿相當(dāng)，達(dá)成改善目標(biāo)。

6.4 超低剛度駕駛室懸置襯套疲勞壽命研究

確定最優(yōu)剛度性能方案后，開(kāi)展創(chuàng)新襯套的疲勞壽命研究。為了確保創(chuàng)新襯套滿足售后各種環(huán)境工況的疲勞壽命要求，研究團(tuán)隊(duì)確定了疲勞壽命論證思路，研究項(xiàng)目先后完成了臺(tái)架疲勞試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化循環(huán)、臺(tái)架疲勞試驗(yàn)、試驗(yàn)場(chǎng)道路可靠性試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化循環(huán)、試驗(yàn)場(chǎng)道路可靠性試驗(yàn)和小批量售后跟蹤，最后實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

6.4.1 臺(tái)架壽命試驗(yàn)及優(yōu)化循環(huán)

經(jīng)過(guò)充分的調(diào)研和對(duì)標(biāo)，研究團(tuán)隊(duì)制定了創(chuàng)新的臺(tái)架試驗(yàn)方法。盡可能模擬實(shí)際使用工況，按實(shí)際位移和頻率，開(kāi)展常溫、低溫、高溫3種環(huán)境工況，帶載試驗(yàn)，試驗(yàn)次數(shù)按100萬(wàn)次進(jìn)行。

首次臺(tái)架試驗(yàn)中，8萬(wàn)次循環(huán)襯套出現(xiàn)開(kāi)裂，如圖14所示。

圖14 臺(tái)架試驗(yàn)開(kāi)裂示例

從艱難的起步開(kāi)始，首樣臺(tái)架試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂問(wèn)題→改進(jìn)結(jié)構(gòu)→CAE疲勞分析驗(yàn)證→樣件試制→臺(tái)架試驗(yàn)，20次循環(huán)往復(fù)。通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)總數(shù)量達(dá)50件次，常溫、低溫、高溫工況試驗(yàn)，10件次達(dá)到100萬(wàn)次。

解決疲勞壽命的方案改進(jìn)循環(huán)多達(dá)20次，方案的演變過(guò)程如圖15所示。

圖15 解決疲勞壽命的方案演變示例

6.4.2 道路可靠性驗(yàn)證及優(yōu)化循環(huán)

臺(tái)架疲勞壽命達(dá)到80萬(wàn)次的時(shí)候，同步開(kāi)展實(shí)車(chē)道路可靠性試驗(yàn)論證及優(yōu)化循環(huán)。

同樣，實(shí)車(chē)進(jìn)行了多達(dá)5臺(tái)次的可靠性試驗(yàn)論證，試驗(yàn)里程從常規(guī)的8 000 km壞路強(qiáng)化，追加到15 000 km。首輪壞路強(qiáng)化試驗(yàn)中，6 000 km時(shí)襯套出現(xiàn)開(kāi)裂，開(kāi)裂故障如圖16所示。

圖16 壞路試驗(yàn)開(kāi)裂故障示例

解決道路可靠性問(wèn)題的方案改進(jìn)循環(huán)26次，壞路開(kāi)裂故障解決方案如圖17所示。

圖17 壞路開(kāi)裂故障解決方案示例

6.5 超低剛度駕駛室懸置襯套小批試銷(xiāo)跟蹤及量產(chǎn)

經(jīng)過(guò)前述開(kāi)發(fā)流程的論證，本研究實(shí)踐先后解決了超低剛度懸置襯套零件的性能、疲勞壽命，以及整車(chē)平順性和可靠性問(wèn)題。通過(guò)50臺(tái)套的小批試銷(xiāo)，并跟蹤售后6個(gè)月，市場(chǎng)普遍反應(yīng)良好。

經(jīng)過(guò)小批試銷(xiāo)驗(yàn)證確認(rèn)后，超低剛度懸置襯套2018年進(jìn)行正式生產(chǎn)切換。超低剛度襯套量產(chǎn)以來(lái)，進(jìn)行了多次市場(chǎng)調(diào)研，用戶普遍評(píng)價(jià)認(rèn)為，該車(chē)徹底解決了整車(chē)平順性問(wèn)題，其平順性與國(guó)內(nèi)平頭車(chē)標(biāo)桿四點(diǎn)氣囊懸置相當(dāng)，且可靠性良好，無(wú)任何故障反饋。

本研究成果，有力促進(jìn)了該車(chē)型的銷(xiāo)售，當(dāng)年銷(xiāo)量達(dá)到5800輛，成為公司利潤(rùn)的增長(zhǎng)點(diǎn)。

6.6 超低剛度駕駛室懸置襯套開(kāi)發(fā)小結(jié)

根據(jù)前述研究論證，本研究取得良好的改善效果。

6.6.1 基于評(píng)價(jià)體系的效果評(píng)估

評(píng)價(jià)體系圖18中，從現(xiàn)狀的禁區(qū)D，推移到推薦區(qū)A，效果良好。

圖18 某T型車(chē)平順性改善效果評(píng)估

三維度的振動(dòng)與頻率數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表4，T型車(chē)改進(jìn)后的振動(dòng)強(qiáng)度明顯減小。

表4 改善后平順性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)對(duì)比

6.6.2 振動(dòng)原理符合性及懸置系統(tǒng)頻率匹配合理性

前述振動(dòng)原理，要求頻率比＞ 2，且愈大，T愈小，隔振效果愈好；在實(shí)際中常取頻率比=2.5～5。以常用車(chē)速80 km/h為例，駕駛室前懸置實(shí)際激勵(lì)頻帶為7～15 Hz，改善前后的對(duì)比見(jiàn)表5。

表5 改善前后頻率比λ對(duì)比

從表5可見(jiàn)，某T型車(chē)改善后，固有頻率和頻率比λ均符合規(guī)范要求，隔振效果良好。

7 結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)振動(dòng)原理，車(chē)輛平順性評(píng)價(jià)方法和自創(chuàng)的評(píng)價(jià)體系圖，通過(guò)調(diào)研分析把握現(xiàn)狀，查明了某T型車(chē)平順性差的根因，開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的“超低剛度駕駛室懸置襯套+阻尼減振器”組合式懸置裝置。

聯(lián)合供應(yīng)商導(dǎo)入結(jié)構(gòu)與性能、疲勞CAE同步聯(lián)動(dòng)創(chuàng)新方法，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能仿真、平順性測(cè)和優(yōu)化循環(huán)驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)35輪次循環(huán)先后解決性能問(wèn)題、疲勞壽命和可靠性問(wèn)題。最終成功開(kāi)發(fā)出超低剛度駕駛室懸置襯套。開(kāi)發(fā)實(shí)踐的主要結(jié)論和創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）觀念創(chuàng)新是技術(shù)創(chuàng)新的源泉。在技術(shù)復(fù)雜，難度大，沒(méi)有先例，缺乏參考，主流供應(yīng)商不看好的嚴(yán)峻形勢(shì)下，研究團(tuán)隊(duì)打破觀念束搏，堅(jiān)信只要弄懂原理，找對(duì)方法，克難攻堅(jiān)，就能解決問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。

（2）當(dāng)單一襯套方案無(wú)法解決問(wèn)題的時(shí)候，組合方案是較好的選擇。因此，發(fā)明了“超低剛度駕駛室懸置襯套+阻尼減振器”組合式懸置裝置。

（3）超低剛度（140 N/mm）駕駛室懸置襯套不僅能滿足性能要求，也能夠滿足疲勞壽命要求。打破了業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為600 N/mm以下剛度無(wú)法實(shí)現(xiàn)的禁錮。取得突破性技術(shù)創(chuàng)新。