6120型客车怠速停车状态的振动控制研究

论文摘要

为了满足消费者更高层次的需求,应对日益激烈的市场竞争,众多的客车厂对车辆的乘坐舒适性越来越重视。针对某大型客车在配备国产柴油机时出现的怠速停车状态振动剧烈的问题,本论文开展了低振动客车的改进设计研究。论文首先对客车的振动状态进行了客观评定,通过与配备进口发动机的客车的振动水平的对比的基础上,确定了较合理的客观振动量作为改进设计的目标值;采用实验研究与理论分析相结合的方法,从发动机动力总成系统、动力总成悬置系统及客车车身三个方面分析了客车振动剧烈的原因,明确了主要原因为悬置系统未能对发动机的激励进行有效的隔离;在确定动力总成系统相关特征参数的基础上,对悬置块的支承刚度、支承位置及支承方向进行了改进设计。6120型大型客车在发动机怠速汽车静止时乘客普遍反映振动剧烈,通过试验测定,与搭载进口发动机的同类客车的平均振动水平相比,其振动加速度的加权均方根值要大出约10倍;通过主观评价与客观振动指标的对比,得出地板的振动控制在0.4 ms 2以下,座椅的振动控制在0.25 ms 2以下时,振动状况比较理想。论文对发动机的激励特性、悬置系统的隔振特性以及车身的动态特性进行了试验与理论研究,结果表明无论是柴油机还是车身的振动响应,其主要振动能量集中于30Hz;国产柴油机的振动强度比进口柴油机的平均振动强度要大约1.5倍;车身在30Hz频率处没有模态振型出现;而发动机悬置系统的传递率过大,特别是在横向的传递率甚至大于1。因此,明确了造成振动剧烈的主要原因是悬置系统没有起到应用的隔振作用。自行设计了动力总成系统质心与转动惯量的实验装置,确定了动力总成系统的质心及转动惯量,计算出了动力总成系统的主惯性轴。在此基础上对悬置系统进行了改进设计。重新设计了悬置块,确定了悬置块的支承位置及支承角度,改进设计后的样车的主观评价和客观振动指标表明取得了良好的效果,其振动水平优于配备进口发动机的同类客车的平均振动水平。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源及研究的目的和意义
• 1.1.1 课题来源背景
• 1.1.2 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内外动力总成悬置系统研究现状
• 1.2.2 国内外对客车整车的研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 6120 型大客车的振动评定
• 2.1 引言
• 2.2 客车舒适性的评价
• 2.2.1 评价指标
• 2.2.2 测试方法
• 2.2.3 测试结果与分析
• 2.3 小结
• 第三章 动力总成悬置系统的隔振特性
• 3.1 引言
• 3.2 发动机的振动特性及动力总成悬置系统的隔振特性
• 3.2.1 客车发动机的振动特性
• 3.2.2 动力总成悬置系统的功能
• 3.2.3 动力总成悬置系统的隔振原理
• 3.3 动力总成悬置系统隔振分析
• 3.4 小结
• 第四章 动力总成系统的模态分析
• 4.1 引言
• 4.2 模态理论基础
• 4.3 发动机机体的实验模态分析
• 4.4 变速器实验模态分析
• 4.4.1 变速器模态实验
• 4.4.2 模态实验结果及分析
• 4.5 动力总成系统的模态分析
• 4.6 小结
• 第五章 客车车身动态特性分析
• 5.1 引言
• 5.2 客车车身实验模态分析
• 5.2.1 试验结构的支撑方式
• 5.2.2 实验模态的测试
• 5.2.3 实验模态结果分析
• 5.3 有限元理论基础
• 5.3.1 有限元概述
• 5.3.2 有限元单元理论
• 5.4 Patran 工作流程
• 5.5 客车车身模态计算
• 5.5.1 车身结构几何模型简化原则
• 5.5.2 客车车身三维几何模型的建立
• 5.5.3 车身有限元模型的建立
• 5.5.4 有限元单元的选取
• 5.5.5 车身质量补偿
• 5.5.6 计算模态结果分析
• 5.6 小结
• 第六章 动力总成特征参数的测定
• 6.1 引言
• 6.2 动力总成质量、质心位置的测定及计算
• 6.2.1 发动机质量和质心的测量
• 6.2.2 綦江变速器质量和质心位置测量
• 6.3 动力总成转动惯量的测量
• 6.3.1 实验方法介绍
• 6.3.2 动力总成转动惯量的测量
• 6.3.3 动力总成转动惯量的合成结果
• 6.4 主惯性轴的获得
• 6.5 小结
• 第七章 6120 型大客车的低振动改进设计
• 7.1 引言
• 7.2 动力总成悬置系统的改进分析
• 7.3 动力总成悬置系统的改进设计方案
• 7.4 改进后6120 大客车振动效果评定
• 7.5 小结
• 第八章 总结与展望
• 8.1 全文工作内容总结
• 8.2 工作中存在的不足和工作展望
• 参考文献
• 攻读学位期间参加的主要科研项目
• 致谢
• 附录
• 45B 附图1 6120（改进前）客车后排座椅和地板振动测试均方根值谱
• 46B 附图2 6120F-1 客车后排座椅和地板振动测试均方根值谱
• 47B 附图3 6120K 客车后排座椅和地板振动测试均方根值谱
• 48B 附图4 6120KEA 客车后排座椅和地板振动测试均方根值谱
• 49B 附图5 6120（改进前）客车悬置隔振前后振动速度谱
• 50B 附图6 6120F-1 客车悬置隔振前后振动速度谱
• 51B 附图7 6120K 客车悬置隔振前后振动速度谱
• 52B 附图8 6120KEA 客车悬置隔振前后振动速度谱
• 53B 附图9 6120 客车悬置振动速度谱（改进后）
• 54B 附图10 6120 客车座椅振动测试均方根值谱（改进后）
• 54B 附图11 6120 客车车身的计算模态振型