全文总字数：5732字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究背景

（1）增长趋缓

随着我们国家经济社会的持续不断的发展，工业的不断完善，高速公路和其他快速路的高度普及，商用车的需求在之前一段时间呈现出了显著的增长，近十年来的商用车市场发展平稳，2010-2017 年之间全球商用车市场保持着持续的增长。数据显示出，到2017年，全球商用车产量增长达到2,385 万辆，同比增长4.29%，2010-2017 年年均复合增长率达到 2.67%。我国市场则由于货车市场呈现回升势头，商用车在货车增长拉动下，产销量增速明显的上升。根据中国汽车工业协会发布的数据，2018 年上半年，商用车产销量累计分别完成了220.4 万辆和 229.1 万辆，同比分别增长了 9.41%和 10.58%。分不同的车型来看，2018 年上半年客车销量增长了 6.95%，货车增长达到 14.74%。

根据中国汽车工业协会最新发布的2019年汽车工业经济运行情况的数据: 2019年，在基建投资回升、国Ⅲ标准汽车淘汰、新能源物流型车的快速发展，治超加严等利好因素促进下，商用车产销要好于乘用车，商用车产销分别完成436万辆和432.4万辆，产量同比增长1.9%，销量下降1.1%。分车型产销情况看，客车产销分别完成47.2万辆和47.4万辆，同比分别下降3.5%和2.2%；货车产销分别完成388.8万辆和385万辆，产量同比增长2.6%，销量同比下降0.9%，其中，重型货车产销分别完成119.3万辆和117.4万辆，同比分别增长7.3%和2.3%。

但是相比上个10年，商用车的增长速度已经明显趋缓。

（2）舒适性和安全性的要求提高

随着人们生活水平的不断提高，商用车增长趋缓，人们在对商用车需求量达到一定量的饱后开始逐步对商用车的质量与舒适性的提出了更进一步的要求。商用车不仅需要满足运载以及其他方面的需求，目前来看还需要满足人们对乘坐舒适性和安全性的更高的要求。商用车的驾驶室舒适性和安全性已经成为商用车的主要的性能指标，也是在商用车增长趋缓时期各大商用车生产企业需要着重研究和提升的地方。

1.2研究目的及意义驾驶室悬置的布置可分为固定式悬置和悬浮式悬置。固定式悬置是指4个悬置全部采用橡胶减震垫作为支撑和隔振部件，悬置的刚度较大，在行车过程承受冲击载荷时，悬置零件本身只产生很小的位移,驾驶室相对于车架位移较小，相对“固定”。而悬浮式悬置是指4个悬置中全部或部分采用以螺旋弹簧、钢板弹簧或空气弹簧零件作为主要支撑和隔振部件，与橡胶减震垫相比，这些弹簧能产生较大变形,在行车时驾驶室相对于车架产生较大位移，就好比驾驶室“悬浮”于车架之上。如果4个悬置点均为悬浮式，又称为“全浮式悬置”，如果仅有2点悬浮，我们就把这种结构称为“半浮式悬置”。

悬置系统有以下作用和目的

1.支撑作用驾驶室悬置是一个支撑元件。它必须能承受驾驶室总成及成员的质量，使其不至于产生过大的静位移而影响工作。2.引导驾驶室相对于底盘的垂直运动。

3.隔振作用

悬置是车架与驾驶室之间的连接件，它应具有良好的隔振作用。驾驶室悬置必须阻止路面不平激励等传给驾驶室的振动和冲击，这类隔振形式称为消极隔振。

4.通过铰链连接机构实现驾驶室翻转功能因此在驾驶室结构形式确定的前提下，悬置系统的性能好坏对驾驶室的安全性、平顺性和舒适性起到非常关键得影响作用。

本课题研究目的是：设计出满足商用车驾驶室要求的螺旋弹簧悬置系统；解决某些商用车出现的安全性和舒适性问题；避免商用车出现共振导致的损坏；在保证安全和各方面要求下改进悬置系统；建立悬置系统的三维模型及仿真模型。

本课题研究意义为：研究设计过程中，对悬置系统的结构特点、作用等有了更深的理解；对悬置系统的每一部分参数的确定提供一定方法；对有限元理论依据及具体实施方法的认识有所提高；理解现代化设计方法的优点及过程；提升螺旋弹簧悬置系统设计水平。

1.3国内外研究现状

根据中国汽车工业协会发布的2018年世界各国（地区）商用车销量，我国商用车销量占全球16.58%。

（1）国外现状

驾驶室悬置是指利用弹簧阻尼元件构成悬置系统，将驾驶室悬置在车架上。目前驾驶室悬置系统按结构形式分主要包括全浮式驾驶室以及半浮式驾驶室两种。全浮式驾驶室即驾驶室由前后左右四组弹性元件构成悬置系统将驾驶室悬置于车架之上。半浮式驾驶室相对于全浮式驾驶室而言，其驾驶室前部两个支承点采用铰接方式与车架相连，后悬置结构也采用弹簧和阻尼元件构成后悬置连接到车架上。根据悬置结构所采用的弹性元件来分，主要包括：螺旋弹簧驾驶室悬置、钢板弹簧驾驶室悬置、空气弹簧驾驶室悬置等。

目前对驾驶室或者车身振动舒适性的研究，主要在两个方面，一个方面是通过结构优化提高其一阶的整体频率，避开路面、传动系、发动机等的激励频率， 从而减少共振。另一方面是通过优化其悬置或者悬挂系统参数，从而衰减来自驾驶室或者车身下的振动。

在国外，尤其是欧洲，由于行驶路面条件较好，同时用户对驾驶舒适性要求较高，多数厂商生产的重型卡车驾驶室多采用悬浮式悬置结构，如斯堪尼亚、奔驰、沃尔沃等著名卡车制造商，日、韩的日产、三菱、日野、现代等公司也有类似产品。悬浮式悬置系统通常采用螺旋弹簧、钢板弹簧或空气弹簧以及液压减振器作为悬置元件，能极大改善驾驶室的振动特性，有效地阻隔和缓解由车架传递到驾驶室的振动和冲击，明显降低驾驶室的振动特性，有效地阻隔和缓解由车架传递到驾驶室的振动和冲击，明显降低驾驶室内的振动与噪声，从而改善汽车的平顺性、舒适性。

（2）国内现状：

据中国汽车工业协会统计分析，2019年商用车销量排名前十家企业依次为：东风公司、北汽福田、上汽通用五菱、中国一汽、中国重汽、江淮股份、江铃股份、长安汽车、陕汽集团和长城汽车，分别销售57.1万辆、52.7万辆、41.8万辆、35.1万辆、29.6万辆、25.3万辆、23.7万辆、22.3万辆、18.7万辆和14.9万辆。占商用车销售总量的74.3%。

商用车质量大、惯性大，一旦发生事故，将会对商用车驾驶员及乘员的生命安全造成严重威胁。目前，我国针对商用车的强制性标准体系已覆盖了车辆的主动安全、一般安全、车辆结构、碰撞与防护等诸多方面。其中，商用车驾驶室乘员保护是汽车被动安全方面的重要组成部分，是我国汽车产品准入要求的重要内容之一。

为了适应我国商用车性能高速发展的现状，不断提高商用车乘员保护技术要求，保障标准的科学性、适用性和先进性，加强对商用车安全方面的行业监管，2019年7月8日，工业和信息化部发布了强制性国家标准《商用车驾驶室乘员保护》征求意见稿，对正在施行的GB 26512-2011《商用车驾驶室乘员保护》进行了内容上的修订。增加了A柱撞击试验（试验B）；对于正面撞击试验（试验A），N3类车辆和总质量超过7500kg的N2类车辆，撞击能量增加为55 k J；在顶部强度试验（试验C）中，N3类车辆和总质量超过7500kg的N2类车辆，增加动态预加载试验—驾驶室侧面摆锤20°撞击试验（P1）等，对我国商用车驾驶室的安全性能提出了更高的要求。

此外，鉴于标准体系和法规体系存在的形式差别，新版标准增加了部分引用标准，包括GB/T 3730.1《汽车和挂车类型的术语和定义》、GB 11557《防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定》、GB/T 20 913《乘用车正面偏置碰撞的乘员保护》等。同时，根据UN R29(03系列)术语和定义中增加的内容，更新了部分术语和定义，避免了由于标准起草用语的差异在实际操作时产生误差，并增加了后围强度试验的相关要求。

总的来说，对现行的商用车驾驶室乘员保护标准进行重新修订，适应了我国汽车工业发展的需要，是对我国汽车领域标准体系的进一步完善，规范了商用车驾驶室乘员保护方面的技术要求，提高了商用车驾驶室的安全性能，对于保障商用车驾驶室乘员的人身安全具有积极的意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计基本内容

根据驾驶室螺旋弹簧悬置系统的设计要求，设计内容包括以下几个方面：

（1）驾驶室螺旋弹簧悬置系统的总布置设计

3. 研究计划与安排

完成任务的时间节点

1-2（7 学期第18-19周）确定毕业设计选题、完善毕业设计任务书(相关参数)、校内外资料收集

3（8 学期第1周方案构思、文献检索、完成开题报告

4. 参考文献（12篇以上）

[1]panshuo li. control of vehicle suspension systems and itsextension to general vibration systems，2016，8：1-129.

[2] olugbenga moses anubi. variable stiffness suspension system，2013：3-20.

[3]huihui pan. nonlinear control for vehicle active suspensionsystems，2018：1-54.