[发明专利]主簧压缩式低频隔振车辆座椅减振器阻尼系数的设计方法

说明书

本发明涉及主簧压缩式低频隔振车辆座椅减振器阻尼系数的设计方法，属于车辆座椅技术领域。先前对于主簧压缩式低频隔振车辆座椅减振器阻尼系数一直没有可靠的设计方法，大都采用“经验+反复试验”的设计方法，不能满足车辆座椅现代化CAD设计及快速开发的要求。本发明提供的主簧压缩式低频隔振车辆座椅减振器阻尼系数的设计方法，可根据主簧压缩式低频隔振车辆座椅的结构参数、乘员质量及车辆行驶路况，对减振器阻尼系数进行快速、准确、可靠地设计，避免了传统设计方法反复试验的缺陷。利用该方法可提高主簧压缩式低频隔振车辆座椅的设计水平、质量和隔振性能，降低座椅的设计及试验费用，缩短设计周期，加快座椅开发速度。

技术领域

本发明涉及车辆座椅，特别是主簧压缩式低频隔振车辆座椅减振器阻尼系数的设计方法。

背景技术

座椅作为衰减车辆振动的最后一个环节，对整车舒适性能起着至关重要的作用。近年来，由于低频振动造成的颈椎病及消化系统疾病等，已成为车辆驾乘人员常患的驾驶疾病。因此，提高车辆座椅的低频隔振性能，对避免人体内脏器官遭受冲击损伤及驾驶疾病的发生等具有重要意义。主簧压缩式低频隔振车辆座椅可用于衰减车辆的低频振动，逐渐得到人们重视。此种座椅减振器阻尼系数对座椅的隔振性能起关键作用，然而，由于受座椅悬架系统最佳阻尼匹配理论的制约，目前国内外对主簧压缩式低频隔振车辆座椅减振器阻尼系数仍然没有可靠的设计方法。目前，大都采用“经验+反复试验”的设计方法，结合主观和客观综合判断，确定出座椅减振器阻尼系数。虽然这种方法是可行的，但由于其设计成本高、周期长，不能满足现代车辆行业快速发展的要求。为了更好地通过座椅衰减车辆振动，进而提高驾乘人员的舒适性，必须建立一种准确、可靠的主簧压缩式低频隔振车辆座椅减振器阻尼系数的设计方法，从而降低座椅设计及试验费用，缩短设计周期，加快座椅开发速度，增强我国车辆的国际市场竞争力。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种准确、可靠的主簧压缩式低频隔振车辆座椅减振器阻尼系数的设计方法，其设计流程图如图1所示。主簧压缩式低频隔振车辆座椅的结构示意图，如图2所示，第一剪杆2、第二剪杆3、连杆7、主簧5、副簧8及减振器4，影响着座椅的隔振性能，其中，减振器4下安装点R到第一剪杆2与座椅底板6铰接点S的距离为a，减振器4上安装点P到第二剪杆3与座椅面板1铰接点Q的距离为c。

为解决上述技术问题，本发明所提供的主簧压缩式低频隔振车辆座椅减振器阻尼系数的设计方法，其具体设计步骤如下：

(1)构建主簧压缩式低频隔振车辆座椅的垂向弹性力函数F_k(u)：

根据第一剪杆与座椅底板的初始夹角θ，连杆与座椅底板的初始夹角β，第一剪杆长度L，连杆长度r，主簧刚度K₁，副簧刚度K₂，及乘员额定质量m下静平衡时主簧变形量u_e，以座椅悬架垂向变形量u为变量，构建主簧压缩式低频隔振车辆座椅的垂向弹性力函数F_k(u)，即

其中，γ₁＝sinβ，γ₂＝sinθ；

(2)构建主簧压缩式低频隔振车辆座椅的垂向振动模型：

根据乘员额定质量m，车辆在某一路面以某一速度行驶时所测得的座椅底板垂向振动加速度信号及步骤(1)构建的主簧压缩式低频隔振车辆座椅的垂向弹性力函数F_k(u)，以主簧压缩式低频隔振车辆座椅的垂向等效阻尼系数C_e为待求参数，构建主簧压缩式低频隔振车辆座椅的垂向振动模型，即

其中，为座椅面板与座椅底板之间的垂向相对运动速度，为座椅面板与座椅底板之间的垂向相对运动加速度；

(3)确定主簧压缩式低频隔振车辆座椅的最优垂向等效阻尼系数C_o：