内燃机车在我国铁路运输中占据重要地位,尤其在许多二级干线、专用线以及调车小运转作业中内燃机车仍无可替代。内燃机车运行时需要将燃料的化学能转换成电能,并将电能传递给牵引电机驱动内燃机车沿轨道运动。然而,内燃机车中的柴油机以及与之相连的主发电机在运转过程中由于缸内燃烧爆炸冲击、活塞部件往复运动、以及旋转部件高速旋转等影响,将产生剧烈的内部动态激励力。这些动态激励激发的柴油机以及主发电机振动通过车体底架传递至司机室,引起司机室高频振动与噪声问题,极大降低了司机室的乘坐舒适性,恶化了内燃机车司乘人员的工作环境,危害司乘人员人身健康,从而给司机安全高效驾驶以及科学合理应对紧急情况带来了不良影响。因此,设计科学合理的司机室悬挂结构和参数,降低司机室振动,对提高驾乘舒适性,改善工作环境,提高驾驶安全性具有重要的理论意义与工程应用价值。早期内燃机车司机室与机车底架之间多采用刚性连接,柴油机-主发电机激励产生的振动直接传递至司机室,其隔振效果较差。近年来,随着独立司机室的应用,机车司机室的振动得到了有效控制,但如何科学合理地设计司机室隔振系统动力学参数及其布置形式以达到最佳的隔振效果一直是学术界和企业界研究和关注的主要问题。本文针对内燃机车司机室隔振优化设计问题开展了一系列研究工作,结合生物遗传算法和多自由度解耦隔振理论,开展了内燃机车司机室隔振优化设计研究。首先,根据内燃机车司机室隔振结构建立了司机室6自由度动力学分析模型,并从频率匹配、振动解耦等方面评价了司机室在原始隔振器参数下的隔振性能。通过实测柴油机振动数据分析了柴油机振动的频率特性,确定了司机室隔振设计中的激励频率,对机车底架进行了模态分析,为司机室隔振系统频率匹配提供了参考。然后,以司机室隔振系统固有频率匹配及各自由度解耦为目标设计了优化目标函数,利用生物遗传算法对司机室隔振器位置及刚度进行了优化。最后,建立了包含司机室的内燃机车司机室整车模型,计算分析了不同档位不同司机室隔振器参数下司机室振动响应,并对优化后的司机室隔振效果进行了分析。研究结果表明:合理布置内燃机车司机室隔振器位置可以有效减小司机室各自由度之间的耦合,有利于对司机室振动固有频率进行合理配置;采用的基于生物遗传算法的内燃机车司机室多自由度解耦优化方法的隔振优化结果优于传统单自由度优化方法,优化后司机室振动水平较优化前有了明显改善;采用的隔振优化方法与优化结果可为内燃机车司机室隔振设计提供一定的理论指导。