互聯網 hyjius 汽車構造維修 2008-01-11
淺 談 整 車 異 常 抖 動
摘 要:本文通過對汽車振動的影響因素的分析,主要從車輪總成對汽車振動的激勵著手,再結合對NJ1038車整車異常抖動的分析研究,確定了導致NJ1038車整車異常抖動的主要原因,并提出解決躍進系列車整車抖動確實可行的改進方案。
關鍵詞:整車 抖動 車輪
近來來,隨著我國國民經濟及公路運輸事業(yè)的高速發(fā)展,一方面市場對汽車需求不斷增加,另一方面用戶對汽車各方面性能要求也日趨嚴格。汽車生產廠家只有不斷提高產品質量和性能,才能保持產品的市場競爭力,進而開拓更廣的市場。
躍進系列車在使用過程中所反映的整車異常抖動,嚴重影響用戶駕乘舒適性,引起用戶強烈不滿。因此為了不斷提高產品的質量,穩(wěn)固并增強產品的市場競爭力,有必要對躍進系列車整車異常抖動進行分析研究。
一、汽車振動的影響因素分析:
1、汽車是一個由多個子系統(tǒng)組成的多自由度振動系統(tǒng),通常的整車振動模型由車橋系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、發(fā)動機及傳動系統(tǒng),駕駛室系統(tǒng)組成。汽車各子系統(tǒng)的動態(tài)特性和相互協調直接地影響著各激勵源振動傳遞的效果:各子系統(tǒng)在特定頻率段里對某些振動進行衰減,對某些振動則會放大,尤其在共振點附近為甚。
因此,各子系統(tǒng)應合理匹配,避免各部分振動耦合太嚴重而導致整車局部振動加強;同時,駕駛室系統(tǒng)的(0.75- )倍固有頻率范圍里應盡量不出現其它各子系統(tǒng)主振動頻率和主要激勵能量集中的頻率。
2、汽車振動的激勵源十分復雜,汽車行駛的道路及相關的外部環(huán)境是外部激勵源,汽車本身各零部件尤其是旋轉運動件和懸掛件是內部激勵源。
路面不平度是汽車振動的主要激勵源。汽車通過路面的接縫或無規(guī)則凹凸時,使駕駛室及車身產生穩(wěn)態(tài)隨機振動。
傳動系主要由一系列傳輸動力的旋轉部件組成,它受到發(fā)動機不平衡力、力矩以及自身不平衡的作用和影響,會產生彎曲振動和扭轉振動。
車輪總成對汽車振動的影響因素主要可分為三項:輪胎的不均勻度、車輪總成的動不平衡、鋼圈徑跳端跳。
二、車輪總成對汽車振動的影響
1、現在輕型卡車輪胎均為斜交胎,由纖維、鋼絲、橡膠等構成的復合材料品,且大部分靠手工成型,因此其成品精度較一般的金屬制品差,往往有周圓部分的尺寸變化、剛度變化和非對稱性,從而導致輪胎滾動時要承受從路面來的周期性變化的反作用力。
車輪總成的動不平衡包括輪胎的動平衡和鋼圈的動平衡,車輪總成的動不平衡將引起周期性的不平衡向心力及不平衡力矩。
以上兩項影響因素引起的周期力按作用方向可分為:徑向力變化(RFV)、側向力變化(LFV)、切向力變化(TFV)。通常徑向力變化(RFV)會導致汽車的垂直振動,側向力變化(LFV)會導致汽車的左右搖擺,切向力變化(TFV)會導致汽車的前后牽動。
鋼圈的徑跳引起車輛的周期性垂直振動,鋼圈的端跳則引起車輛的周期性左右搖擺。
車輪總成對汽車激勵的振動屬于周期性振動。其激振頻率f與汽車行駛速度v的關系有:f= (f為激振頻率HZ,w為汽車行駛速度km/h,r為輪胎滾動半徑m)。
3、假定汽車前輪定位參數及整車質量參數符合設計要求,前板簧剛度及減振器有關參數也符合設計規(guī)范,并且不考慮路面不平度對汽車振動的激勵以及發(fā)動機、傳統(tǒng)系對汽車振動的激勵。僅從車輪總成著手,分析車輪總成對汽車激勵振動的影響。
若車輪總成激勵的振動足夠使駕駛室異常抖動,則隨著車速的提高,駕駛室異常抖動將越發(fā)嚴重。若車輪總成激勵的振動不足夠使駕駛室異常抖動,當車輪總成的激振頻率f在駕駛室系統(tǒng)的(0.75- )倍固有頻率范圍里時,駕駛室系統(tǒng)將與車輪總成形成共振,此時駕駛室將可能異常抖動;隨著車速的提高,車輪總成的激振頻率f也逐漸提高,當激振頻率f超過駕駛室系統(tǒng)的(0.75- )倍固有頻率范圍時,駕駛室將可能不再異常抖動。
三、NJ1038車整車異常抖動的分析:
結合用戶的反映和實車路試的體驗,NJ1038車在車速40~70km/h范圍里以穩(wěn)速行駛在平坦路面上時,駕駛室嚴重異常抖動,且有明顯的節(jié)奏感。
在萬壽庫房挑出兩輛狀態(tài)相同的NJ1038車:均裝配Y4100Q發(fā)動機、17HN1變速箱、徐州輪胎(6.50-16)和濟寧鋼圈(3101NA730-020)。一輛白色車,VIN碼為LNJBCD8363LL34629,整車異常抖動;一輛藍色車,VIN碼為LNJBCD83XLL33709,無整車異常抖動現象。
將這兩輛相同狀態(tài)但具有不同現象的整車進行換裝對比分析:將兩輛車的前后車輪互換后進行專項路試,白色車不再有整車異常抖動現象,而藍色車出現整車異常抖動現象。以上換裝對比分析說明,造成整車異常抖動的主要原因在于輪胎帶鋼圈總成。
將存在制動反彈及嚴重異常抖動的整車上的輪胎帶鋼圈總成拆下,對其進行系統(tǒng)全面的解體檢查分析:
1、裝夾平衡塊后輪胎帶鋼圈總成的剩余不平衡量情況:
以上數據說明:裝夾平衡塊后輪胎帶鋼圈總成的剩余不平衡量66.7%不合格,對輪胎帶鋼圈總成的剩余不平衡量失控。
2、去掉平衡塊后車輪總成的原始不平衡量情況:
以上數據說明:去掉平衡塊后車輪總成的原始不平衡量83.3%不合格;在單面>120g、雙面>214g時不能進行動平衡,必須進行第二次合成后再平衡,但實際未按此要求操作。
3、去掉平衡塊、輪胎及擋圈后鋼圈的動平衡情況:
以上數據說明:去掉平衡塊及擋圈后鋼圈的動平衡67.7%不合格,對鋼圈的動平衡失控。
4、將鋼圈帶擋圈總成的剩余不平衡量調為0g,對6個拆下來的輪胎進行動平衡,測量輪胎的動平衡情況:
以上數據說明:輪胎的動平衡50%不合格,對輪胎的動平衡控制不嚴。
通過以上對存在整車嚴重異常抖動的NJ1038車輪胎帶鋼圈總成的解體分析可得:輪胎、鋼圈、車輪總成的動平衡均嚴重超標,是造成NJ1038車整車異常抖動的主要及直接原因。
四、總結
通過對汽車振動的影響因素的分析,主要從車輪總成對汽車振動的激勵著手,結合對NJ1038車整車異常抖動的分析研究,可以得出以下結論:
1、車輪總成的動不平衡對NJ1038車的整車異常抖動起著主要作用,要解決躍進系列車的整車異常抖動問題,必須首要解決車輪總成的動不平衡問題。
2、在現有條件下,無法對輪胎的不均勻性進行精確測量,只能通過對輪胎的動平衡來控制輪胎的不均勻性,同時應要求生產廠家對輪胎的不均勻性加強控制。
3、為保證躍進系列車不再出現異常抖動問題,還應對鋼圈的端跳、徑跳進行有效地控制。
五、參考資料
1、焦慶宏·NJ1061,振動舒適的試驗研究,《輕型汽車技術》,2001(8):15-22
2、余志生·汽車理論(第2版),機械工業(yè)出版社,1999
|
|
|