淺 談 整 車 異 常 抖 動(dòng)
互聯(lián)網(wǎng) hyjius 汽車構(gòu)造維修 2008-01-11
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淺 談 整 車 異 常 抖 動(dòng)
摘 要：本文通過(guò)對(duì)汽車振動(dòng)的影響因素的分析，主要從車輪總成對(duì)汽車振動(dòng)的激勵(lì)著手，再結(jié)合對(duì)NJ1038車整車異常抖動(dòng)的分析研究，確定了導(dǎo)致NJ1038車整車異常抖動(dòng)的主要原因，并提出解決躍進(jìn)系列車整車抖動(dòng)確實(shí)可行的改進(jìn)方案。
關(guān)鍵詞：整車 抖動(dòng) 車輪
近來(lái)來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)及公路運(yùn)輸事業(yè)的高速發(fā)展，一方面市場(chǎng)對(duì)汽車需求不斷增加，另一方面用戶對(duì)汽車各方面性能要求也日趨嚴(yán)格。汽車生產(chǎn)廠家只有不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能，才能保持產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)而開(kāi)拓更廣的市場(chǎng)。
躍進(jìn)系列車在使用過(guò)程中所反映的整車異常抖動(dòng)，嚴(yán)重影響用戶駕乘舒適性，引起用戶強(qiáng)烈不滿。因此為了不斷提高產(chǎn)品的質(zhì)量，穩(wěn)固并增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，有必要對(duì)躍進(jìn)系列車整車異常抖動(dòng)進(jìn)行分析研究。
一、汽車振動(dòng)的影響因素分析：
1、汽車是一個(gè)由多個(gè)子系統(tǒng)組成的多自由度振動(dòng)系統(tǒng)，通常的整車振動(dòng)模型由車橋系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)，駕駛室系統(tǒng)組成。汽車各子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和相互協(xié)調(diào)直接地影響著各激勵(lì)源振動(dòng)傳遞的效果：各子系統(tǒng)在特定頻率段里對(duì)某些振動(dòng)進(jìn)行衰減，對(duì)某些振動(dòng)則會(huì)放大，尤其在共振點(diǎn)附近為甚。
因此，各子系統(tǒng)應(yīng)合理匹配，避免各部分振動(dòng)耦合太嚴(yán)重而導(dǎo)致整車局部振動(dòng)加強(qiáng)；同時(shí)，駕駛室系統(tǒng)的（0.75－ ）倍固有頻率范圍里應(yīng)盡量不出現(xiàn)其它各子系統(tǒng)主振動(dòng)頻率和主要激勵(lì)能量集中的頻率。
2、汽車振動(dòng)的激勵(lì)源十分復(fù)雜，汽車行駛的道路及相關(guān)的外部環(huán)境是外部激勵(lì)源，汽車本身各零部件尤其是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件和懸掛件是內(nèi)部激勵(lì)源。
路面不平度是汽車振動(dòng)的主要激勵(lì)源。汽車通過(guò)路面的接縫或無(wú)規(guī)則凹凸時(shí)，使駕駛室及車身產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)隨機(jī)振動(dòng)。
發(fā)動(dòng)機(jī)由旋轉(zhuǎn)質(zhì)量、往復(fù)質(zhì)量運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力、力矩以及由于燃料在氣缸內(nèi)著火爆發(fā)面在缸體上產(chǎn)生繞平行于曲軸軸線的力矩（著火脈沖）而生產(chǎn)周期性的振動(dòng)。
傳動(dòng)系主要由一系列傳輸動(dòng)力的旋轉(zhuǎn)部件組成，它受到發(fā)動(dòng)機(jī)不平衡力、力矩以及自身不平衡的作用和影響，會(huì)產(chǎn)生彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。
車輪總成對(duì)汽車振動(dòng)的影響因素主要可分為三項(xiàng)：輪胎的不均勻度、車輪總成的動(dòng)不平衡、鋼圈徑跳端跳。
二、車輪總成對(duì)汽車振動(dòng)的影響
1、現(xiàn)在輕型卡車輪胎均為斜交胎，由纖維、鋼絲、橡膠等構(gòu)成的復(fù)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(duì)稱性，從而導(dǎo)致輪胎滾動(dòng)時(shí)要承受從路面來(lái)的周期性變化的反作用力。
車輪總成的動(dòng)不平衡包括輪胎的動(dòng)平衡和鋼圈的動(dòng)平衡，車輪總成的動(dòng)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(xiàng)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(cè)向力變化（LFV）、切向力變化（TFV）。通常徑向力變化（RFV）會(huì)導(dǎo)致汽車的垂直振動(dòng)，側(cè)向力變化（LFV）會(huì)導(dǎo)致汽車的左右搖擺，切向力變化（TFV）會(huì)導(dǎo)致汽車的前后牽動(dòng)。
鋼圈的徑跳引起車輛的周期性垂直振動(dòng)，鋼圈的端跳則引起車輛的周期性左右搖擺。
車輪總成對(duì)汽車激勵(lì)的振動(dòng)屬于周期性振動(dòng)。其激振頻率f與汽車行駛速度v的關(guān)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(dòng)半徑m)。
3、假定汽車前輪定位參數(shù)及整車質(zhì)量參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求，前板簧剛度及減振器有關(guān)參數(shù)也符合設(shè)計(jì)規(guī)范，并且不考慮路面不平度對(duì)汽車振動(dòng)的激勵(lì)以及發(fā)動(dòng)機(jī)、傳統(tǒng)系對(duì)汽車振動(dòng)的激勵(lì)。僅從車輪總成著手，分析車輪總成對(duì)汽車激勵(lì)振動(dòng)的影響。
若車輪總成激勵(lì)的振動(dòng)足夠使駕駛室異常抖動(dòng)，則隨著車速的提高，駕駛室異常抖動(dòng)將越發(fā)嚴(yán)重。若車輪總成激勵(lì)的振動(dòng)不足夠使駕駛室異常抖動(dòng)，當(dāng)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(shí)，駕駛室系統(tǒng)將與車輪總成形成共振，此時(shí)駕駛室將可能異常抖動(dòng)；隨著車速的提高，車輪總成的激振頻率f也逐漸提高，當(dāng)激振頻率f超過(guò)駕駛室系統(tǒng)的（0.75－ ）倍固有頻率范圍時(shí)，駕駛室將可能不再異常抖動(dòng)。
三、NJ1038車整車異常抖動(dòng)的分析：
結(jié)合用戶的反映和實(shí)車路試的體驗(yàn)，NJ1038車在車速40～70km/h范圍里以穩(wěn)速行駛在平坦路面上時(shí)，駕駛室嚴(yán)重異常抖動(dòng)，且有明顯的節(jié)奏感。
在萬(wàn)壽庫(kù)房挑出兩輛狀態(tài)相同的NJ1038車：均裝配Y4100Q發(fā)動(dòng)機(jī)、17HN1變速箱、徐州輪胎（6.50－16）和濟(jì)寧鋼圈（3101NA730-020）。一輛白色車，VIN碼為L(zhǎng)NJBCD8363LL34629，整車異常抖動(dòng)；一輛藍(lán)色車，VIN碼為L(zhǎng)NJBCD83XLL33709，無(wú)整車異常抖動(dòng)現(xiàn)象。
將這兩輛相同狀態(tài)但具有不同現(xiàn)象的整車進(jìn)行換裝對(duì)比分析：將兩輛車的前后車輪互換后進(jìn)行專項(xiàng)路試，白色車不再有整車異常抖動(dòng)現(xiàn)象，而藍(lán)色車出現(xiàn)整車異常抖動(dòng)現(xiàn)象。以上換裝對(duì)比分析說(shuō)明，造成整車異常抖動(dòng)的主要原因在于輪胎帶鋼圈總成。
將存在制動(dòng)反彈及嚴(yán)重異常抖動(dòng)的整車上的輪胎帶鋼圈總成拆下，對(duì)其進(jìn)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(shù)據(jù)說(shuō)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(duì)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(shù)據(jù)說(shuō)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(shí)不能進(jìn)行動(dòng)平衡，必須進(jìn)行第二次合成后再平衡，但實(shí)際未按此要求操作。
3、去掉平衡塊、輪胎及擋圈后鋼圈的動(dòng)平衡情況：
以上數(shù)據(jù)說(shuō)明：去掉平衡塊及擋圈后鋼圈的動(dòng)平衡67.7%不合格，對(duì)鋼圈的動(dòng)平衡失控。
4、將鋼圈帶擋圈總成的剩余不平衡量調(diào)為0g，對(duì)6個(gè)拆下來(lái)的輪胎進(jìn)行動(dòng)平衡，測(cè)量輪胎的動(dòng)平衡情況：
以上數(shù)據(jù)說(shuō)明：輪胎的動(dòng)平衡50%不合格，對(duì)輪胎的動(dòng)平衡控制不嚴(yán)。
通過(guò)以上對(duì)存在整車嚴(yán)重異常抖動(dòng)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(dòng)平衡均嚴(yán)重超標(biāo)，是造成NJ1038車整車異常抖動(dòng)的主要及直接原因。
四、總結(jié)
通過(guò)對(duì)汽車振動(dòng)的影響因素的分析，主要從車輪總成對(duì)汽車振動(dòng)的激勵(lì)著手，結(jié)合對(duì)NJ1038車整車異常抖動(dòng)的分析研究，可以得出以下結(jié)論：
1、車輪總成的動(dòng)不平衡對(duì)NJ1038車的整車異常抖動(dòng)起著主要作用，要解決躍進(jìn)系列車的整車異常抖動(dòng)問(wèn)題，必須首要解決車輪總成的動(dòng)不平衡問(wèn)題。
2、在現(xiàn)有條件下，無(wú)法對(duì)輪胎的不均勻性進(jìn)行精確測(cè)量，只能通過(guò)對(duì)輪胎的動(dòng)平衡來(lái)控制輪胎的不均勻性，同時(shí)應(yīng)要求生產(chǎn)廠家對(duì)輪胎的不均勻性加強(qiáng)控制。
3、為保證躍進(jìn)系列車不再出現(xiàn)異常抖動(dòng)問(wèn)題，還應(yīng)對(duì)鋼圈的端跳、徑跳進(jìn)行有效地控制。
五、參考資料
1、焦慶宏·NJ1061，振動(dòng)舒適的試驗(yàn)研究，《輕型汽車技術(shù)》，2001(8)：15-22
2、余志生·汽車?yán)碚?第2版)，機(jī)械工業(yè)出版社，1999
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