輕卡車身振動(dòng)問(wèn)題的相關(guān)探析

張宏保

摘要：當(dāng)前階段，誘發(fā)輕卡車身出現(xiàn)振動(dòng)問(wèn)題的因素有許多，因此在對(duì)

其進(jìn)行判斷或者是檢修過(guò)程中存在許多困難。因此，需要切實(shí)增強(qiáng)對(duì)輕卡車身振動(dòng)問(wèn)題研究力度。當(dāng)前，對(duì)于輕卡車身的振動(dòng)問(wèn)題暫時(shí)不具備十分完善的檢修方法，一般情況下都是借助維修者長(zhǎng)時(shí)間的工作經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：輕卡車身；振動(dòng)；趨勢(shì)

輕卡在路面行駛過(guò)程中往往由于路面、發(fā)動(dòng)機(jī)等各種因素的激勵(lì)作用導(dǎo)致車身或局部出現(xiàn)不同程度的振動(dòng)。針對(duì)車身振動(dòng)建立模型進(jìn)行研究，判斷引發(fā)車身振動(dòng)的因素，對(duì)車身振動(dòng)進(jìn)行處理對(duì)于保證輕卡運(yùn)輸安全性，駕駛乘坐穩(wěn)定性有著重要的作用。

一、輕卡車身振動(dòng)特性與研究趨勢(shì)

輕卡車身振動(dòng)可以分為車身垂直振動(dòng)、縱向角振動(dòng)、側(cè)傾振動(dòng)、座椅振動(dòng)等各種形式。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)于輕卡車身振動(dòng)及其特點(diǎn)的研究起步較早，在理論領(lǐng)域已經(jīng)取得了突破性的進(jìn)展，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐也相對(duì)成熟。當(dāng)前針對(duì)輕卡車身振動(dòng)及其特點(diǎn)進(jìn)行的研究主要是針對(duì)改善輕卡行駛平穩(wěn)性而開展的。根據(jù)不同的研究目標(biāo)可以將車輛系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，并且建立相關(guān)模型來(lái)對(duì)輕卡車身振動(dòng)及其特點(diǎn)進(jìn)行研究。常用的振動(dòng)分析模型主要分為三大類別，分別為兩自由度的1/4車輛模型，平面五自由度的1/2車輛模型與三維整車模型。首先，假如車身質(zhì)量分配系數(shù)接近1，則可以當(dāng)作輕卡車身前后部振動(dòng)是處于獨(dú)立狀態(tài)，即可以建立表示1/4車輛的兩自由度模型。在采用這一模型進(jìn)行分析研究時(shí)，計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)便，計(jì)算工作量不大，但是僅僅只可以針對(duì)車身與車輪的垂直振動(dòng)進(jìn)行研究，所得到的研究結(jié)果精度不高。針對(duì)輕卡車身振動(dòng)的懸架、座椅參數(shù)優(yōu)化配置等大部分均采用這一模型進(jìn)行研究。然而由于該模型對(duì)車身縱向角振動(dòng)與側(cè)向角振動(dòng)的研究不夠深入，因此大多數(shù)情況用于粗略定性分析中；其次，假如車輛相對(duì)于縱垂面處于完全對(duì)稱的情況，并且車輛左右車輪的路面不平整程度變化相同，則可以當(dāng)作車輛是處于縱垂面上振動(dòng)，即可以將車輛視為1/2車輛的平面五自由度模型。這一模型直接體現(xiàn)了車身的垂直與縱向角振動(dòng)。路面存在的不平整激勵(lì)輸入分為前后輪，經(jīng)過(guò)五自由度模型分析所獲得的結(jié)果相對(duì)于二自由度分析的結(jié)果更加精確。所以在輕卡車身振動(dòng)模擬研究與懸架、座椅參數(shù)優(yōu)化分析中，五自由度模型的應(yīng)用更加廣泛；最后，要全方位展現(xiàn)車身的垂直振動(dòng)、縱向角振動(dòng)與側(cè)向角振動(dòng)，并且將路面經(jīng)過(guò)車輪所形成的不平激勵(lì)對(duì)車身的影響展現(xiàn)出來(lái)就需要將車身進(jìn)行三維立體處理。三維立體模型將車身4個(gè)車輪所受到的路面激勵(lì)的差異以及車身側(cè)傾所導(dǎo)致車身振動(dòng)的情況考慮在內(nèi)，從而真實(shí)完整地展現(xiàn)了輕卡車身振動(dòng)的情況。利用三維整車模型可以真實(shí)地體現(xiàn)車輛振動(dòng)的實(shí)際狀態(tài)，利用該類型模型還可以將前后懸架結(jié)構(gòu)形式的各種組合情況展現(xiàn)出來(lái)。縱觀當(dāng)前輕卡車身振動(dòng)的國(guó)內(nèi)外研究狀態(tài)可以得知，針對(duì)輕卡車身振動(dòng)的理論研究已經(jīng)相對(duì)成熟，傳統(tǒng)的理論計(jì)算、模型分析與有限元方法得到了綜合使用，所建立的模型精度達(dá)到一定水平，結(jié)合相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果可以有效改善輕卡車身振動(dòng)、行駛平順性等相關(guān)問(wèn)題。未來(lái)在對(duì)輕卡車身振動(dòng)進(jìn)行研究的過(guò)程中需要更加傾向研究輕卡車身振動(dòng)與動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)耦合的問(wèn)題，在耦合機(jī)理與建模方面需要進(jìn)行深一步的研究。

二、車身振動(dòng)的主要誘因

當(dāng)前，車輛在實(shí)際行駛過(guò)程中若是出現(xiàn)振幅過(guò)大而造成駕駛員舒適度下降的問(wèn)題，都是采用減震器降低車身振動(dòng)，進(jìn)而有效增強(qiáng)駕駛員舒適度。若是車身振動(dòng)頻率出現(xiàn)一致，就會(huì)出現(xiàn)共振的問(wèn)題，振幅的疊加將會(huì)導(dǎo)致駕駛員舒適度的下降。通常情況下，車身振動(dòng)的誘因如下：其一，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。在輕卡行駛過(guò)程中，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)曲軸轉(zhuǎn)矩會(huì)出現(xiàn)變化，將不同程度導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)零件長(zhǎng)時(shí)間處于一種不平衡的狀態(tài)，進(jìn)而出現(xiàn)車身振動(dòng)的問(wèn)題。如：缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸會(huì)在特定周期出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩變化，且方向不一致，此種變化頻率過(guò)高的變化，將會(huì)直接引起車身振動(dòng)問(wèn)題。據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，不平衡旋轉(zhuǎn)件導(dǎo)致的車身振動(dòng)，都是由于旋轉(zhuǎn)中心與部件核心不一致導(dǎo)致。同時(shí)，萬(wàn)向節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)視角這一因素也將進(jìn)一步引發(fā)車身的振動(dòng)，輕卡所選用的萬(wàn)向節(jié)是生活中比較常見且自身具備不等速轉(zhuǎn)動(dòng)優(yōu)勢(shì)的萬(wàn)向節(jié)，會(huì)出現(xiàn)因?yàn)椴黄胶舛D(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象。若是行駛路面情況不理想，萬(wàn)向節(jié)視角一旦出現(xiàn)偏離，將會(huì)導(dǎo)致車身振動(dòng)。除此之外，行駛路面的平整度也對(duì)車身振動(dòng)具有一定影響。

三、有關(guān)輕卡車身振動(dòng)問(wèn)題判斷

當(dāng)前，輕卡車身的振動(dòng)問(wèn)題，由于會(huì)可能涉及到多項(xiàng)因素的影響，如：駕駛員、車、位置、路面等，工作人員很難第一時(shí)間掌握卡車的故障問(wèn)題，且振動(dòng)問(wèn)題的發(fā)生點(diǎn)更是難以定位，因此，在實(shí)際判斷輕卡車身振動(dòng)問(wèn)題位置時(shí)，需要精心設(shè)置一個(gè)切實(shí)可行的維修方案及檢修工序，具體流程如下：?jiǎn)栐\；故障重現(xiàn)；故障認(rèn)定；故障維修；試車復(fù)檢等。

1.問(wèn)診。工作人員在對(duì)輕卡振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行情境重現(xiàn)是比較困難的，即便是重現(xiàn)了故障問(wèn)題，但是繁雜的卡車噪聲也會(huì)使維修工人無(wú)法第一時(shí)間準(zhǔn)確掌握故障的類型與出現(xiàn)故障的具體位置。因此，需要駕駛者對(duì)振動(dòng)問(wèn)題的大概位置進(jìn)行具體闡述，在廣泛收集價(jià)值信息后對(duì)振動(dòng)位置進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)記，以此來(lái)切實(shí)提升對(duì)振動(dòng)故障位置判斷的準(zhǔn)確性，這就是問(wèn)診的操作過(guò)程。在實(shí)際問(wèn)診過(guò)程中，工作人員需要實(shí)現(xiàn)詢問(wèn)輕卡狀態(tài)、行駛情況、故障發(fā)生時(shí)間與情況。若是發(fā)動(dòng)機(jī)引起的車身振動(dòng)，那么需要切實(shí)掌握發(fā)動(dòng)機(jī)的使用情況。

2.故障重現(xiàn)。雖然故障重現(xiàn)存在一定困難，但是在一些特殊情境下故障重現(xiàn)具有其他方法不可取代的作用。簡(jiǎn)單的說(shuō)，故障重現(xiàn)主要包含以下兩種方法：其一：動(dòng)態(tài)測(cè)試。此種方法是基于工作人員已經(jīng)逐步確定振動(dòng)位置，選取比較熟悉的方式。基于原有的角度進(jìn)行駛?cè)耄朔N作答不僅可以測(cè)試車輪行駛的平穩(wěn)性，其可以進(jìn)一步造成車身的振動(dòng)。或者是采用階躍式加速的形式讓車輪向前或者后退，導(dǎo)致輕卡車身承受較多的外力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)故障重新出現(xiàn)。其一，靜態(tài)測(cè)試。在將輕卡托舉后，采用橡膠錘敲擊可能出現(xiàn)問(wèn)題的測(cè)試方法，也是當(dāng)前一種十分常見且有效的監(jiān)測(cè)方式。在對(duì)輕卡發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行診斷過(guò)程中，不論哪一部分出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)異響，在此種環(huán)境下對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行檢查存在諸多難度。

3.故障認(rèn)定。當(dāng)前階段，工工作人員對(duì)車身振動(dòng)故障進(jìn)行認(rèn)定過(guò)程中，主要有兩種方法：其一，互換法，就是指在路試后對(duì)可能存在問(wèn)題的零件進(jìn)行更換，以此來(lái)有效排除故障位置。其二，選擇多通道噪聲分析儀器，利用儀器廣泛收集信息，對(duì)輕卡車身振幅、波形等進(jìn)行細(xì)致分析，對(duì)故障位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，還需要針對(duì)一些可疑零件進(jìn)行核查，對(duì)一些出現(xiàn)問(wèn)題的位置進(jìn)行檢查維修。

4.故障維修。間隙問(wèn)題。如，車身內(nèi)零件的間隙值超出既定范圍，導(dǎo)致車身某處出現(xiàn)干涉而導(dǎo)致車身出現(xiàn)振動(dòng)，可以選取填充或者是修復(fù)的方法，對(duì)部分零件進(jìn)行填充，使車身內(nèi)部諸多零部件不再受到干涉，進(jìn)而有效規(guī)避振動(dòng)問(wèn)題。事實(shí)上，最佳的解決方案就是更換新件。在發(fā)現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)對(duì)相關(guān)零件進(jìn)行檢修，擰緊螺栓，以此來(lái)有效規(guī)避振動(dòng)問(wèn)題的出現(xiàn)。

5.試車復(fù)檢。簡(jiǎn)單的說(shuō)，試車復(fù)檢就是指在試車檢查完畢后，再次進(jìn)行試車

復(fù)檢工作。測(cè)試方法如上文提出的故障核查工序是相同的，以此來(lái)準(zhǔn)確定義故障是否已經(jīng)被否定，并在復(fù)檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一些之前忽視的問(wèn)題。

綜上所述，結(jié)合作者長(zhǎng)時(shí)間的維修工作經(jīng)驗(yàn)，輕卡車身振動(dòng)問(wèn)題通常情況下都是由于發(fā)動(dòng)機(jī)故障導(dǎo)致的。因此，工作人員需要對(duì)輕卡車身振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行研究，側(cè)重對(duì)輕卡車身振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行核查檢修。需要注意的是這并不是一個(gè)系統(tǒng)化問(wèn)題，而是需要從多個(gè)環(huán)節(jié)入手逐一排除故障，并對(duì)存在問(wèn)題的零件進(jìn)行進(jìn)行修理或者更換，以此來(lái)切實(shí)解決輕卡車身振動(dòng)問(wèn)題。

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