解放中型卡車(chē)行駛中異常抖動(dòng)分析與改進(jìn)

左丙發(fā)，宋泓燁

(一汽解放青島汽車(chē)有限公司，山東青島 266043)

0 引言

各地服務(wù)站陸續(xù)反映某公司一款中型V卡6×2載貨車(chē)型在車(chē)輛行駛過(guò)程中發(fā)生異常抖動(dòng)現(xiàn)象。故障模式通常為車(chē)輛在平直路面行駛過(guò)程中，在40～60 km/h的速度段上駕駛室會(huì)出現(xiàn)有規(guī)律的上下抖動(dòng)現(xiàn)象，感覺(jué)像“騎馬”。載貨后抖動(dòng)程度加劇。通常會(huì)影響駕駛員操縱舒適性，嚴(yán)重的駕駛員穩(wěn)定不了油門(mén)，方向擺動(dòng)，不易操控。車(chē)輛基本全部是剛購(gòu)置不久的新車(chē)，行駛里程在3 000 km以下。有些經(jīng)銷(xiāo)商反映商品車(chē)也存在類(lèi)似的抖動(dòng)現(xiàn)象。對(duì)此問(wèn)題用戶和經(jīng)銷(xiāo)商抱怨很大，必須盡快解決。

1 道路試驗(yàn)及檢測(cè)分析

1.1 路試檢測(cè)

對(duì)用戶抱怨強(qiáng)烈的車(chē)輛進(jìn)行平順性測(cè)試，主觀感受振動(dòng)模式并利用振動(dòng)檢測(cè)儀檢測(cè)結(jié)果。

1.1.1 駕駛室地板處總體振動(dòng)加速度路譜采集

測(cè)試地板處振動(dòng)幅值，當(dāng)車(chē)速分別是40、45、50、55、60、65 km/h，測(cè)得的Z方向振動(dòng)幅值如圖1所示。地板處振動(dòng)數(shù)值統(tǒng)計(jì)表如表1所示。

圖1 地板位置測(cè)點(diǎn)頻譜圖

表1 地板處振動(dòng)數(shù)值統(tǒng)計(jì)

1.1.2 整車(chē)振動(dòng)頻率速查表

此樣車(chē)各主要振動(dòng)頻率速查表如表2所示。

表2 此樣車(chē)各主要振動(dòng)頻率速查表

1.1.3 測(cè)試結(jié)果分析(45和50 km/h兩個(gè)速段)

從圖2和圖3可知：45和50 km/h時(shí)速段抖動(dòng)，振動(dòng)源主要來(lái)自輪胎激勵(lì)，重點(diǎn)檢查1橋和3橋輪胎端徑跳和動(dòng)平衡。

圖2 車(chē)速45 km/h時(shí)的振動(dòng)譜

圖3 車(chē)速50 km/h時(shí)的振動(dòng)譜

1.2 車(chē)輪及輪胎總成檢測(cè)

該公司對(duì)輪胎總成的具體技術(shù)要求是：子午線輪胎徑向跳動(dòng)量(徑跳)：≤3 mm軸向跳動(dòng)量(端跳)：≤2.5 mm；動(dòng)平衡量：兩側(cè)值之和小于400 g·cm。

對(duì)該車(chē)全車(chē)輪胎總成檢測(cè)，結(jié)果如表3所示。

表3 原車(chē)狀態(tài)徑向跳動(dòng)和端面跳動(dòng)參數(shù)值 mm

根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)分析，該車(chē)前輪兩輪端跳超差，后橋兩輪徑跳超差，申請(qǐng)更換端徑跳、動(dòng)平衡值合格輪胎，更換后端跳、徑跳值測(cè)試結(jié)果如表4所示。

表4 更換輪胎后的測(cè)量值參數(shù) mm

1.3 車(chē)輛駕駛室懸置檢查

對(duì)車(chē)輛駕駛室懸置進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)駕駛室后懸與后懸支架間隙過(guò)大。重新調(diào)整駕駛室后懸間隙，如圖4標(biāo)注的位置所示。

圖4 駕駛室后懸支架

1.4 更換輪胎、調(diào)整后懸間隙后再測(cè)試

更換輪胎、調(diào)整后懸間隙后再次試車(chē)，主觀感受40～45 km/h，駕駛室“騎馬”現(xiàn)象依然存在，用振動(dòng)測(cè)試儀測(cè)試各速度段駕駛室地板位儀頻譜圖，其結(jié)果圖5所示。

圖5 各速段地板位置測(cè)點(diǎn)位移頻譜圖

根據(jù)圖5所示的頻譜進(jìn)行分析：速度40、45、50 km/h地板處振動(dòng)幅值較大，與主觀感覺(jué)相符，其余速段相對(duì)正常。對(duì)其中振動(dòng)最明顯的45 km/h進(jìn)行分析，結(jié)果如圖6—圖7所示。

從圖6、圖7可以看出：激勵(lì)源主要來(lái)自輪胎滾動(dòng)系，對(duì)應(yīng)頻率為輪胎一階；左、右兩側(cè)測(cè)點(diǎn)測(cè)值差別不大；由于測(cè)試工況為空載，后橋影響較小；從測(cè)試值來(lái)看，一橋幅值較二橋大，地板較車(chē)架幅值大，駕駛室懸置放大來(lái)自車(chē)架的振動(dòng)。

圖6 45 km/h左側(cè)測(cè)點(diǎn)頻譜圖

圖7 45 km/h右側(cè)測(cè)點(diǎn)頻譜圖

1.5 換降負(fù)荷鋼板彈簧

換降負(fù)荷鋼板彈簧，負(fù)荷由51 800 N降為48 000 N，更換一橋、二橋板簧，繼續(xù)測(cè)試，主觀感受40～50 km/h抖動(dòng)消失。

用振動(dòng)測(cè)試儀測(cè)試各速度段駕駛室地板位儀頻譜圖，分析對(duì)比45 km/h時(shí)速段頻譜圖，其結(jié)果如圖8所示。

圖8 處理后45 km/h右側(cè)測(cè)點(diǎn)頻譜圖

對(duì)比圖7、圖8可以看出：45 km/h工況下地板處幅值由0.07 g/Hz降至0.03 g/Hz，減小約57%，一橋、二橋振動(dòng)幅值都有所降低；測(cè)試結(jié)果與觀感受相符，整車(chē)“騎馬抖動(dòng)”消除，用戶表示滿意。

2 失效原因分析

(1)輪胎徑端跳和動(dòng)平衡超差

輪胎徑端跳和動(dòng)平衡超差的原因：①輪胎磨損、輪胎制造均勻性差。②鋼圈加工精度差，運(yùn)輸磕碰變型。通過(guò)挑選徑端跳參數(shù)小的輪胎總成匹配裝車(chē)，在一定程度上減小抖動(dòng)的頻率，但不能根除。

(2)駕駛室懸置的影響

駕駛室懸置總成導(dǎo)致整車(chē)異常振動(dòng)原因?yàn)椋嚎偝裳b配不到位，存在間隙。前懸置鉸接軟墊必須與鉸接支架對(duì)正，要求鉸接處兩側(cè)邊套與鉸接支架間隙均勻，嚴(yán)禁磕碰損壞邊套。

通過(guò)對(duì)故障車(chē)檢測(cè)可知，如果后懸減震膠塊調(diào)整不當(dāng)，行駛中會(huì)造成駕駛室左右搖晃。通過(guò)調(diào)整后懸間隙，保證駕駛室與后懸左右間隙均等，駕駛室鎖緊后貼合到位，可以有效地緩解半浮駕駛室振動(dòng)。

(3)鋼板彈簧剛度的影響

鋼板彈簧剛度大，會(huì)造成整車(chē)減震效果差，應(yīng)選用既能滿足用戶承載能力要求又能滿足車(chē)輛舒適性要求的鋼板彈簧。

鋼板彈簧主要用于在車(chē)輪與車(chē)架或車(chē)身之間傳遞各種力和力矩,同時(shí)其垂直變形(剛度)特性直接影響汽車(chē)的乘坐舒適性。在汽車(chē)行駛中，鋼板彈簧在承受垂直力、縱向力、側(cè)向力同時(shí)還承受制動(dòng)力矩。鋼板彈簧剛度對(duì)整車(chē)平順性尤其是雙前軸車(chē)輛影響較大，針對(duì)整車(chē)抖動(dòng)現(xiàn)象，有針對(duì)性地降低鋼板彈簧負(fù)荷，整車(chē)平順性有明顯改善。

3 結(jié)論

隨著用戶對(duì)車(chē)輛舒適性的要求越來(lái)越高，在解決車(chē)輛抖動(dòng)問(wèn)題時(shí)要綜合考慮，有針對(duì)性地消除振動(dòng)源。通過(guò)車(chē)輛的測(cè)試及處理說(shuō)明：影響整車(chē)平順性的因素很多，輪胎因素為一階振動(dòng)頻率，激勵(lì)源為輪胎滾動(dòng)系，控制輪胎端跳和徑跳、動(dòng)平衡參數(shù)必不可少，通過(guò)更換輪胎總成，能消除部分抖動(dòng)；駕駛室懸置對(duì)振動(dòng)固有頻率影響較大，因此必須控制各零部件尺寸的加工精度和裝配質(zhì)量。鋼板彈簧的剛度選擇可以有效避免振動(dòng)頻率的分布，起到有效減震的效果。