汽車底盤系統零件的振動性能優化技術

長城汽車股份有限公司 河北 保定 071023

1 引言

在我國經濟不斷發展的過程中，汽車已經成為了人們日常出行的工具，城市當中的車輛不斷增加，對于行駛的舒適性也具有了更高的要求。在汽車運行當中，底盤系統是重要的組成部分，其設計情況將直接關系到車輛運行的振動情況。在實際設計當中，需要能夠做好整個懸架系統零件的分析，對汽車運行當中其在振動系統當中的作用充分考慮，結合實際情況做好設計優化，不斷提升車輛的振動性能水平。

2 振動研究原理

在汽車運行當中，行駛的舒適性將直接關系到駕駛人以及乘坐人員的體驗。在車輛聲學性能、行駛平順性改進當中，不僅需要能夠細致的分析系統當中存在的單個零件，也需要能夠細致的研究車輛懸架系統以及不同部件間的相互作用關系。在以往設計中，部分公司對于零件在系統當中的作用、性能影響存在估計不足的情況，在花費較多資源研發阻尼系統、懸架系統元件后，卻無法獲得良好的系統性能。就目前來說，無論是對于車輛現有底盤零件進行優化，還是對新的汽車底盤零件進行開發，一種有效的方式即是從整體角度研究車輛系統的振動性能，對性能改進空間進行識別，之后通過零件設計技術的科學應用優化單個產品性能，之后，再結合實際進行多個環節的測試，以此對零件開發的成功性進行驗證。

3 零件開發與試驗驗證

3.1 系統信息與貢獻分析

在臺架試驗研究當中，能夠對系統的詳細特性信息進行獲得，以此對計算機模擬模型進行建立。在該模型當中，具有所有的懸架元件，包括有連接桿件、控制臂，以及具有理想剛性的副車架等，在不同元件間，通過力單元、耦合元件進行連接，對于可能對車輛行駛舒適性產生影響的零件，模型則通過零件特性參數方式進行描述。在此過程中，將通過開關變量對目標零件的開關情況進行控制，以此對計算、試驗結果進行對比，對零件對系統性能影響，以及方案在制定運行當中可能對系統性能的提升進行有效的估計。

在系統當中，能夠使用理想特性元件替代不同的零件，以此為基礎開展性能貢獻分析，對系統性能可能產生的影響進行評價。對于被優化零件，其在性能方面也具有一定的改進空間，通過理想狀態性能、初始狀態性能間的對比進行估量掌握。之后，則可以將性能改進潛力同貢獻分析這兩方面的技術進行有效的結合，以此實現對設計成本的有效節約。

在完成貢獻分析工作后，則可以對主要被優化零件進行確定，如充液減振器活塞連桿摩擦力將對寄生剛度提升起到積極的意義，是達到目標的重要來源，如果使用低摩擦減振器進行替代，因相比具有更高的價格，從設計角度來說則并非必要。通常來說，可以在將頂部支撐改進之后，對減振器進行匹配使用，以此即能夠獲得較好的舒適性效果。

3.2 懸架零件與總成試驗

對于很多懸架零件來說，在非線性特征方面都具有較強的表現。該情況的存在，則表明動力學特性同預應力、溫度與振動幅值相關因素具有較強的依賴。在對非線性零件進行測量時，需要對相應的試驗條件、參數進行選擇，保證同實際使用條件之間具有一致的特點。就目前來說，已經有公司對一整套標準試驗進行了開發，能夠對汽車振動控制零件進行有效的測試，其中包括有零部件剛度特性準靜態測試、同激勵復制間的依賴特性測量以及試驗頻率依賴性測試等內容，也包括有幾何非線性特征預載荷試驗等方面內容。在實際工作開展中，原型樣件將根據制定好的標準方式開展評價，將零件設計圖紙同測試結果間進行比較，在此過程當中，如果原型樣件滿足技術要求，則可以在車橋上進行安裝，并進行相應的總成測試。

就目前來說，很多類型車橋試臺架都能夠在汽車車橋總成試驗分析當中應用。在所有開展的試驗當中，車橋將通過三軸向載荷測量單元同試驗臺架剛性框架結構進行連接，對于這部分載荷測量單元來說，處于車身同車橋作用點位置，能夠對車身通車橋之間存在的內部力進行檢測。同零件臺架試驗相比較，對于車輛分析來說，其是單/多輸入的系統類型，在運行中，如在一個方向上激勵車輛的輪轂，那么所有可能同汽車底盤產生作用的界面都將形成響應力。通過對不具有車輪車橋的測試，能夠獲得傳輸剛度以及輸入剛度，在輸入位移相同的情況下，當具有較大傳遞剛度時，則將在輸出端形成較大的力，這部分動態力也將直接關系到聲學舒適性以及車輛振動。

3.3 傳遞剛度與零件壽命

傳遞路徑圖是進行優化工作的重要方式，在該圖當中，其中的每一條線都是對傳遞路徑的體現，顏色則是剛度分布度量。在圖中，且能夠對傳遞路徑作為頻率的函數進行展示，并根據頻率發生變化隨之變化。在頻率變化的情況下，能夠在車身的不同位置上出現最大力，以此使整車廠關于車身、車橋間可能存在的相互作用信息進行提供。在整車設計當中，保證車身同車橋錯開共振頻率、確定車身共振頻率是非常關鍵的一項內容。

在完成懸架輸入與傳遞剛度的分析之后，即需要充分研究具有車輪的車橋。具體拉說，將應用液力激振器對轉轂進行隨機、正弦激振，以此更好的做好車橋試驗分析工作。除了應用里測量技術以外，在該項試驗活動進行當中，高速光學測量系統也是一種好的選擇，能夠以此進行檢測。在光學測量系統應用中，測試獲得的數據能夠對處于瞬態激勵影響下垂直方向車輪的運動曲線進行體現，同時能夠有效的評價車橋減振行為，對于該評價來說，其能夠在車輛前后、垂直方向上進行。

4 結束語

在上文中，我們對汽車底盤系統零件的振動性能優化技術進行了一定的研究。在實際工作開展中，即需要能夠充分結合車輛特點做好零件的振動性能優化，同時加強日常的維修保養工作，保障車輛運行效果。