某輕型商用車行駛抖動問題分析與改進

周志強　吳迪　令海強

摘 要：針對某輕型商用車駕駛室異常振動的情況，通過對某情形商用車在行駛中抖動的問題進行分析和處理。對輕卡行駛抖動機理和進行探討，并最終確定有效的處理方案，并對故障車輛異常振動問題提出改進意見，同時也為后續(xù)產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)及類似問題的處理提供參考意見。關(guān)鍵詞：抖動;板簧;動平衡;剛度;共振中圖分類號：U467 .1? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）02-134-03

Abstract： In view of the abnormal vibration of the cab of a light commercial vehicle， this paper analyses and deals with the problem of jitter of a commercial vehicle in driving. The mechanism of light truck driving dither is discussed， and the effective treatment scheme is finally determined. The improvement suggestions on the abnormal vibration of the faulty vehicle are put forward. At the same time， the reference suggestions are provided for the design and development of the following products and the treatment of similar problems.Keywords： Jitter; Leaf spring; Dynamic equilibrium; Stiffness; ResonanceCLC NO.： U467.1 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）02-134-03

引言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展及國民生活水平的提升，人們對于車輛使用中的舒適程度的要求也逐步提升。抖動問題作為整車平順性和提升駕乘體驗的評價指標之一^[1]，顯得尤為重要。本文通過對某輕卡底盤試驗，并結(jié)合該車型抖動問題的處理過程，總結(jié)出處理抖動問題的一般過程，為處理整車抖動提供了一個方向。通過振動測試和頻譜分析尋找該型商用車駕駛室嚴重振動產(chǎn)生的根本原因，提出相應(yīng)的優(yōu)化措施以提高車型的NVH性能。

1 某車型的問題反饋

接市場反饋，某輕卡灑水車底盤在運行中出現(xiàn)多處抖動，且在常用車身30km/h～45km/h抖動明顯，客戶對此問題抱怨極大，需要立即解決。

2 問題分析過程及試驗驗證

2.1 過程分析

通過動態(tài)路試，出現(xiàn)抖動的車速為30km/h～45km/h和60km/h～80km/h上下跳動，“騎馬”感覺;（其中30km/h～ 45km/ h抖動較60km/h～80km/h明顯）確定30km/h～45km/h存在共振。

通過原地加速、路試過程中更換檔位振動狀況沒有變化。將后驅(qū)動輪頂起，把前橋用墊塊頂住，在車速30km/h以上存在上下騎馬的感覺，同時伴隨著傳動軸異響。故將故障定義為主要是傳動系統(tǒng)引起。

對輪胎動平衡校核，（動不平衡量<100g）抖動問題稍有改善，確定為輪胎的跳動和動不平衡量為造成抖動的因素^[2]。

對傳動軸動平衡重新校核后，60km/h～80km抖動消失，30km/h～45km/h抖動明顯減輕，通過試驗也驗證了這一點。在40km/h時測試Z值由58.127降低到13.301;30km/h測試Z值由49.006降低到12.225，確定為傳動軸的動平衡為此次故障的主要因素，用戶接受^[3]。

2.2 試驗驗證

試驗條件：

試驗路面：B級路面（瀝青路）;

試驗車速：在30km/h～80km/h速度段;

試驗設(shè)備：LMS聲振測試儀（24通道） 、三向加速度傳感器（編號S1-S3）3個、單向傳感器10個（編號1-10）、筆記本電腦1臺、軟件1套;

采樣頻率：200Hz;采樣時間：120s;

試驗方法：測試過程盡量維持車輛以勻速直線行駛，每隔10km/h的速度，采集120s的關(guān)鍵測試點的振動加速度信號，測試人員坐在副駕駛位置，后面坐1個人達到駕駛室定員人數(shù)，用LMS test. lab的MIMO模塊采集振動信號。

傳感器安裝位置：駕駛室前懸處（編號1、2），駕駛室后懸處（編號3、4），前懸架處（編號5、6），后懸架處（編號7、8），前、后橋處（編號9、10）發(fā)動機飛輪殼（編號S1），駕駛員座椅（編號S2）。

在本次試驗過程中，在各車速下駕駛員主觀感受駕駛室抖動過大。ISO2631標準和ISO2631-1標準中，列出了人體舒適度對振動大小的主觀統(tǒng)計數(shù)據(jù)^[3]，如表1所示。

儀器記錄儀顯示結(jié)果見圖1、圖2;表2為試驗前、后比對數(shù)據(jù)。

從圖1和圖2可以得出以下結(jié)論：該故障車型在特定車速下主要發(fā)生高頻振動，于發(fā)動機引起的振動或行駛中的高頻振動，且傳動軸引起的也是高頻振動，故發(fā)動機振動或傳動軸、輪胎振動有關(guān)。而車輛高速時，保持發(fā)動機轉(zhuǎn)速不變，抖動消失，證明與發(fā)動機轉(zhuǎn)速無關(guān)^[4]。

保持后輪不與地面接觸輪胎空轉(zhuǎn)，抖動依然存在，此時可以證明高頻振動是由傳動軸引起的。

3 持續(xù)優(yōu)化方案

通過改善板簧在整車狀態(tài)下的傾角（控制在12°～17°），同樣可以改善整車的抖動，確定為板簧的姿態(tài)對抖動是影響因素之一。

通過改善傳動系統(tǒng)夾角，含當量夾角和車橋在自由狀態(tài)的仰角也可以改善整車的抖動，確定為傳動系統(tǒng)夾角和車橋仰角對抖動是影響因素之一。

上裝的布置不合理也會引起抖動，確定為改裝合理布置是抖動的影響因素之一。

4 結(jié)束語

抖動問題目前是行業(yè)難題，本文通過分析某類型輕卡的抖動改善提出抖動的影響因素和改善的途徑，為后續(xù)處理抖動問題提供參考意見。

通過輪胎和傳動軸的動平衡改善、板簧姿態(tài)改善以及傳動系統(tǒng)仰角的改善消除或減弱抖動/路面?zhèn)鬟f的共振激勵，提升車輛的舒適性不失為又經(jīng)濟又可行的方案。

通過試驗設(shè)備準確的測試問題所在可以快速的判斷問題和解決，并為后續(xù)的設(shè)計提供數(shù)據(jù)。本研究為改善該車的平順性提供了可靠的數(shù)據(jù)參考。

致謝

首先感謝各位專家老師在百忙之中評定我的論文。本篇文章由于寫作經(jīng)驗不足，可能部分意思沒有表達清楚，請各位老師多多指導。最后再次由衷的感謝各位專家老師對我的論文提出寶貴意見。

參考文獻

[1] 劉惟信.汽車設(shè)計[M].北京：清華大學出版社，2001.

[2] 唐傳茵，張?zhí)靷b，李華，等.汽車振動舒適性評價研究[J].振動與沖擊，2008，27（9）：158-161.

[3] 陳南.汽車振動與噪聲控制[M].北京：人民交通出版社，2005.

[4] 孫加平，張袁元，李舜酩，等.某重型卡車駕駛室振動測試與診斷[J].機械設(shè)計與制造，2010，（9）：213-215.