汽車外后視鏡抖動的分析與解決

中圖分類號：U463.856 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（2025）08-0173-04

【Abstract】When thecaris driving，shaking of the exteral rearview miror is a common problem.Inthis paper，four mainreasons are foundout：the design of vibration frequencyandnatural frequencyof therearview miror isnot up to standard，the internal parts of therearview mirror arenotperfect，the internal partsoftherearview mirorare not strong enoughand therearview mirror isnotfirmly installedand fixed.Onthis basis，six solutionsare proposed：optimizing the designof therearviewmiror，strengthening thecoordinationof the internalpartsof theexternalrearviewmiror，improving thestrengthoftherearviewmirror，strengtheningtheinstalationandfixingoftherearviewmirror，optimizingthebody structure to reduce the vibration transmision，using damping materials，etc.These measures can efectivelyreduce the rearviewmirrorjitter，improve driving safety and comfort.

【Key words】 automobile exterior rear view mirror；shake；vibration frequency

隨著汽車工業的快速發展，汽車已經成為人們日常出行的主要交通工具。汽車性能和舒適度不斷提升的同時，一些品質問題也日益凸顯。嚴重的抖動會造成后方視野不清，導致駕駛員在駕駛過程中視覺和心理都會受到嚴重的影響，更嚴重者會引發交通事故。因此，分析外后視鏡抖動產生的原因，并提出有針對性的解決措施，對于提高汽車安全性和舒適性具有重要意義。

1外后視鏡抖動的原因分析

1.1后視鏡固有頻率設計不達標

汽車行駛過程中，路面激勵、發動機和傳動系統的振動都會引起車身振動，可能造成外后視鏡不同程度的抖動。而每個機械結構都有其固有的振動頻率，后視鏡也不例外。后視鏡的固有頻率主要取決于鏡體的材料特性（如彈性模量、密度）形狀尺寸（鏡面半徑、鏡座高度）以及約束條件（安裝位置、固定方式）等因素。當車身某處的振動頻率恰好接近或等于后視鏡的固有頻率時，就可能引起共振現象，導致鏡體振幅急劇放大，產生劇烈抖動，如圖1所示。這種頻率耦合引起的抖動對駕駛視野影響較大，極易造成視覺疲勞[]。

圖1后視鏡抖動

1.2 后視鏡內部零件配合不完善

在外后視鏡的內部結構件中造成的抖動，其中一條重要的原因就是折疊電機與安裝支架及基板的配合結構設計不合理。依據外后視鏡的振動傳遞路徑（圖2），針對電動折疊外后視鏡而言，折疊驅動器承擔著后視鏡安裝支架與鏡頭部分的連接作用，而鏡頭的核心強度零件為基板。如果折疊驅動器與這兩者之間的連接結構存在間隙或在持續的振動下存在松動，則很容易引發外后視鏡在車門關閉情況或行車狀態下的抖動。

圖2振動傳遞路徑

1.3后視鏡內部零件強度不足

在后視鏡的內部結構件中造成抖動的根源在于支架結構強度與振動能量的失配：當采用鋁合金支架時，其高剛度特性雖能有效抑制低頻變形，但在車輛特定工況（如高速風振或路面沖擊）下易引發高頻共振，導致振動能量在支架內部積聚；而 PA6+45GF 復合材料支架雖具備更好的振動衰減能力，卻因材料各向異性導致Z向抗彎剛度不足，在持續交變載荷作用下會產生漸進式塑性變形。兩種材料的固有特性缺陷最終均造成相同失效路徑，支架無法有效耗散或隔離振動能量，迫使多余動能通過轉軸機構傳導至鏡片，形成可見抖動現象。

1.4后視鏡安裝固定不牢固

后視鏡雖然是獨立部件，其動態穩定性直接受整車NVH特性影響，盡管通過鏡座總成與門鈑金外板、加強板形成六向定位系統，并采用M6法蘭面螺栓配合實現標準鎖緊，但在實際工況中仍存在系統性風險。當車身與后視鏡的連接結構（安裝螺釘、支架與車門鈑金的配合面）因裝配誤差、預緊力不足或螺栓強度等級選用不當導致剛性下降時，車輛行駛中產生的振動會通過連接部位傳遞至后視鏡體，引發非設計允許的擺動。這種抖動現象本質上源于接觸面間的微位移累積效應，如圖3所示，具體表現為：安裝螺栓在周期性交變載荷作用下發生漸進式松脫，尤其當扭矩未達工藝規范或防松設計缺失時，鏡座與鈑金件的配合間隙因塑性變形逐漸擴大，最終形成正反饋循環，即間隙增大加速振動傳遞效率，而增強的振動能量又進一步加劇連接處的磨損與形變，直至出現鏡體擺幅超差、螺栓松脫甚至斷裂等失效模式。

圖3后視鏡緊固示意圖

2解決外后視鏡抖動的措施

2.1 優化后視鏡設計，避開振動頻率

后視鏡抗振性能提升依賴于結構系統的精準化設計，通過引人CAE拓撲優化技術，在支架關鍵承載區域構建仿生輻射狀加強筋網絡，如圖4所示。此類筋條布局遵循力學傳遞的最優路徑原則，能夠在材料分布與應力場之間建立高效匹配。漸薄式壁厚設計的引入進一步強化了結構協同效應，在維持整體剛度的前提下實現質量梯度化削減，從而優化系統的剛度-質量比。經過結構強化的鏡體在復雜工況下展現出優異的抗振穩定性，其內在機理在于輻射狀加強筋網絡通過多級分叉結構將集中應力有效分散至更大承載區域，漸薄壁厚設計則通過截面慣性矩的連續變化實現振動波形的漸進衰減。二者的協同作用不僅提升了結構的固有阻尼特性，更在系統層面重構了振動能量的傳遞與耗散模式，最終實現鏡片動態位移量的精準抑制。

圖4拓撲優化后的外后視鏡支架加強筋設計

2.2 加強外后視鏡內部零件配合

為有效解決外后視鏡的抖動問題，須關注折疊電機與基板之間的配合，設計中采用多項關鍵措施以確保兩者之間的穩固連接，減少因振動或外力導致的松動。折疊電機的主定位筋（6X）與基板之間采用了精確的輕微干涉配合，如圖5所示，這種干涉配合確保了兩者在安裝過程中能夠緊密連接，并避免了因外部振動而造成的位移和松動。副定位筋通過輕微干涉進一步固定折疊電機與基板的關系，如圖6所示，確保在長時間使用過程中，兩者間的配合關系不會因重復振動產生松動，保持連接的長期穩定性。如圖7所示，與基板的接觸表面（6X）有助于分散和吸收外部力量，減少由于振動引起的應力集中，從而增強整體連接的抗振性能。

圖5折疊電機與基板的主定位設計

圖6折疊電機與基板的輔定位設計

2.3 提高后視鏡材料強度，增加剛度

后視鏡振動的控制除了要關注激勵源，也需要從自身的抗振性能入手。后視鏡振動性能的根本改善得益于高強鋁合金材料的戰略性應用，通過將ADC12壓鑄合金（屈服強度 280MPa ，彈性模量 70GPa） 替代傳統PA6+45GF 塑料（屈服強度 130MPa ，彈性模量 8.5GPa， ，鏡體比強度提升至2.8倍，比剛度躍升7.5倍，從材料層面重構了抗振體系的核心力學性能。這一材料變更不僅使鏡體在振動載荷下的塑性變形閾值提高115% ，更通過鋁合金特有的晶粒細化和位錯釘扎效應，顯著抑制微觀裂紋的萌生與擴展。振型對比如圖8所示， PA6+45GF 支架因局部應變集中引發結構剛度衰退，而ADC12支架憑借均勻的應力分布特性（應變波動 so.3% ），結合材料自身的高阻尼損耗因子（鋁合金0.002VS塑料0.0005），成功阻斷了材料塑性變形 →"結構剛度衰減→"振動能量積聚的惡性循環鏈。

圖7折疊電機與基板的接觸設計

圖8后視鏡一階振型對比

2.4 加強后視鏡安裝固定，減少松動

如圖9所示，外后視鏡通過A、B、C三點三角形安裝布局，形成穩定的力學支撐體系，其連接可靠性直接影響抖動控制效果。選用8.8級高強度螺栓（屈服強度 =640MPa ），按M6螺栓應力截面積 =20.1mm² 計算單螺栓抗剪承載力 =12.9kN 。采用定扭矩擰緊工藝，依據公式（摩擦系數 K=0.2 ，螺栓公稱直徑 d=6mm 計算得出可靠的擰緊扭矩為 8N?m 。通過有限元分析驗證三點載荷分配均勻性，確保應力集中系數 ?1.3 ，同時基于空間約束條件優化安裝點布局，A-B間距 ? 50mm，C 點至AB連線的垂向距離 ?30mm ，實現幾何穩定性與力學性能的最優平衡。該布局設計使安裝面壓力分布標準差降低至 0.8MPa 以下，振動工況下各螺栓預緊力波動幅度控制在 ±12% 以內。該設計方案系統性實現幾何穩定布局-高強連接-均載驗證三重保障。

圖9后視鏡三點載荷分布示意

2.5優化車身結構設計，減少振動傳遞

后視鏡抖動控制的另一思路是從振動的傳遞途徑入手，通過優化車身結構，降低車身向后視鏡的傳遞效率。針對振動傳遞路徑，如圖10所示，在門鈑金內板增設幾何補強支架，結合貫通式安裝套筒設計，確保鏡座安裝面的剛性支撐與定位精度。優化后的鈑金總成通過模態解耦設計，有效降低振動能量傳遞效率，結合基體剛度提升與動態響應控制，系統性抑制鏡體位移與抖動現象。

圖10后視鏡安裝鈑金加強設計

2.6采用阻尼材料，提高振動衰減

在后視鏡抖動控制可通過多級阻尼技術實現系統性衰減：在鏡座與鏡體配合界面涂覆 0.2mm 厚度的丁腈橡膠層（損耗因子 ?0.15 ），利用其黏彈性特性耗散約 25%～35% 的振動能量，顯著提升界面摩擦阻尼效率；鏡體殼體內部噴涂 1.5mm 厚度的SBR復合阻尼涂層（儲能模量 3MPa 、損耗因子0.3），通過材料滯回效應吸收高頻振動能量，使鏡片抖動幅值降低 40% 車50% 。針對特定共振頻段，在鏡座內部嵌入 10～15g 調諧質量阻尼器（硅膠彈性體剛度系數 50N/mm. ，通過質量-彈簧系統與主結構耦合，將 20～35Hz 頻段共振能量轉移至阻尼器耗散，實現峰值響應衰減 50% 260% 。多級阻尼技術的協同應用，可重構振動能量的傳導與耗散路徑，形成從高頻吸振到低頻隔振的全頻

段控制體系。

外后視鏡抖動是一個復雜的問題，涉及振動力學、材料學、機械設計等多個領域。通過分析外后視鏡抖動產生的原因，并從設計優化、材料改進、安裝加固、減振控制等方面入手，可以有效抑制外后視鏡的抖動，提升汽車的整體性能。這不僅能夠改善駕駛員的駕駛體驗，更能夠減少由后視鏡視野不良引發的交通事故，為行車安全提供有力保障。

3結束語

參考文獻

[1]林紅玲，顧曉丹，吳龍質，等.一種汽車外后視鏡模態優化方法：中國，CN105574268B[P].2018-11-30.

[2]蘇秀榮，齊智國，劉建，等.汽車外后視鏡抖動的試驗研究[J].內蒙古工業大學學報（自然科學版），2018，37（3）：201-206.

（編輯楊凱麟）