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淺談整車異常抖動

vidsb.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：hyjius 類別：汽車構(gòu)造維修時間：2008-01-11

淺談整車異常抖動

摘要：本文通過對汽車振動的影響因素的分析，主要從車輪總成對汽車振動的激勵著手，再結(jié)合對NJ1038車整車異常抖動的分析研究，確定了導(dǎo)致NJ1038車整車異常抖動的主要原因，并提出解決躍進(jìn)系列車整車抖動確實可行的改進(jìn)方案。

關(guān)鍵詞：整車抖動車輪

近來來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)及公路運(yùn)輸事業(yè)的高速發(fā)展，一方面市場對汽車需求不斷增加，另一方面用戶對汽車各方面性能要求也日趨嚴(yán)格。汽車生產(chǎn)廠家只有不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能，才能保持產(chǎn)品的市場競爭力，進(jìn)而開拓更廣的市場。

躍進(jìn)系列車在使用過程中所反映的整車異常抖動，嚴(yán)重影響用戶駕乘舒適性，引起用戶強(qiáng)烈不滿。因此為了不斷提高產(chǎn)品的質(zhì)量，穩(wěn)固并增強(qiáng)產(chǎn)品的市場競爭力，有必要對躍進(jìn)系列車整車異常抖動進(jìn)行分析研究。

一、汽車振動的影響因素分析：

1、汽車是一個由多個子系統(tǒng)組成的多自由度振動系統(tǒng)，通常的整車振動模型由車橋系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)及傳動系統(tǒng)，駕駛室系統(tǒng)組成。汽車各子系統(tǒng)的動態(tài)特性和相互協(xié)調(diào)直接地影響著各激勵源振動傳遞的效果：各子系統(tǒng)在特定頻率段里對某些振動進(jìn)行衰減，對某些振動則會放大，尤其在共振點附近為甚。

因此，各子系統(tǒng)應(yīng)合理匹配，避免各部分振動耦合太嚴(yán)重而導(dǎo)致整車局部振動加強(qiáng)；同時，駕駛室系統(tǒng)的（0.75－）倍固有頻率范圍里應(yīng)盡量不出現(xiàn)其它各子系統(tǒng)主振動頻率和主要激勵能量集中的頻率。

2、汽車振動的激勵源十分復(fù)雜，汽車行駛的道路及相關(guān)的外部環(huán)境是外部激勵源，汽車本身各零部件尤其是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動件和懸掛件是內(nèi)部激勵源。

路面不平度是汽車振動的主要激勵源。汽車通過路面的接縫或無規(guī)則凹凸時，使駕駛室及車身產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)隨機(jī)振動。

發(fā)動機(jī)由旋轉(zhuǎn)質(zhì)量、往復(fù)質(zhì)量運(yùn)動產(chǎn)生的慣性力、力矩以及由于燃料在氣缸內(nèi)著火爆發(fā)面在缸體上產(chǎn)生繞平行于曲軸軸線的力矩（著火脈沖）而生產(chǎn)周期性的振動。

傳動系主要由一系列傳輸動力的旋轉(zhuǎn)部件組成，它受到發(fā)動機(jī)不平衡力、力矩以及自身不平衡的作用和影響，會產(chǎn)生彎曲振動和扭轉(zhuǎn)振動。

車輪總成對汽車振動的影響因素主要可分為三項：輪胎的不均勻度、車輪總成的動不平衡、鋼圈徑跳端跳。

二、車輪總成對汽車振動的影響

1、現(xiàn)在輕型卡車輪胎均為斜交胎，由纖維、鋼絲、橡膠等構(gòu)成的復(fù)合材料品，且大部分靠手工成型，因此其成品精度較一般的金屬制品差，往往有周圓部分的尺寸變化、剛度變化和非對稱性，從而導(dǎo)致輪胎滾動時要承受從路面來的周期性變化的反作用力。

車輪總成的動不平衡包括輪胎的動平衡和鋼圈的動平衡，車輪總成的動不平衡將引起周期性的不平衡向心力及不平衡力矩。

以上兩項影響因素引起的周期力按作用方向可分為：徑向力變化（RFV）、側(cè)向力變化（LFV）、切向力變化（TFV）。通常徑向力變化（RFV）會導(dǎo)致汽車的垂直振動，側(cè)向力變化（LFV）會導(dǎo)致汽車的左右搖擺，切向力變化（TFV）會導(dǎo)致汽車的前后牽動。

鋼圈的徑跳引起車輛的周期性垂直振動，鋼圈的端跳則引起車輛的周期性左右搖擺。

車輪總成對汽車激勵的振動屬于周期性振動。其激振頻率f與汽車行駛速度v的關(guān)系有：f= (f為激振頻率HZ，w為汽車行駛速度km/h，r為輪胎滾動半徑m)。

3、假定汽車前輪定位參數(shù)及整車質(zhì)量參數(shù)符合設(shè)計要求，前板簧剛度及減振器有關(guān)參數(shù)也符合設(shè)計規(guī)范，并且不考慮路面不平度對汽車振動的激勵以及發(fā)動機(jī)、傳統(tǒng)系對汽車振動的激勵。僅從車輪總成著手，分析車輪總成對汽車激勵振動的影響。

若車輪總成激勵的振動足夠使駕駛室異常抖動，則隨著車速的提高，駕駛室異常抖動將越發(fā)嚴(yán)重。若車輪總成激勵的振動不足夠使駕駛室異常抖動，當(dāng)車輪總成的激振頻率f在駕駛室系統(tǒng)的（0.75－）倍固有頻率范圍里時，駕駛室系統(tǒng)將與車輪總成形成共振，此時駕駛室將可能異常抖動；隨著車速的提高，車輪總成的激振頻率f也逐漸提高，當(dāng)激振頻率f超過駕駛室系統(tǒng)的（0.75－）倍固有頻率范圍時，駕駛室將可能不再異常抖動。

三、NJ1038車整車異常抖動的分析：

結(jié)合用戶的反映和實車路試的體驗，NJ1038車在車速40～70km/h范圍里以穩(wěn)速行駛在平坦路面上時，駕駛室嚴(yán)重異常抖動，且有明顯的節(jié)奏感。

在萬壽庫房挑出兩輛狀態(tài)相同的NJ1038車：均裝配Y4100Q發(fā)動機(jī)、17HN1變速箱、徐州輪胎（6.50－16）和濟(jì)寧鋼圈（3101NA730-020）。一輛白色車，VIN碼為LNJBCD8363LL34629，整車異常抖動；一輛藍(lán)色車，VIN碼為LNJBCD83XLL33709，無整車異常抖動現(xiàn)象。

將這兩輛相同狀態(tài)但具有不同現(xiàn)象的整車進(jìn)行換裝對比分析：將兩輛車的前后車輪互換后進(jìn)行專項路試，白色車不再有整車異常抖動現(xiàn)象，而藍(lán)色車出現(xiàn)整車異常抖動現(xiàn)象。以上換裝對比分析說明，造成整車異常抖動的主要原因在于輪胎帶鋼圈總成。

將存在制動反彈及嚴(yán)重異常抖動的整車上的輪胎帶鋼圈總成拆下，對其進(jìn)行系統(tǒng)全面的解體檢查分析：

1、裝夾平衡塊后輪胎帶鋼圈總成的剩余不平衡量情況：

檢查項目	技術(shù)要求	內(nèi)側(cè)	外側(cè)	雙面和	結(jié)論
左前	裝夾平衡塊后剩余不平衡量≤80g	140	25	165	不合格
右前		120	125	245	不合格
左后外		20	30	50	合格
左后內(nèi)		20	10	30	合格
右后外		55	40	95	不合格
右后內(nèi)		120	125	245	不合格

以上數(shù)據(jù)說明：裝夾平衡塊后輪胎帶鋼圈總成的剩余不平衡量66.7%不合格，對輪胎帶鋼圈總成的剩余不平衡量失控。

2、去掉平衡塊后車輪總成的原始不平衡量情況：

檢查項目	技術(shù)要求	內(nèi)側(cè)	外側(cè)	雙面和	結(jié)論
左前	單面 ≤120g 雙面總和≤214g	290	140	430	不合格
右前		260	115	375	不合格
左后外		25	165	190	不合格
左后內(nèi)		120	35	155	合格
右后外		200	185	385	不合格
右后內(nèi)		175	100	275	不合格

以上數(shù)據(jù)說明：去掉平衡塊后車輪總成的原始不平衡量83.3%不合格；在單面＞120g、雙面＞214g時不能進(jìn)行動平衡，必須進(jìn)行第二次合成后再平衡，但實際未按此要求操作。

3、去掉平衡塊、輪胎及擋圈后鋼圈的動平衡情況：

檢查項目	技術(shù)要求	內(nèi)側(cè)	外側(cè)	雙面和	結(jié)論
左前	雙面總和 ≤80g	55	80	135	不合格
右前		50	80	130	不合格
左后外		25	60	85	不合格
左后內(nèi)		0	35	35	合格
右后外		50	120	170	不合格
右后內(nèi)		30	50	80	合格

以上數(shù)據(jù)說明：去掉平衡塊及擋圈后鋼圈的動平衡67.7%不合格，對鋼圈的動平衡失控。

4、將鋼圈帶擋圈總成的剩余不平衡量調(diào)為0g，對6個拆下來的輪胎進(jìn)行動平衡，測量輪胎的動平衡情況：

檢查項目	技術(shù)要求	內(nèi)側(cè)	外側(cè)		雙面和	結(jié)論
左前	單面 ≤120g 雙面總和≤214g	165	90	255		不合格
右前		115	70	185		合格
左后外		20	135	155		不合格
左后內(nèi)		165	90	255		不合格
右后外		90	70	160		合格
右后內(nèi)		90	25	115		合格