汽車共振問題分析

文/朱炳耀

汽車共振問題分析

文/朱炳耀

隨著人們生活水平的提高，汽車已經(jīng)逐漸成為人們出行最普遍的方式。大街上，來來往往的汽車川流不息，隨處可見。但同時伴隨著人們生活品質(zhì)的改善，人們對汽車性能的要求也越來越高，主要表現(xiàn)在人們越來越關注汽車的安全性、舒適性、速度、噪聲等方面。綜合分析，影響汽車這些性能的原因歸根結(jié)底就在于汽車共振問題。本文在詳細介紹汽車共振概念的基礎上，對汽車共振問題產(chǎn)生的原因進行了進一步的分析，并就如何有效應對和解決該問題提出了自己的建議，以供參考。

汽車 共振 問題分析

隨著時代的發(fā)展，汽車制造業(yè)獲得了很大的發(fā)展空間。近些年來，各種品牌，各種型號的汽車如雨后春筍般地涌現(xiàn)出來，活躍在人們的生活中。但是，不同品牌的汽車性能不同，自身質(zhì)量也有所差異。在汽車制造業(yè)追求精益求精的過程中，汽車共振問題依然是制造商面臨的一項重要問題。因為汽車在行駛過程中的振動是難以避免的，但同時汽車共振問題的存在又會影響到駕駛者和乘客的安全。所以盡可能地降低汽車共振發(fā)生的頻率，是目前汽車制造商普遍努力的方向。

1 汽車共振概念

汽車共振是汽車制造業(yè)普遍應用的一個專業(yè)術語，那么何為汽車共振呢？從物理學的角度來講，共振是指在一個特定的頻率下，某一物理系統(tǒng)比其他頻率以更大的振幅做振動的情形，此時的這一特定頻率就稱為共振頻率。在共振頻率時，很小的周期振動就可以產(chǎn)生很大的振動。每一輛汽車都有共振點，這是毋庸置疑的。只不過不同的汽車，共振點一般不同，即使同一輛汽車，不同的使用階段共振點也可能不同。一般認為當產(chǎn)生共振時汽車的速度越快，車的質(zhì)量就越好。當汽車產(chǎn)生共振現(xiàn)象時，會導致很多不安全因素的發(fā)生。比如汽車的共振可能導致汽車內(nèi)部某些零部件的提前損壞，從而減少汽車的使用壽命，增加使用過程中的不安全性；汽車的共振還可能會引起噪聲，從而影響駕駛者和乘客乘車的舒適性和穩(wěn)定性。所以，汽車共振問題不容小視，需要汽車制造商和駕駛者高度重視。

2 汽車共振問題產(chǎn)生的原因

汽車共振不是憑空產(chǎn)生的，每一種振動都有其自身的規(guī)律性。我們平時常見的機械振動又分為不同的類型，按振動的原因可以分為自由振動、受迫振動和自激振動；按照振動的規(guī)律可以分為簡諧振動、非諧周期振動和隨機振動；按照振動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)特性又可以分為線性振動和非線性振動兩種。每一種振動現(xiàn)象的出現(xiàn)，都要具有振源，然后通過振源傳播，產(chǎn)生一系列的共振現(xiàn)象。深入分析汽車產(chǎn)生共振的原因，主要表現(xiàn)在兩個方面，具體表述如下：

2.1 內(nèi)部原因

汽車共振產(chǎn)生的內(nèi)部原因主要在于汽車自身設計方面，當內(nèi)部零件設計理論數(shù)據(jù)、生產(chǎn)質(zhì)量、動力性能、機械傳動等因素在應用時對汽車的固有頻率產(chǎn)生了影響，那么汽車發(fā)生共振的可能性就會大大增加。比如：當汽車輪胎設計的不合理時，導致輪胎偏重、不圓，在該種情況下很容易引起振動。常常表現(xiàn)為輪轂失圓、輪胎變形；當擺臂、球頭松動或間隙過大材料的性能、底盤各部件設計性能的連接配合不當時也容易引起振動；當車輪在行駛過程中發(fā)生偏斜而無法達到動平衡狀態(tài)時，也會產(chǎn)生振動；當發(fā)動機工作時，發(fā)動機的減震墊塊由于種種原因達不到預想工作效果時，必然會形成振動波源，如果該波和車架振波向同一方向運動，就會產(chǎn)生共振現(xiàn)象，還有當發(fā)動機安裝不當時，也會因其發(fā)動機共振等。在這些諸多內(nèi)部因素里，前束和地盤傾角部分對汽車影響最大，也是最容易產(chǎn)生汽車共振的要素。

2.2 外部原因

形成汽車共振的外部原因主要在于汽車行駛過程中所經(jīng)過的路面的具體情況，路面越不平穩(wěn)，即起伏程度越大，那么汽車在行駛的過程中所受到的振動沖擊就越明顯，就越容易產(chǎn)生共振現(xiàn)象，進而影響汽車的整體性能，增加汽車行駛過程中的不安全性。

3 有效應對和解決汽車共振問題的策略

汽車共振問題是行駛過程中隱含的一項重大問題，直接關系著乘車人的舒適性，同時也嚴重威脅著乘車人的人身安全。在人們要求日益提高的今天，如何有效應對和解決汽車共振問題成為汽車制造業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)。在此提出以下幾點有效應對和解決汽車共振問題的策略，以切實促進汽車共振問題的解決，具體如下：

3.1 發(fā)動機性能檢測

發(fā)動機振動是引起汽車共振的重要因素，要想有效解決共振問題，可以先從發(fā)動機性能方面入手。發(fā)動機的減振系統(tǒng)主要依靠發(fā)動機的支撐系統(tǒng)來降低發(fā)動機的振動，即通過減震塊來抵消發(fā)動機的振動。目前大部分汽車制造業(yè)使用的減震塊都是剛性骨架橡膠減震塊，其工作的形式屬于結(jié)構(gòu)簡單的壓縮剪切復合類型，然后通過測量發(fā)動機的工作頻率和相應的振動運動參數(shù)，來計算發(fā)動機系統(tǒng)的阻尼效果。若檢測阻尼效果良好，結(jié)果可以完全達到設計要求，那么就可以初步排除由于發(fā)動機自身振動所引起的共振現(xiàn)象。

3.2 前束傾角檢測

目前，借助于傳感器應用的前束傾角檢測方法較為普遍，且前束傾角檢測需要具有專門用于該項的傳感器。前束傾角檢測的測量項目主要包括：前輪前束、前輪外傾角、主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角；單項顯示，前束：1-4mm；外傾角：1°±30′；主銷內(nèi)傾角：10.5°30′±30′；主銷后傾角：3°30′±30′；通過檢測三臺前橋驗證符合設計要求。

3.3 車輛動平衡檢測

車輛動平衡檢測的目的在于檢測汽車車輪在行駛過程中運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)度。一般來說，汽車車輪的動平衡檢測是在實驗臺上進行的，在該過程中，首先要清除車輪上的雜物，以保證實驗的有效性，其次，還需要檢查輪胎氣壓，并將其穩(wěn)定在規(guī)定值，然后進行檢測。結(jié)果車輪的動平衡誤差不超過280克，車輪內(nèi)外平衡值適當，且最大值＜10g，通過這項分析就表明車輛動平衡對車共振具有一定影響。

4 結(jié)語

綜上所述，針對目前我國汽車行業(yè)存在的汽車共振問題，我們必須積極采取措施，通過利用先進的科技技術來加強對汽車性能的檢測，以切實提高汽車的品質(zhì)，促進我國汽車制造行業(yè)的發(fā)展。

[1]閆云敬.汽車共振問題分析與檢測[J].科技風,2016(12).

[2]羅美菊.某型車輛共振原因分析及解決措施[J].裝備制造技術,2016(05).

作者單位柳州城市職業(yè)學院 廣西壯族自治區(qū)柳州市545036

朱炳耀（1987-），男，廣西壯族自治區(qū)柳州市。學士。助教。研究方向為汽車檢測與維修技術，汽車電子技術。

●課題名稱:大型商用車“共振”的試驗分析及技術對策；編號:YB2014569。