輕卡車身振動問題的相關(guān)探析

張宏保

摘要：當(dāng)前階段，誘發(fā)輕卡車身出現(xiàn)振動問題的因素有許多，因此在對

其進(jìn)行判斷或者是檢修過程中存在許多困難。因此，需要切實(shí)增強(qiáng)對輕卡車身振動問題研究力度。當(dāng)前，對于輕卡車身的振動問題暫時(shí)不具備十分完善的檢修方法，一般情況下都是借助維修者長時(shí)間的工作經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：輕卡車身；振動；趨勢

輕卡在路面行駛過程中往往由于路面、發(fā)動機(jī)等各種因素的激勵作用導(dǎo)致車身或局部出現(xiàn)不同程度的振動。針對車身振動建立模型進(jìn)行研究，判斷引發(fā)車身振動的因素，對車身振動進(jìn)行處理對于保證輕卡運(yùn)輸安全性，駕駛乘坐穩(wěn)定性有著重要的作用。

一、輕卡車身振動特性與研究趨勢

輕卡車身振動可以分為車身垂直振動、縱向角振動、側(cè)傾振動、座椅振動等各種形式。當(dāng)前國內(nèi)外對于輕卡車身振動及其特點(diǎn)的研究起步較早，在理論領(lǐng)域已經(jīng)取得了突破性的進(jìn)展，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐也相對成熟。當(dāng)前針對輕卡車身振動及其特點(diǎn)進(jìn)行的研究主要是針對改善輕卡行駛平穩(wěn)性而開展的。根據(jù)不同的研究目標(biāo)可以將車輛系統(tǒng)進(jìn)行簡化處理，并且建立相關(guān)模型來對輕卡車身振動及其特點(diǎn)進(jìn)行研究。常用的振動分析模型主要分為三大類別，分別為兩自由度的1/4車輛模型，平面五自由度的1/2車輛模型與三維整車模型。首先，假如車身質(zhì)量分配系數(shù)接近1，則可以當(dāng)作輕卡車身前后部振動是處于獨(dú)立狀態(tài)，即可以建立表示1/4車輛的兩自由度模型。在采用這一模型進(jìn)行分析研究時(shí)，計(jì)算過程簡便，計(jì)算工作量不大，但是僅僅只可以針對車身與車輪的垂直振動進(jìn)行研究，所得到的研究結(jié)果精度不高。針對輕卡車身振動的懸架、座椅參數(shù)優(yōu)化配置等大部分均采用這一模型進(jìn)行研究。然而由于該模型對車身縱向角振動與側(cè)向角振動的研究不夠深入，因此大多數(shù)情況用于粗略定性分析中；其次，假如車輛相對于縱垂面處于完全對稱的情況，并且車輛左右車輪的路面不平整程度變化相同，則可以當(dāng)作車輛是處于縱垂面上振動，即可以將車輛視為1/2車輛的平面五自由度模型。這一模型直接體現(xiàn)了車身的垂直與縱向角振動。路面存在的不平整激勵輸入分為前后輪，經(jīng)過五自由度模型分析所獲得的結(jié)果相對于二自由度分析的結(jié)果更加精確。所以在輕卡車身振動模擬研究與懸架、座椅參數(shù)優(yōu)化分析中，五自由度模型的應(yīng)用更加廣泛；最后，要全方位展現(xiàn)車身的垂直振動、縱向角振動與側(cè)向角振動，并且將路面經(jīng)過車輪所形成的不平激勵對車身的影響展現(xiàn)出來就需要將車身進(jìn)行三維立體處理。三維立體模型將車身4個(gè)車輪所受到的路面激勵的差異以及車身側(cè)傾所導(dǎo)致車身振動的情況考慮在內(nèi)，從而真實(shí)完整地展現(xiàn)了輕卡車身振動的情況。利用三維整車模型可以真實(shí)地體現(xiàn)車輛振動的實(shí)際狀態(tài)，利用該類型模型還可以將前后懸架結(jié)構(gòu)形式的各種組合情況展現(xiàn)出來。縱觀當(dāng)前輕卡車身振動的國內(nèi)外研究狀態(tài)可以得知，針對輕卡車身振動的理論研究已經(jīng)相對成熟，傳統(tǒng)的理論計(jì)算、模型分析與有限元方法得到了綜合使用，所建立的模型精度達(dá)到一定水平，結(jié)合相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果可以有效改善輕卡車身振動、行駛平順性等相關(guān)問題。未來在對輕卡車身振動進(jìn)行研究的過程中需要更加傾向研究輕卡車身振動與動力傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動耦合的問題，在耦合機(jī)理與建模方面需要進(jìn)行深一步的研究。

二、車身振動的主要誘因

當(dāng)前，車輛在實(shí)際行駛過程中若是出現(xiàn)振幅過大而造成駕駛員舒適度下降的問題，都是采用減震器降低車身振動，進(jìn)而有效增強(qiáng)駕駛員舒適度。若是車身振動頻率出現(xiàn)一致，就會出現(xiàn)共振的問題，振幅的疊加將會導(dǎo)致駕駛員舒適度的下降。通常情況下，車身振動的誘因如下：其一，發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。在輕卡行駛過程中，因?yàn)榘l(fā)動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)曲軸轉(zhuǎn)矩會出現(xiàn)變化，將不同程度導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)零件長時(shí)間處于一種不平衡的狀態(tài)，進(jìn)而出現(xiàn)車身振動的問題。如：缸發(fā)動機(jī)曲軸會在特定周期出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩變化，且方向不一致，此種變化頻率過高的變化，將會直接引起車身振動問題。據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，不平衡旋轉(zhuǎn)件導(dǎo)致的車身振動，都是由于旋轉(zhuǎn)中心與部件核心不一致導(dǎo)致。同時(shí)，萬向節(jié)轉(zhuǎn)動視角這一因素也將進(jìn)一步引發(fā)車身的振動，輕卡所選用的萬向節(jié)是生活中比較常見且自身具備不等速轉(zhuǎn)動優(yōu)勢的萬向節(jié)，會出現(xiàn)因?yàn)椴黄胶舛D(zhuǎn)動的現(xiàn)象。若是行駛路面情況不理想，萬向節(jié)視角一旦出現(xiàn)偏離，將會導(dǎo)致車身振動。除此之外，行駛路面的平整度也對車身振動具有一定影響。

三、有關(guān)輕卡車身振動問題判斷

當(dāng)前，輕卡車身的振動問題，由于會可能涉及到多項(xiàng)因素的影響，如：駕駛員、車、位置、路面等，工作人員很難第一時(shí)間掌握卡車的故障問題，且振動問題的發(fā)生點(diǎn)更是難以定位，因此，在實(shí)際判斷輕卡車身振動問題位置時(shí)，需要精心設(shè)置一個(gè)切實(shí)可行的維修方案及檢修工序，具體流程如下：問診；故障重現(xiàn)；故障認(rèn)定；故障維修；試車復(fù)檢等。

1.問診。工作人員在對輕卡振動問題進(jìn)行情境重現(xiàn)是比較困難的，即便是重現(xiàn)了故障問題，但是繁雜的卡車噪聲也會使維修工人無法第一時(shí)間準(zhǔn)確掌握故障的類型與出現(xiàn)故障的具體位置。因此，需要駕駛者對振動問題的大概位置進(jìn)行具體闡述，在廣泛收集價(jià)值信息后對振動位置進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)記，以此來切實(shí)提升對振動故障位置判斷的準(zhǔn)確性，這就是問診的操作過程。在實(shí)際問診過程中，工作人員需要實(shí)現(xiàn)詢問輕卡狀態(tài)、行駛情況、故障發(fā)生時(shí)間與情況。若是發(fā)動機(jī)引起的車身振動，那么需要切實(shí)掌握發(fā)動機(jī)的使用情況。

2.故障重現(xiàn)。雖然故障重現(xiàn)存在一定困難，但是在一些特殊情境下故障重現(xiàn)具有其他方法不可取代的作用。簡單的說，故障重現(xiàn)主要包含以下兩種方法：其一：動態(tài)測試。此種方法是基于工作人員已經(jīng)逐步確定振動位置，選取比較熟悉的方式?；谠械慕嵌冗M(jìn)行駛?cè)?，此種作答不僅可以測試車輪行駛的平穩(wěn)性，其可以進(jìn)一步造成車身的振動。或者是采用階躍式加速的形式讓車輪向前或者后退，導(dǎo)致輕卡車身承受較多的外力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)故障重新出現(xiàn)。其一，靜態(tài)測試。在將輕卡托舉后，采用橡膠錘敲擊可能出現(xiàn)問題的測試方法，也是當(dāng)前一種十分常見且有效的監(jiān)測方式。在對輕卡發(fā)動機(jī)進(jìn)行診斷過程中，不論哪一部分出現(xiàn)問題都會引起發(fā)動機(jī)出現(xiàn)異響，在此種環(huán)境下對故障問題進(jìn)行檢查存在諸多難度。

3.故障認(rèn)定。當(dāng)前階段，工工作人員對車身振動故障進(jìn)行認(rèn)定過程中，主要有兩種方法：其一，互換法，就是指在路試后對可能存在問題的零件進(jìn)行更換，以此來有效排除故障位置。其二，選擇多通道噪聲分析儀器，利用儀器廣泛收集信息，對輕卡車身振幅、波形等進(jìn)行細(xì)致分析，對故障位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，還需要針對一些可疑零件進(jìn)行核查，對一些出現(xiàn)問題的位置進(jìn)行檢查維修。

4.故障維修。間隙問題。如，車身內(nèi)零件的間隙值超出既定范圍，導(dǎo)致車身某處出現(xiàn)干涉而導(dǎo)致車身出現(xiàn)振動，可以選取填充或者是修復(fù)的方法，對部分零件進(jìn)行填充，使車身內(nèi)部諸多零部件不再受到干涉，進(jìn)而有效規(guī)避振動問題。事實(shí)上，最佳的解決方案就是更換新件。在發(fā)現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)對相關(guān)零件進(jìn)行檢修，擰緊螺栓，以此來有效規(guī)避振動問題的出現(xiàn)。

5.試車復(fù)檢。簡單的說，試車復(fù)檢就是指在試車檢查完畢后，再次進(jìn)行試車

復(fù)檢工作。測試方法如上文提出的故障核查工序是相同的，以此來準(zhǔn)確定義故障是否已經(jīng)被否定，并在復(fù)檢過程中發(fā)現(xiàn)一些之前忽視的問題。

綜上所述，結(jié)合作者長時(shí)間的維修工作經(jīng)驗(yàn)，輕卡車身振動問題通常情況下都是由于發(fā)動機(jī)故障導(dǎo)致的。因此，工作人員需要對輕卡車身振動問題進(jìn)行研究，側(cè)重對輕卡車身振動問題進(jìn)行核查檢修。需要注意的是這并不是一個(gè)系統(tǒng)化問題，而是需要從多個(gè)環(huán)節(jié)入手逐一排除故障，并對存在問題的零件進(jìn)行進(jìn)行修理或者更換，以此來切實(shí)解決輕卡車身振動問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]張運(yùn)生. 輕卡車身振動問題的相關(guān)探析[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2016（18）：42+44.

[2]宋小明. 輕卡車室聲固耦合系統(tǒng)低頻噪聲預(yù)測與控制[D]. 中北大學(xué)，2016.

[3]田德青，呂福鵬，張桂振.有關(guān)輕卡車身振動問題的分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（13）：192.