解放中型卡車行駛中異常抖動分析與改進(jìn)

左丙發(fā)，宋泓燁

(一汽解放青島汽車有限公司，山東青島 266043)

0 引言

各地服務(wù)站陸續(xù)反映某公司一款中型V卡6×2載貨車型在車輛行駛過程中發(fā)生異常抖動現(xiàn)象。故障模式通常為車輛在平直路面行駛過程中，在40～60 km/h的速度段上駕駛室會出現(xiàn)有規(guī)律的上下抖動現(xiàn)象，感覺像“騎馬”。載貨后抖動程度加劇。通常會影響駕駛員操縱舒適性，嚴(yán)重的駕駛員穩(wěn)定不了油門，方向擺動，不易操控。車輛基本全部是剛購置不久的新車，行駛里程在3 000 km以下。有些經(jīng)銷商反映商品車也存在類似的抖動現(xiàn)象。對此問題用戶和經(jīng)銷商抱怨很大，必須盡快解決。

1 道路試驗及檢測分析

1.1 路試檢測

對用戶抱怨強(qiáng)烈的車輛進(jìn)行平順性測試，主觀感受振動模式并利用振動檢測儀檢測結(jié)果。

1.1.1 駕駛室地板處總體振動加速度路譜采集

測試地板處振動幅值，當(dāng)車速分別是40、45、50、55、60、65 km/h，測得的Z方向振動幅值如圖1所示。地板處振動數(shù)值統(tǒng)計表如表1所示。

圖1 地板位置測點頻譜圖

表1 地板處振動數(shù)值統(tǒng)計

1.1.2 整車振動頻率速查表

此樣車各主要振動頻率速查表如表2所示。

表2 此樣車各主要振動頻率速查表

1.1.3 測試結(jié)果分析(45和50 km/h兩個速段)

從圖2和圖3可知：45和50 km/h時速段抖動，振動源主要來自輪胎激勵，重點檢查1橋和3橋輪胎端徑跳和動平衡。

圖2 車速45 km/h時的振動譜

圖3 車速50 km/h時的振動譜

1.2 車輪及輪胎總成檢測

該公司對輪胎總成的具體技術(shù)要求是：子午線輪胎徑向跳動量(徑跳)：≤3 mm軸向跳動量(端跳)：≤2.5 mm；動平衡量：兩側(cè)值之和小于400 g·cm。

對該車全車輪胎總成檢測，結(jié)果如表3所示。

表3 原車狀態(tài)徑向跳動和端面跳動參數(shù)值 mm

根據(jù)測量數(shù)據(jù)分析，該車前輪兩輪端跳超差，后橋兩輪徑跳超差，申請更換端徑跳、動平衡值合格輪胎，更換后端跳、徑跳值測試結(jié)果如表4所示。

表4 更換輪胎后的測量值參數(shù) mm

1.3 車輛駕駛室懸置檢查

對車輛駕駛室懸置進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)駕駛室后懸與后懸支架間隙過大。重新調(diào)整駕駛室后懸間隙，如圖4標(biāo)注的位置所示。

圖4 駕駛室后懸支架

1.4 更換輪胎、調(diào)整后懸間隙后再測試

更換輪胎、調(diào)整后懸間隙后再次試車，主觀感受40～45 km/h，駕駛室“騎馬”現(xiàn)象依然存在，用振動測試儀測試各速度段駕駛室地板位儀頻譜圖，其結(jié)果圖5所示。

圖5 各速段地板位置測點位移頻譜圖

根據(jù)圖5所示的頻譜進(jìn)行分析：速度40、45、50 km/h地板處振動幅值較大，與主觀感覺相符，其余速段相對正常。對其中振動最明顯的45 km/h進(jìn)行分析，結(jié)果如圖6—圖7所示。

從圖6、圖7可以看出：激勵源主要來自輪胎滾動系，對應(yīng)頻率為輪胎一階；左、右兩側(cè)測點測值差別不大；由于測試工況為空載，后橋影響較小；從測試值來看，一橋幅值較二橋大，地板較車架幅值大，駕駛室懸置放大來自車架的振動。

圖6 45 km/h左側(cè)測點頻譜圖

圖7 45 km/h右側(cè)測點頻譜圖

1.5 換降負(fù)荷鋼板彈簧

換降負(fù)荷鋼板彈簧，負(fù)荷由51 800 N降為48 000 N，更換一橋、二橋板簧，繼續(xù)測試，主觀感受40～50 km/h抖動消失。

用振動測試儀測試各速度段駕駛室地板位儀頻譜圖，分析對比45 km/h時速段頻譜圖，其結(jié)果如圖8所示。

圖8 處理后45 km/h右側(cè)測點頻譜圖

對比圖7、圖8可以看出：45 km/h工況下地板處幅值由0.07 g/Hz降至0.03 g/Hz，減小約57%，一橋、二橋振動幅值都有所降低；測試結(jié)果與觀感受相符，整車“騎馬抖動”消除，用戶表示滿意。

2 失效原因分析

(1)輪胎徑端跳和動平衡超差

輪胎徑端跳和動平衡超差的原因：①輪胎磨損、輪胎制造均勻性差。②鋼圈加工精度差，運(yùn)輸磕碰變型。通過挑選徑端跳參數(shù)小的輪胎總成匹配裝車，在一定程度上減小抖動的頻率，但不能根除。

(2)駕駛室懸置的影響

駕駛室懸置總成導(dǎo)致整車異常振動原因為：總成裝配不到位，存在間隙。前懸置鉸接軟墊必須與鉸接支架對正，要求鉸接處兩側(cè)邊套與鉸接支架間隙均勻，嚴(yán)禁磕碰損壞邊套。

通過對故障車檢測可知，如果后懸減震膠塊調(diào)整不當(dāng)，行駛中會造成駕駛室左右搖晃。通過調(diào)整后懸間隙，保證駕駛室與后懸左右間隙均等，駕駛室鎖緊后貼合到位，可以有效地緩解半浮駕駛室振動。

(3)鋼板彈簧剛度的影響

鋼板彈簧剛度大，會造成整車減震效果差，應(yīng)選用既能滿足用戶承載能力要求又能滿足車輛舒適性要求的鋼板彈簧。

鋼板彈簧主要用于在車輪與車架或車身之間傳遞各種力和力矩,同時其垂直變形(剛度)特性直接影響汽車的乘坐舒適性。在汽車行駛中，鋼板彈簧在承受垂直力、縱向力、側(cè)向力同時還承受制動力矩。鋼板彈簧剛度對整車平順性尤其是雙前軸車輛影響較大，針對整車抖動現(xiàn)象，有針對性地降低鋼板彈簧負(fù)荷，整車平順性有明顯改善。

3 結(jié)論

隨著用戶對車輛舒適性的要求越來越高，在解決車輛抖動問題時要綜合考慮，有針對性地消除振動源。通過車輛的測試及處理說明：影響整車平順性的因素很多，輪胎因素為一階振動頻率，激勵源為輪胎滾動系，控制輪胎端跳和徑跳、動平衡參數(shù)必不可少，通過更換輪胎總成，能消除部分抖動；駕駛室懸置對振動固有頻率影響較大，因此必須控制各零部件尺寸的加工精度和裝配質(zhì)量。鋼板彈簧的剛度選擇可以有效避免振動頻率的分布，起到有效減震的效果。