降低兩輪輕便踏板摩托車整車振動對策的研究

劉娟

重慶宗申發(fā)動機制造有限公司 重慶 400054

摩托車是由汽油發(fā)動機提供動力的車輛，并且發(fā)動機經(jīng)由懸架構(gòu)件連接到車身。由于汽油發(fā)動機在運行期間產(chǎn)生振動，所以必須將振動傳遞到車身的各個部分。如果振動太大，駕駛員會感到不舒服。為了提高整個車輛的舒適性，有必要研究整個車輛的振動，以減小車輛振動對駕駛舒適性的影響。

作為振動源，發(fā)動機在減少發(fā)動機本身的振動方面非常有效，但是很難減小整個車輛的振動。在兩輪小型摩托車中，通過調(diào)節(jié)連接發(fā)動機和車架的懸架的結(jié)構(gòu)可以減小振動，這是相對簡單和便宜的，并且成為減少整個車輛振動的重要手段之一。本文重點介紹減少兩輪小型摩托車對車輛振動影響的措施[1]。

1 兩輪輕便踏板摩托車發(fā)動機懸掛件結(jié)構(gòu)介紹

1.1 發(fā)動機懸掛件結(jié)構(gòu)

典型的兩輪滑板車使用橡膠襯套懸架將發(fā)動機連接到車架，懸架也起到減少發(fā)動機振動的作用。然而，由于不同的懸架部件，即使相同類型的車輛波動，減振效果也會不同。

1.2 發(fā)動機懸掛結(jié)構(gòu)存在的問題

由于懸掛構(gòu)件通常設(shè)置有確定懸架系統(tǒng)的彈簧剛度的極限橡膠，懸架構(gòu)件的布置不好，懸架系統(tǒng)的彈簧剛度太高，并且摩托車的振動很大[2]。

2 踏板系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

踏板系統(tǒng)通常通過支架固定在防火墻或前地板上。造成踏板抖動的激勵源主要來自于發(fā)動機的二階往復(fù)慣性力。由結(jié)構(gòu)特征分析踏板振動傳遞路徑是通過懸置系統(tǒng)，經(jīng)過左右縱梁以及前副車架，最終傳遞至前地板、防火墻和踏板支架。由于這些路徑主要都是結(jié)構(gòu)件，因此對車身結(jié)構(gòu)的NVH性能要求是控制踏板抖動問題的重要措施同時發(fā)動機激勵源的振動水平和懸置系統(tǒng)的隔振性能也是影響踏板抖動問題的重要影響因素[3]。

3 整車振動舒適性的改進

在發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍（頻率范圍小于150Hz）中，原始框架處于第5模式，人體有3個節(jié)距和扭曲，并且節(jié)距頻率最低。因此，改進的重點是增加俯仰和扭曲的頻率。改進的框架剛度，尤其是人體的俯仰剛度，明顯得到改善，并且框架的俯仰頻率從78Hz增加到139Hz。同時，由于框架的主要部分采用更多方形梁，框架側(cè)面的彎曲和扭曲頻率也大大提高。后減震器配備了支撐前端加強板和后擋泥板安裝支架，使整個車架的尾部更加堅硬，尾部模式超過150赫茲，避免了發(fā)動機的勵磁頻率這很有效。接地可減少扶手和擱板的振動。從仿真結(jié)果可以看出，整個車架在發(fā)動機勵磁頻率范圍內(nèi)的模式從原來的5級降低到3級，大大降低了車架和發(fā)動機共振的概率，整車的振動舒適性也大大提高。

有限元仿真分析是現(xiàn)代摩托車產(chǎn)品設(shè)計和改進的重要工具，也是最經(jīng)濟有效的工具。有限元模型的精度對仿真分析的結(jié)果具有決定性影響，通過比較實驗結(jié)果和仿真分析結(jié)果建立仿真模型得出有限元建模已被廣泛接受。這是一種方法，在建立框架的有限元模型的基礎(chǔ)上，通過框架結(jié)構(gòu)的改進，實現(xiàn)了提高框架剛度的目的，避免了框架與發(fā)動機之間的共振，從而提高了整車的振動舒適性。安全性得到有效改善。

4 降低發(fā)動機懸掛系統(tǒng)彈簧剛度的對策

4.1 基本對策分析

為了減小整個車輛的振動，希望降低固有頻率。通常，根據(jù)便攜式小型摩托車的測試數(shù)據(jù)，優(yōu)選地將固有頻率控制在13Hz或更低。通過測量某些模型的固有頻率，我們可以看到這些車輛的固有頻率非常高。盡管這些車輛的懸架結(jié)構(gòu)存在問題，這表明發(fā)動機懸架的彈簧剛度相對較高，但這將在下面具體描述。

當(dāng)后減震器的傾斜角θ小時，懸架構(gòu)件的初始張力減小，并且對懸架部分的影響減小。由于極限橡膠通常是懸掛構(gòu)件與懸掛構(gòu)件接觸的定位，因此懸架系統(tǒng)的振動方向上的彈簧剛度由極限橡膠的壓縮方向上的彈簧剛度和懸架臂的長度（通常）確定。完成了設(shè)定極限橡膠的壓縮彈簧剛度遠大于懸架橡膠襯套的扭轉(zhuǎn)彈簧剛度?？傊捎跇O限橡膠經(jīng)常與發(fā)動機懸架接觸，因此難以降低懸架系統(tǒng)的彈簧剛度。為了克服這個缺點，需要將懸架結(jié)構(gòu)改變成限制橡膠不接觸懸架的形狀，并且發(fā)動機懸架系統(tǒng)的彈簧剛度由懸架橡膠襯套的扭轉(zhuǎn)彈簧剛度確定。僅當(dāng)后減震器處于其最伸展和收縮狀態(tài)時，極限橡膠才接觸懸架。此外，可以通過改變懸架橡膠襯套的內(nèi)金屬襯套和外金屬襯套的外徑來比較自由設(shè)定懸架的彈簧剛度。

4.2 裝配上的對策由于限位橡膠與懸掛件只在非常狀態(tài)下接觸

通過這樣做，可以降低彈簧剛度并同時減小紋波。在對策計劃中，存在如何在組裝時確保懸架的位置的問題，并且在組裝時可以通過固定工具等確保位置。此外，懸掛橡膠襯套的端面可以是滾花的，以防止橡膠襯套在組裝期間旋轉(zhuǎn)。

4.3 其他對策通過上述分析

對懸架減振措施的基本理解然而，即使當(dāng)懸架處于最佳狀態(tài)時，也可能發(fā)生大的振動。此時可以通過提高框架等的剛性來減小振動。

5 結(jié)語

通過對本文的分析，我們對減少兩輪小型摩托車振動的基本措施有了一定的了解。啟動抗振措施→車輛振動評估→測量振動不良懸架的彈簧剛度，計算固有頻率→設(shè)定高頻，并采取措施降低懸架的彈簧剛度。如果評估車輛的振動→結(jié)束，則可能無法抑制整個車輛的振動，但在這種情況下，考慮到框架與其他部件之間的共振問題，框架的強度以避免共振需要調(diào)整。