關(guān)于車(chē)輛行駛過(guò)程中shake問(wèn)題的研究

陸尚杰　周為樂(lè)

摘 要：某車(chē)型在行駛過(guò)程中駕駛員能夠明顯感覺(jué)到車(chē)輛存在垂向跳動(dòng)，90km/h最為明顯，且車(chē)輛通過(guò)減速帶時(shí)振動(dòng)收斂性較差，存在二次余振，本論文針對(duì)上述兩個(gè)問(wèn)題展開(kāi)研究，通過(guò)采用液壓懸置+調(diào)整部分懸置Z向剛度的方法，解決了shake問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：shake 靜剛度 動(dòng)靜比 過(guò)坎振動(dòng)收斂性

Research on the Shake Problem in Vehicle Driving

Lu Shangjie Zhou Weile

Abstract：During the driving process of a certain model， the driver can obviously feel the vehicle's vertical jump， and when the speed is90km/h， the vertical jump is the most obvious. When the vehicle passes the speed bump， the vibration convergence is poor， and there is secondary jump after vibration. This paper focuses on the above two problems， and the shake problem was solved by adopting the method of hydraulic mounting plus adjusting the Z-direction stiffness of part of the suspension.

Key words：shake， static stiffness， dynamic-to-static ratio， over-sill vibration convergence

1 前言

車(chē)輛行駛過(guò)程中的“shake“問(wèn)題，是指車(chē)輛在行駛過(guò)程中整車(chē)Z向間歇性跳動(dòng)，并能夠被駕駛?cè)藛T感知的現(xiàn)象，同時(shí)需要指出的是，車(chē)輛過(guò)減速帶產(chǎn)生的余振（Memory Shake）與該問(wèn)題是同類(lèi)問(wèn)題。shake問(wèn)題是屬于NVH問(wèn)題中的重要一環(huán)，該問(wèn)題嚴(yán)重影響駕駛?cè)藛T的駕乘舒適感，長(zhǎng)時(shí)間駕駛?cè)菀资柜{駛?cè)藛T疲勞，并產(chǎn)生極大的心理壓力。

本文通過(guò)結(jié)合四立柱試驗(yàn)臺(tái)，路試、模態(tài)試驗(yàn)等試驗(yàn)方法對(duì)shake問(wèn)題進(jìn)行了一些研究，提出了解決shake問(wèn)題的具體方案及若干研究思路。

2 試驗(yàn)方案：

試驗(yàn)方案策劃最終期望達(dá)到如下目的：

1）與競(jìng)品車(chē)進(jìn)行比較，從數(shù)據(jù)上識(shí)別易使駕駛?cè)藛T感到不悅的頻率成分，確定問(wèn)題目標(biāo)。

2）對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，制定可行性方案。

3）對(duì)方案進(jìn)行驗(yàn)證，確定問(wèn)題是否解決。

2.1 道路試驗(yàn)測(cè)試設(shè)計(jì)

在四輪輪轂處布置三向加速度傳感器，在發(fā)動(dòng)機(jī)懸置主被動(dòng)端布置三向加速度傳感器，在左右懸架車(chē)身側(cè)安裝點(diǎn)布置三向加速度傳感器，分別在座椅滑軌、座椅坐墊上布置三向加速度傳感器，如圖1所示：

分別以80km/h、90km/h、100km/h勻速行駛30km/h過(guò)減速帶

3檔全油門(mén)工況升速，1000rpm至5000rpm，松油門(mén)滑行5000rpm～1000rpm

2.2 四立柱臺(tái)架試驗(yàn)設(shè)計(jì)

四立柱激振臺(tái)（4 Post Shaker）：

-頻率輸出范圍能夠覆蓋0～30Hz;-位移振幅輸出范圍在0～30Hz范圍內(nèi)不小于4mm。

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 問(wèn)題原因查找

通過(guò)與某競(jìng)品車(chē)進(jìn)行對(duì)比，臺(tái)架上懸架Hop模態(tài)如圖2所示：

與競(jìng)品車(chē)（無(wú)shake問(wèn)題）進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)存在一10Hz左右的頻率成分。

90km/h勻速行駛，3檔全油門(mén)加速，同樣存在10Hz左右的頻率成分。

繼續(xù)對(duì)問(wèn)題車(chē)懸架、車(chē)身及動(dòng)力總成各關(guān)鍵點(diǎn)做ODS振型分析：

發(fā)現(xiàn)10Hz時(shí)動(dòng)力總成Z向劇烈運(yùn)動(dòng);通過(guò)試驗(yàn)方法進(jìn)一步確認(rèn)動(dòng)力總成剛體模態(tài)為10Hz。

懷疑shake問(wèn)題由于懸架Hop模態(tài)與動(dòng)力總成Bounce模態(tài)過(guò)于接近，同時(shí)懸置在低頻段阻尼偏小導(dǎo)致。

4 臨時(shí)方案驗(yàn)證

如圖7所示，在左右懸置中分別打入螺栓，增加懸置剛度：

繼續(xù)測(cè)試90km/h勻速巡航整車(chē)振動(dòng)情況并與之前數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如圖8所示：

從圖8可以看出，懸置增加螺栓改變懸置Z向剛度后，問(wèn)題車(chē)10Hz左右問(wèn)題頻率消失。

組織主觀評(píng)價(jià)，問(wèn)題車(chē)之前整車(chē)Z向跳動(dòng)的現(xiàn)象消失，過(guò)減速帶振動(dòng)收斂性明顯變好，二次沖擊消失。

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，基本可知：

1 Shake問(wèn)題在頻域內(nèi)表現(xiàn)為10Hz

2 Shake問(wèn)題通過(guò)改變懸置Z向剛度可有效解決。

3 shake問(wèn)題由于懸架Hop模態(tài)與動(dòng)力總成Bounce模態(tài)過(guò)于接近，同時(shí)懸置在低頻段阻尼偏小導(dǎo)致。

5 工程可行性方案制定：

5.1 四立柱臺(tái)架驗(yàn)證部分

利用液壓懸置可實(shí)現(xiàn)低頻段大剛度大阻尼的特性，右懸置采用液壓懸置替代原橡膠懸置，同時(shí)將左懸置Z向剛度提升15%繼續(xù)裝車(chē)驗(yàn)證：四立柱臺(tái)架測(cè)試結(jié)果如下（圖9）：

左懸置Z向靜態(tài)剛度提升20N/mm后，四立柱臺(tái)架上顯示10Hz成分已消失。

5.2 實(shí)車(chē)路試驗(yàn)證部分：

90km/h行駛原狀態(tài)振動(dòng)位移情況統(tǒng)計(jì)：

5.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：

新方案實(shí)施后加速工況未帶來(lái)差的影響;組織主觀評(píng)價(jià)，shake問(wèn)題優(yōu)化效果明顯，且無(wú)發(fā)現(xiàn)有其他相關(guān)性能變差。

通過(guò)過(guò)上述實(shí)驗(yàn)得出：右懸置切換成液壓懸置+調(diào)整左懸置z向剛度用于優(yōu)化整車(chē)shake問(wèn)題的方案有效，該方案滿足工程可實(shí)施條件，供借鑒。

6 結(jié)論

通過(guò)四立柱試驗(yàn)臺(tái)架、路試、主觀評(píng)價(jià)法確定了shake問(wèn)題的頻率成分及產(chǎn)生根源，利用液壓懸置低頻大阻尼、大剛度的特性，通過(guò)使用液壓右懸置加調(diào)整左懸置靜剛度的方法解決了shake問(wèn)題，并提出了針對(duì)shake問(wèn)題的若干解決思路。

底盤(pán)操作穩(wěn)定性、舒適性、NVH性能間的協(xié)調(diào)、求優(yōu)問(wèn)題是目前各大汽車(chē)研發(fā)公司重點(diǎn)討論的問(wèn)題之一，本文僅僅是做了一些淺嘗輒止的工作，期待后期有更大的進(jìn)步。

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