趙娥 張學(xué)軍
摘 要:振動(dòng)性能是判斷卡車舒適性的主要指標(biāo)之一。在怠速工況下,方向盤的振動(dòng)情況是反應(yīng)卡車振動(dòng)的主要指標(biāo)。通過懸置系統(tǒng)的模態(tài)能量分布的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以提高卡車方向盤怠速振動(dòng)性能。試驗(yàn)結(jié)果證明,此方法是可行、有效的。
關(guān)鍵詞:卡車;懸置系統(tǒng);模態(tài)能量分布;方向盤振動(dòng)
中圖分類號(hào):U463.46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.107
隨著人們生活水平的提高,用戶對(duì)卡車舒適性的要求也越來越高,而振動(dòng)情況是評(píng)價(jià)卡車舒適性的主要指標(biāo)之一。卡車怠速工況下的方向盤振動(dòng)是用戶能夠感覺到振動(dòng)的主要部位。因此,在怠速工況下,方向盤的振動(dòng)情況直接決定了一輛車的性能,直接影響著這款車型的銷量。而怠速工況下的方向盤振動(dòng)主要是由發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的,它是通過懸置系統(tǒng),經(jīng)車架、駕駛室、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳遞過來的。所以,可以通過優(yōu)化設(shè)計(jì)動(dòng)力總成懸置提高卡車怠速方向盤的振動(dòng)性能。本文擬通過對(duì)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)模態(tài)能量解耦優(yōu)化設(shè)計(jì)提高卡車怠速方向盤的振動(dòng)性能。
1 模態(tài)能量解耦優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
1.1 模態(tài)能量解耦
假設(shè)懸置剛度為線性,同時(shí),擺動(dòng)是小幅度的,不考慮阻尼。懸置系統(tǒng)自由振動(dòng)方程為:
1.2 模態(tài)能量解耦優(yōu)化設(shè)計(jì)
懸置系統(tǒng)優(yōu)化就是通過設(shè)計(jì)懸置的剛度和安裝點(diǎn)位、角度,使懸置系統(tǒng)的能量分布表上對(duì)角線能量分布占優(yōu)。懸置優(yōu)化流程如圖1所示。
2 某車型動(dòng)力總成懸置優(yōu)化設(shè)計(jì)
對(duì)于某車型的動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)模態(tài)能量分布優(yōu)化設(shè)計(jì),動(dòng)力總成轉(zhuǎn)動(dòng)慣量參數(shù)如表1所示。
在優(yōu)化前,前懸壓縮剛度為650 N/mm,后懸置壓縮剛度為860 N/mm;懸置布置形式為前45°斜置,后45°斜置。優(yōu)化前能量分布如表2所示。
優(yōu)化后,前懸壓縮剛度為450 N/mm,后懸置壓縮剛度為450 N/mm;懸置布置形式為前45°斜置,后采用平置布置。優(yōu)化后能量分布如表3所示。
由表2(優(yōu)化前)和表3(優(yōu)化后)可知,通過能量分布優(yōu)化設(shè)計(jì),Z向的頻率從8.5 Hz降到了7.3 Hz,解率從81.9%提高到了84.8%;Rx的頻率從26 Hz降低到了15.8 Hz。通過優(yōu)化設(shè)計(jì),極大地提高了能量的解耦率,提高了頻率分布的合理性。
3 試驗(yàn)驗(yàn)證
對(duì)于同一樣車,針對(duì)優(yōu)化前后的不同懸置點(diǎn)位、剛度和角度進(jìn)行懸置調(diào)整。測(cè)試優(yōu)化前后狀態(tài)的懸置系統(tǒng)怠速隔振率和方向盤怠速振動(dòng)情況。
優(yōu)化前后懸置系統(tǒng)怠速隔振率如表4所示。
從表4和表5中可以看出,經(jīng)過模態(tài)能量分布優(yōu)化設(shè)計(jì),解耦率提高了4.9%,方向盤振動(dòng)提高了82.1%.
4 結(jié)論
通過模態(tài)能量解耦優(yōu)化設(shè)計(jì),提高了懸置剛體模態(tài)頻率分布的合理性,進(jìn)一步提升了懸置系統(tǒng)的隔振,有效減小了方向盤的振動(dòng)。這說明,采用基于模態(tài)能量分布的優(yōu)化設(shè)計(jì)改善懸置系統(tǒng)的隔振性能,提高怠速方向盤振動(dòng)的方法是可行的。
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〔編輯:白潔〕