李 朔

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是駕駛員平時(shí)密切接觸的系統(tǒng)之一，而轉(zhuǎn)向系統(tǒng)抖動(dòng)是消費(fèi)者投訴最多的問(wèn)題之一。目前國(guó)家對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模態(tài)無(wú)強(qiáng)制要求，我司要求轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模態(tài)必須達(dá)到35Hz，本文主要研究某車型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模態(tài)提升方案。

1 轉(zhuǎn)向管柱模態(tài)影響因素

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模態(tài)設(shè)計(jì)難度大，影響因素很多，其中轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模態(tài)的主要因素有五個(gè)：a）轉(zhuǎn)向管柱自身強(qiáng)度；b）儀表板橫梁總成自身強(qiáng)度；c）白車身強(qiáng)度；d）轉(zhuǎn)向管柱與儀表板橫梁連接處強(qiáng)度；e）儀表板橫梁總成與白車身連接強(qiáng)度。

2 某車型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模態(tài)問(wèn)題解決方案

2.1 某車型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模態(tài)現(xiàn)狀

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上裝配有方向盤(pán)，氣囊，點(diǎn)火鎖，組合開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)向電機(jī)等。白車身采用全約束方案。加載上述附件并將模型搭載在白車身上后進(jìn)行CAE分析計(jì)算，根據(jù)CAE分析結(jié)果，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上下擺動(dòng)模態(tài)31.59Hz（見(jiàn)圖1），左右擺動(dòng)模態(tài)39.42Hz（見(jiàn)圖2），其中上下擺動(dòng)模態(tài)遠(yuǎn)低于目標(biāo)值35Hz。

圖1 上下擺動(dòng)模態(tài)

圖2 左右擺動(dòng)模態(tài)

2.2 影響因素排查

根據(jù)CAE分析結(jié)果，查找變形突變區(qū)域，突變區(qū)域即為模態(tài)薄弱區(qū)域。初步鎖定薄弱區(qū)域有四處：a）儀表板橫梁總成前端；b）儀表板橫梁白車身前圍安裝點(diǎn)；c）轉(zhuǎn)向管柱支架；d）白車身前圍上邊梁。

2.3 確定整改方案

根據(jù)模態(tài)薄弱區(qū)域及薄弱因素初步制定以下方案：方案一，封閉儀表板橫梁總成前端支架及白車身支架（見(jiàn)圖3）；方案二，增加轉(zhuǎn)向管柱支架加強(qiáng)筋，提升安裝強(qiáng)度（見(jiàn)圖4）；方案三，增加前圍上邊梁料厚，料厚由1.0mm增加到1.2mm（見(jiàn)圖5）。

圖3 封閉結(jié)構(gòu)

圖4 管柱支架加強(qiáng)筋

圖5 前圍上邊梁

3 轉(zhuǎn)向管柱模態(tài)分析確認(rèn)

根據(jù)三個(gè)加強(qiáng)方案，做出數(shù)據(jù)，導(dǎo)入Anysys進(jìn)行CAE分析，根據(jù)分析結(jié)果，得到方向管柱模態(tài)如下表。

表1

4 結(jié)論

應(yīng)用文中論述的模態(tài)提升的設(shè)計(jì)方法，輔以CAE分析對(duì)某車型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模態(tài)設(shè)計(jì)模擬和優(yōu)化，找出最優(yōu)方案，最終轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型模態(tài)超過(guò)企業(yè)性能目標(biāo)要求，為后期實(shí)車驗(yàn)證提供了有利的前期保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄧曉紅,付勇智. 汽車方向盤(pán)怠速共振的模態(tài)優(yōu)化及分析[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014,24:97.

[2] 潘威,畢錦煙,許翔,等乘用車怠速方向盤(pán)振動(dòng)優(yōu)化[J].噪聲與振動(dòng)控制,2014,36(6);61-64.

[3] 田德旺.汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)避免怠速共振的模態(tài)優(yōu)化方法.