劉 誠

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及顧客意識的不斷提高，汽車NVH性能越來越受顧客和汽車廠商的關(guān)注。某輕型卡車在原地升速過程中出現(xiàn)了異常振動的現(xiàn)象，本文采用LMS公司的測試系統(tǒng)對整車進(jìn)行了振動測試，通過分析座椅等處的振動數(shù)據(jù)，并對振動在傳遞路徑過程中的能量變化進(jìn)行了比較，制定了可行的整改措施，有效了解決了駕駛室的異常振動。

1 現(xiàn)狀描述

該車原地升速工況發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在 1500rpm～1900rpm區(qū)域座椅處感覺有明顯振動，其中1700rpm附近的振動感覺最明顯，我們利用LMS Test.Lab對整車進(jìn)行了振動測試。

圖1 原狀態(tài)座椅處振動加速度曲線圖

座椅在1726rpm時(shí)的Z向振動較大，振動的主要能量來自 11.17Hz,峰值為 0.05g,且此頻率下的振動大于發(fā)動機(jī)二階激振（57.20Hz）引起的振動峰值（0.02g）。此振動較大的原因可能是發(fā)動機(jī)在此頻率下的振動較大或者在傳遞過程中進(jìn)行了放大。

2 原因分析

從下圖分析可以看出，駕駛室的振動來源于發(fā)動機(jī)的振動，通過發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)、駕駛室懸置系統(tǒng)傳遞到駕駛室，駕駛室低頻異常振動有三個可能的原因：

1）發(fā)動機(jī)自身低頻振動異常；

2）發(fā)動機(jī)懸置對發(fā)動機(jī)低頻振動沒有起到很好衰減作用；

3）駕駛室懸置對發(fā)動機(jī)低頻振動沒有起到很好衰減作用。

圖2 駕駛室振動機(jī)理圖

3 原因查找

根據(jù)駕駛室振動機(jī)理分析，我們對整車進(jìn)行了駕駛室振動傳遞路徑分析。

3.1 駕駛室懸置前后振動數(shù)據(jù)分析

駕駛室左后懸置隔振后：在1726rpm時(shí)駕駛室懸置傳遞到駕駛室本體的11Hz下的Z向振動為0.03g（發(fā)動機(jī)二階激振（57.4Hz）引起的振動為0.05Hz），而1726rpm時(shí)座椅在11Hz時(shí)的Z向振動為0.05g,說明從駕駛室懸置后到座椅的傳遞過程中11Hz振動被放大。

圖3 原狀態(tài)駕駛室左后懸置后振動加速度曲線圖

駕駛室左后懸置隔振前：1726rpm時(shí)11Hz下的Z向振動為0.011g（發(fā)動機(jī)二階激振（57.4Hz）引起的振動為0.07Hz），駕駛室懸置隔振前后從0.011g到0.03g，在此轉(zhuǎn)速下駕駛室懸置對11Hz下的振動進(jìn)行了放大。

圖4 原狀態(tài)駕駛室左后懸置前振動加速度曲線圖

3.2 發(fā)動機(jī)懸置前后振動數(shù)據(jù)分析

左后懸置隔振后數(shù)據(jù)：1726rpm時(shí)，11Hz下的Z向振動為0.007g，發(fā)動機(jī)二階激振頻率57.4Hz下的Z向振動峰值為0.07g。在此轉(zhuǎn)速下，11Hz的振動相對于發(fā)動機(jī)二階激振（57.4Hz）引起的振動很小。

圖5 原狀態(tài)發(fā)動機(jī)左后懸置后振動加速度曲線圖

左后懸置隔振前數(shù)據(jù)：1726rpm時(shí)，11Hz下有Z向振動峰值為0.022g，而發(fā)動機(jī)二階激振頻率（57.4Hz）下的Z向振動峰值則為0.56g。11Hz下的振動相對于發(fā)動機(jī)二階激振57Hz引起的振動很小，說明發(fā)動機(jī)振動較正常，同時(shí)發(fā)動機(jī)懸置有效隔離了發(fā)動機(jī)的二階振動（從0.54g到0.07g，隔振率87%），但發(fā)動機(jī)懸置對11Hz振動（從0.022g到0.007g，隔振率70%）隔振效果有待改善。

圖6 原狀態(tài)發(fā)動機(jī)左后懸置前振動加速度曲線圖

3.3 小結(jié)

通過以上振動測試及分析，可得出如下結(jié)論：

1）駕駛室的異常振動來自發(fā)動機(jī)在11Hz時(shí)的振動峰值，此發(fā)動機(jī)振動相對于發(fā)動機(jī)二階振動很小，發(fā)動機(jī)振動較為正常；

2）從發(fā)動機(jī)懸置、車架、駕駛室懸置等到駕駛室并到座椅的振動傳遞過程中，發(fā)動機(jī)懸置起到了衰減11Hz振動的作用，而駕駛室懸置對11Hz振動進(jìn)行了一定的放大作用；

3）為減小傳遞到駕駛室處的11Hz振動，考慮到可行性，可以先從發(fā)動機(jī)懸置和駕駛室懸置入手。發(fā)動機(jī)懸置受限于橡膠懸置的特性，考慮調(diào)整橡膠懸置剛度來改善下低頻的隔振效果。駕駛室懸置可以通過更改為液壓懸置來增加低頻阻尼，并適當(dāng)降低剛度。

4 問題整改

為了分別驗(yàn)證駕駛室懸置及發(fā)動機(jī)懸置改變后的影響，對策實(shí)施分兩步方案進(jìn)行：

a）發(fā)動機(jī)懸置保持不變，駕駛室懸置由橡膠軟墊更改為液壓軟墊，軟墊剛度減?。?/p>

b）駕駛室懸置發(fā)動機(jī)懸置保持不變，發(fā)動機(jī)前后懸置軟墊剛度減小。

4.1 方案a結(jié)果

1724rpm附近時(shí)存在振動峰值，振動的能量依然來自11.1Hz,Z向振動峰值為0.042g。與原狀態(tài)測試結(jié)果（0.054g）相差不大，駕駛室主觀感覺振動依然明顯，異常振動區(qū)域還在1500rpm到1900rpm之間。

圖7 方案a座椅處振動加速度曲線圖

4.2 方案b結(jié)果

1726rpm數(shù)據(jù)：10.9Hz處有Z向振動峰值，但峰值已經(jīng)下降到到0.004g，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原始狀態(tài)下的0.054g,同時(shí)通過主觀感覺已經(jīng)感受不到此轉(zhuǎn)速下的異常振動。

圖8 方案b座椅處振動加速度曲線圖

4.3 整改效果總結(jié)

表1

采用減小發(fā)動機(jī)懸置軟墊剛度的方法可以有效降低駕駛室異常振動的問題。

5 結(jié)論

本文以解決某輕型卡車駕駛室異常振動故障為切入點(diǎn)，通過駕駛室的振動原理分析及試驗(yàn)分析，得到了駕駛室異常振動的原因，并制定了對應(yīng)的整改驗(yàn)證方案。通過優(yōu)化駕駛室懸置及發(fā)動機(jī)懸置，最終達(dá)到消除駕駛室異常振動的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 余志生.汽車?yán)碚?第五版,機(jī)械工業(yè)出版社, 2011年1月.

[2] 王望予.汽車設(shè)計(jì)（第4版）,機(jī)械工業(yè)出版社, 2011年6月.

[3] 龐劍.汽車噪聲與振動:理論與應(yīng)用,北京理工大學(xué)出版社, 2006年6月.

[4] 胡海巖,機(jī)械振動基礎(chǔ),北京航空航天大學(xué)出版社, 2010年7月.