陸曙光

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皮卡高速行駛方向盤抖動(dòng)問題的處理

陸曙光

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

方向盤作為影響整車安全性、舒適性的重要因素，其狀態(tài)直接影響著整車的駕乘體驗(yàn)。文章說明了某款皮卡車型高速行駛過程中抖動(dòng)問題的處理過程：從激勵(lì)源、傳遞路徑和響應(yīng)的角度對該問題進(jìn)行分析排查，最終解決抖動(dòng)問題。

抖動(dòng)；激勵(lì)源；傳遞路徑；方向盤

1 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，用戶對汽車產(chǎn)品的安全及舒適性要求越來越高。方向盤作為整車安全及舒適性體現(xiàn)的重要零部件，其NVH性能嚴(yán)重影響著整車的駕乘體驗(yàn)。某公司生產(chǎn)的某款皮卡車型產(chǎn)品接市場反饋，當(dāng)車速在80km/h以上時(shí)，開始出現(xiàn)方向盤抖動(dòng)，且當(dāng)車速達(dá)到110km/h左右時(shí)方向盤抖動(dòng)達(dá)到峰值，客戶對此抱怨極大。

2 故障排查

振動(dòng)通常是由激勵(lì)源經(jīng)傳遞路徑放大后產(chǎn)生的。因此，本次從激勵(lì)源、傳遞路徑和響應(yīng)（方向盤）的關(guān)系建立排查方案。

2.1 測試點(diǎn)設(shè)立

問題反饋點(diǎn)為方向盤，因此需優(yōu)先對方向盤進(jìn)行模態(tài)測試，確認(rèn)是否為單件問題；如無問題則對激勵(lì)源及傳遞路徑進(jìn)行測試分析。

2.2 測試方案

由于市場反饋該車型方向盤在110km/h時(shí)抖動(dòng)達(dá)到峰值，故優(yōu)先對該車速下的方向盤及疑似激勵(lì)源（發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎）進(jìn)行測試。

3 測試數(shù)據(jù)及結(jié)果分析

3.1 方向盤測試數(shù)據(jù)分析

對抖動(dòng)車輛測試，發(fā)現(xiàn)在110km/h時(shí)，皮卡方向盤Y向振動(dòng)在13Hz附近存在明顯峰值，X與Z向無此問題。測得此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)二階激勵(lì)頻率在25Hz以上，因此排除發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)引起；同時(shí)，通過計(jì)算可知，該車型輪胎半徑為0.364m，車速在110km/h時(shí)，輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為13.36Hz，此與方向盤振動(dòng)頻率一致。因此，初步確定方向盤抖動(dòng)由路面激勵(lì)所引起。

3.2 TPA傳遞路徑分析

為了進(jìn)一步分析引起方向盤抖動(dòng)的原因，包括激勵(lì)源、傳遞路徑、響應(yīng)等，對方向盤及其傳遞路徑進(jìn)行以下測試：方向盤模態(tài)測試；軸頭-方向盤VTF測試；前輪簧下偏頻測試；方向盤抖動(dòng)主要路徑測試。

3.2.1進(jìn)行方向盤模態(tài)測試

從結(jié)果可知方向盤模態(tài)在39Hz左右，方向盤自身模態(tài)在13HZ左右無對應(yīng)峰值，排除方向盤抖動(dòng)是由自身模態(tài)被激發(fā)而引起。

3.2.2進(jìn)行傳遞路徑測試

進(jìn)行車輪軸頭→方向盤的傳遞路徑振動(dòng)傳遞函數(shù)測試：結(jié)果顯示軸頭→方向盤傳遞路徑在13Hz左右無對應(yīng)峰值；進(jìn)行簧下偏頻測試：從結(jié)果可知該皮卡前輪簧下偏頻在13.5Hz左右，與方向盤抖動(dòng)頻率對應(yīng)；進(jìn)行轉(zhuǎn)向系統(tǒng)ODS測試：可以看出，方向盤抖動(dòng)來源于軸頭異相位激勵(lì)。

圖1 振動(dòng)測試點(diǎn)

表1

進(jìn)行傳遞路徑測試：在車身、底盤、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等位置布置傳感器（圖1）測試振動(dòng)，并對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，處理（見表1）可知：車身及底盤測點(diǎn)在抖動(dòng)頻率無明顯振動(dòng)峰值，排除皮卡抖動(dòng)是由車身路徑引起，確定傳遞路徑為：軸頭→轉(zhuǎn)向拉桿→轉(zhuǎn)向器→轉(zhuǎn)向管柱→方向盤。

表2

3.3 關(guān)鍵部件FTA分析

在確定方向盤抖動(dòng)的激勵(lì)源與傳遞路徑后，需要進(jìn)一步確認(rèn)傳遞路徑上的薄弱點(diǎn)，以鎖定關(guān)鍵因素進(jìn)行整改。因此將皮卡與無問題樣車傳遞路徑上的部件進(jìn)行對調(diào)后進(jìn)行測試，并對結(jié)果分析可知：該皮卡方向抖動(dòng)原因?yàn)椋狠喬タ偝傻膭?dòng)不平衡激勵(lì)與簧下偏頻對耦合，導(dǎo)致軸頭端振動(dòng)過大，從而引起轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在Y向的強(qiáng)迫振動(dòng)。

3.4 分析結(jié)果再驗(yàn)證

在針對問題點(diǎn)：①制動(dòng)盤定位只通過止口定位，這種定位方式容易造成偏心安裝、定位不準(zhǔn)確，影響車輪總成的動(dòng)平衡；②皮卡車輪輪胎的徑向力波動(dòng)、橫向力波動(dòng)太大。進(jìn)行整改，并在整改措施落實(shí)后，對問題車型進(jìn)行復(fù)測，測試得整改后皮卡振動(dòng)情況：在車速110km/h，方向盤Y向振動(dòng)＜0.13g；且主觀評價(jià)時(shí)，該皮卡車型在車速80km/h以上方向盤無明顯抖動(dòng)。

4 結(jié)論

抖動(dòng)類問題的排查應(yīng)結(jié)合其具體表現(xiàn)現(xiàn)象優(yōu)先對疑似的產(chǎn)生點(diǎn)進(jìn)行排查。同時(shí)，應(yīng)建立逐級遞進(jìn)式的排查機(jī)制，從激勵(lì)源到響應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行總體排查，最終發(fā)現(xiàn)問題點(diǎn)，解決問題。

[1] 黃麗那.暖通箱異響噪聲的診斷與研究.[J],汽車實(shí)用技術(shù),2018,(2), 79-81

[2] 龔將偉.某皮卡整車異響排查分析與整改.[J],汽車零部件,2016,(6), 70-73.

[3] 吳兆亮.某輕型卡車傳動(dòng)軸異響的問題處理.[J],汽車實(shí)用技術(shù), 2017,(13),135-136.

Disposal of steering wheel shimmy in pickup truck driving at high speed

Lu Shuguang

（Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd.. Technology Center, Anhui Hefei 230601）

Steering wheel is an important factor affecting the safety and comfort of the whole vehicle, and its state directly affects the driving experience of the whole vehicle. This paper describes the handling process of the shimmy problem of a pickup truck during high-speed driving: from the perspective of excitation source, transmission path and response, the problem is analyzed and checked, and finally the problem of jitter is solved.

Shake; Incentive source; Transfer path; Steering wheel

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1671-7988(2018)24-95-02

U471.3

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1671-7988(2018)24-95-02

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陸曙光，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.24.033