郝志誠

廣州廣電計(jì)量檢測(cè)股份有限公司長(zhǎng)春分公司 吉林長(zhǎng)春 130000

汽車的行駛平順性是指汽車在一定的速度范圍內(nèi)行駛時(shí)，能夠保證駕駛員與乘客不會(huì)因汽車在行駛過程中所產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊，而引起不舒服、疲勞的感覺，以及保持運(yùn)送貨物完整無損的性能。來自汽車自身的振動(dòng)，會(huì)直接影響汽車的運(yùn)輸速度，降低運(yùn)輸效率，其次，隨著振動(dòng)而產(chǎn)生的動(dòng)載荷，也會(huì)在一定程度上加速對(duì)汽車零部件的磨損，甚至降低整車的使用壽命，影響了駕駛的舒適性。

1 現(xiàn)場(chǎng)分析

對(duì)異常傳出位置進(jìn)行判定，主要是從變速箱后第一節(jié)傳動(dòng)軸中發(fā)生異常聲響，對(duì)換擋加速轉(zhuǎn)速進(jìn)行分析。結(jié)合故障發(fā)生具體現(xiàn)象，相關(guān)技術(shù)人員要選取故障排除措施，但是此類故障未能全面消除。技術(shù)人員要對(duì)傳動(dòng)軸動(dòng)平衡進(jìn)行分析，對(duì)動(dòng)齒輪間隙進(jìn)行探查，及時(shí)更換加強(qiáng)版?zhèn)鲃?dòng)軸，相同車型傳動(dòng)軸之間能相互交換，選取相應(yīng)材料對(duì)傳統(tǒng)軸進(jìn)行包裹，在傳動(dòng)軸中要添加相應(yīng)的填充材料。針對(duì)故障采取排除控制措施之后，要對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)采取專項(xiàng)測(cè)試檢驗(yàn)，對(duì)噪聲信號(hào)、轉(zhuǎn)速變動(dòng)波動(dòng)信號(hào)等進(jìn)行分析。通過試驗(yàn)初步判定產(chǎn)生異響主要問題是傳統(tǒng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)共振[1]。

2 模態(tài)分析

載貨車高壓管路是連接氣瓶到減壓器之間的供氣管路。本文所述型號(hào)載貨車，其氣瓶組位于載貨車后車門（下客門）上方車頂處，管路為壁厚1mm、外徑為8mm的不銹鋼管，該鋼管泊松比為0.29，彈性模量為19.3GPa，密度為8030kg/m3。管路實(shí)際走向從氣瓶組的管路匯合處開始，平行于車頂向后布置到后車門前框，然后垂直向下直達(dá)車底板平面下方，再沿車底板梁框架到達(dá)減壓器，管路總長(zhǎng)10.9m，沿實(shí)際走向從氣瓶組到減壓閥共轉(zhuǎn)彎10次，分為11個(gè)小段。構(gòu)建有限元三維模型時(shí)，為便于計(jì)算和收斂，需將供氣系統(tǒng)上的部分零部件的安裝特點(diǎn)及布局進(jìn)行簡(jiǎn)化處理。其中，從力學(xué)特征上看，可將氣門閥、三通閥、過流保護(hù)閥以及減壓器處理成個(gè)固定約束，可等同于固定供氣管路的作用。該CNG載貨車沿高壓供氣管路布置了13個(gè)“U”形固定管夾，通過螺栓將高壓管路固定在底盤上，約束強(qiáng)度足夠，在建模時(shí)，可將這13個(gè)固定管夾處理成貼合在高壓供氣管路上的光滑圓柱體，該圓柱體質(zhì)量和尺寸等效于原“U”形管夾。管路有限元模型中的走向、長(zhǎng)度均按以上實(shí)際布局建立，各固定點(diǎn)處約束的邊界條件設(shè)置為全自由度的固定約束。論文所研究的CNG載貨車采用了六缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速及怠速分別為2200r/min、600r/min，根據(jù)汽車?yán)碚撚?jì)算可得，該發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)頻率范圍為30-110Hz，這也是文章重點(diǎn)分析的頻率范圍。模態(tài)分析旨在為系統(tǒng)的振動(dòng)特性及動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。論文所關(guān)注的是管路安裝在汽車上的預(yù)應(yīng)力條件下低階模態(tài)頻率和振型，因此，對(duì)管路有限元模型設(shè)定為工作環(huán)境下的全自由度的固定約束[2]。

3 計(jì)算工況

當(dāng)前對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行有效匹配能對(duì)共振問題進(jìn)行有效控制，對(duì)過去傳動(dòng)系統(tǒng)模態(tài)進(jìn)行全面優(yōu)化，能對(duì)扭轉(zhuǎn)共振進(jìn)行控制，降低各項(xiàng)影響。結(jié)合問題發(fā)生具體現(xiàn)象，可以在5擋基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，將不同變量都設(shè)為1，確定相對(duì)取值范圍。對(duì)表1相關(guān)數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng)前為了保障傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)固有頻率能有效控制，可以應(yīng)用調(diào)節(jié)離合器扭轉(zhuǎn)減震器剛度措施。還能應(yīng)用擴(kuò)大動(dòng)盤慣量、變速器輸出軸總成慣量，對(duì)左右半軸基本剛度進(jìn)行控制。在離合器基本扭轉(zhuǎn)減震器剛度保持不變狀態(tài)下，可以結(jié)合變量趨勢(shì)對(duì)靈敏度進(jìn)行分析，獲取系統(tǒng)基本頻率。將低離合器扭轉(zhuǎn)減振器剛度進(jìn)行適度控制，能獲取系統(tǒng)基本固化頻率。

4 改進(jìn)方案

在管路所承受的內(nèi)外部振動(dòng)激勵(lì)無法改變的條件下，為了避免其疲勞損壞，增強(qiáng)管路的使用穩(wěn)定性，改善NVH性能，可通過研究管路的約束、結(jié)構(gòu)（內(nèi)徑、壁厚、走向）的變化對(duì)固有頻率的影響規(guī)律，從而得到一個(gè)合適的改進(jìn)方案。對(duì)于高壓管路來說，管道內(nèi)徑會(huì)直接影響到供氣流場(chǎng)，管路走向受整車實(shí)際結(jié)構(gòu)約束，可調(diào)性很小，管路壁厚的調(diào)整涉及到整個(gè)管路的更換及其與車身的再次匹配。根據(jù)高壓管路模態(tài)分析結(jié)果可知，原管路系統(tǒng)的約束點(diǎn)位置與模態(tài)振型的節(jié)點(diǎn)位置存在較大差異，布局不夠合理?；谝陨戏治?，兼顧到優(yōu)化方案的經(jīng)濟(jì)性、可行性原則，以管路約束點(diǎn)位置作為研究對(duì)象，研究其優(yōu)化方案[3]。

從發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線中能獲取相關(guān)信息，在保持穩(wěn)定加速以及長(zhǎng)時(shí)期勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)基本輸出扭矩不會(huì)超出規(guī)定范圍值，所以對(duì)后續(xù)沖擊工況能起到重要的保護(hù)作用?？偠灾?，將離合器進(jìn)行全面優(yōu)化設(shè)計(jì)之后，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)進(jìn)行分析，在全新的離合器方案中能有效降低傳動(dòng)系統(tǒng)基本共振頻率，怠速模態(tài)以及主減振模態(tài)處于相應(yīng)運(yùn)行狀態(tài)中，全新的扭轉(zhuǎn)減振性能設(shè)計(jì)更加科學(xué)化。最后要對(duì)之前存在傳動(dòng)系統(tǒng)異響的樣車進(jìn)行改造，然后添加相應(yīng)離合器，對(duì)不同工況進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)比不同測(cè)量時(shí)期傳動(dòng)軸噪聲基本變化情況，整合變化趨勢(shì)以及相關(guān)數(shù)據(jù)。在汽車5擋加速工況中，當(dāng)傳動(dòng)軸產(chǎn)生異常聲響問題之后，對(duì)離合器進(jìn)行改進(jìn)，能促使傳動(dòng)軸的噪聲逐步降低，整輛車經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行無任何異響問題。

5 結(jié)語

制定對(duì)應(yīng)的改進(jìn)措施，對(duì)轉(zhuǎn)速系統(tǒng)整體模態(tài)深入分析，對(duì)變速器不同檔位變化情況進(jìn)行探究，使得離合器扭轉(zhuǎn)剛度設(shè)計(jì)更加規(guī)范，相關(guān)人員要對(duì)剛度進(jìn)行記錄，對(duì)不同模態(tài)頻率變化情況進(jìn)行分析。對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)異響問題進(jìn)行優(yōu)化，采取具體應(yīng)對(duì)試驗(yàn)，整合噪聲變化情況，使得各項(xiàng)問題能有效解決。