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汽车路面接缝引起的车体振动分析

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:汽车经过铺装路上的接缝、洼沟、龟裂等路面上的单一凸起时,路面带给汽车的过渡冲击能引起车体的振动。图8-57 分析模型图8-58、图8-59是以后轮越过路面接缝时的车体振动响应幅值为横坐标,以弹簧刚度比为纵坐标,以减振器的减衰力比为等高线的方式记录的结果。以上是当车辆越过凸起或路面接缝时的车架及驾驶室振动特性的讨论。当车辆在高速公路上连续通过路面的接缝时,由于路面的激励,引起动力总成的振动,并传递到车身引起车体的振动。

汽车路面接缝引起的车体振动分析

汽车经过铺装路上的接缝、洼沟、龟裂等路面上的单一凸起时,路面带给汽车的过渡冲击能引起车体的振动。另外,当前、后轮连续经过这些凸起时,由于轴距而使乘坐舒适性也有很大的区别。也就是说,当车轮越过凸起时所发生的车体振动响应幅值及减衰性能,是乘坐舒适性最主要的评价指标。

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图8-55 通过路面接缝时的车体振动

从理论上讲,轮胎越过凸起时,发生以轮胎接地长的一个周期内的空间频率为基本成分的上下方向和前后方向的冲击振动,受轮胎和悬架的振动传递特性的影响引起车体的振动。该激励频率随车速而变化,包含轮胎的共振在内,引起簧下共振,通过悬架传递到车身。根据中型货车的分析结果,10~15Hz的簧下固有振动向车身方向传递,能激起驾驶室的上下方向振动,如图8-55所示。

另外,这是一种冲击激励的振动响应现象,由振动系统的频率响应和减衰系统所决定的共振幅值衰减是设计上的要点。为了抑制簧下共振,通过使用减振器等措施来增加系统的减衰性能,当然,增大簧下固有振动频率,增加簧上振动传递率的方法反而会使驾驶室的振动降低,如图8-56所示。

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图8-56 簧上加速度PSD

悬架系统存在摩擦特性,因此,车辆的振动特性受摩擦性能的影响。对悬架的弹簧刚度及减振器的减衰力的影响加以分析,希望能对底盘悬架的设计有指导作用。

图8-57是以4×2中型货车为研究对象的分析模型。为了确认分析精度,图中所涉及的各项均为实际测试值。

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图8-57 分析模型

图8-58、图8-59是以后轮越过路面接缝时的车体振动响应幅值为横坐标,以弹簧刚度比为纵坐标,以减振器的减衰力比为等高线的方式记录的结果。

①货厢振动。弹簧刚度和减衰力尽量减小。(www.xing528.com)

②驾驶室振动。与货厢振动有相同的倾向,但是其变化程度小。

以上是当车辆越过凸起或路面接缝时的车架及驾驶室振动特性的讨论。还有一个很重要的原因,即发动机的冲击。当车辆在高速公路上连续通过路面的接缝时,由于路面的激励,引起动力总成的振动,并传递到车身引起车体的振动。其主要原因是,动力总成具有上下跳动、俯仰等固有振动模态,如图8-60所示。

为了改善发动机的冲击而增大发动机悬置刚度,会引起怠速时的振动幅度,两者之间是需要协调的关系,如图8-61所示。因此,除了弹簧刚度,安装布置、采用液压悬置等都是很有效的方法。

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图8-58 越过路面接缝时车体振动(一)

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图8-59 越过路面接缝时车体振动(二)

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图8-60 动力总成振动

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图8-61 乘坐舒适性与怠速振动

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