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    基于優(yōu)化設(shè)計提高方向盤怠速振動性能

    2016-09-23 17:22:56趙娥張學軍
    科技與創(chuàng)新 2016年16期
    關(guān)鍵詞:卡車

    趙娥 張學軍

    摘 要:振動性能是判斷卡車舒適性的主要指標之一。在怠速工況下,方向盤的振動情況是反應(yīng)卡車振動的主要指標。通過懸置系統(tǒng)的模態(tài)能量分布的優(yōu)化設(shè)計可以提高卡車方向盤怠速振動性能。試驗結(jié)果證明,此方法是可行、有效的。

    關(guān)鍵詞:卡車;懸置系統(tǒng);模態(tài)能量分布;方向盤振動

    中圖分類號:U463.46 文獻標識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.107

    隨著人們生活水平的提高,用戶對卡車舒適性的要求也越來越高,而振動情況是評價卡車舒適性的主要指標之一??ㄜ嚨∷俟r下的方向盤振動是用戶能夠感覺到振動的主要部位。因此,在怠速工況下,方向盤的振動情況直接決定了一輛車的性能,直接影響著這款車型的銷量。而怠速工況下的方向盤振動主要是由發(fā)動機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的,它是通過懸置系統(tǒng),經(jīng)車架、駕駛室、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳遞過來的。所以,可以通過優(yōu)化設(shè)計動力總成懸置提高卡車怠速方向盤的振動性能。本文擬通過對動力總成懸置系統(tǒng)模態(tài)能量解耦優(yōu)化設(shè)計提高卡車怠速方向盤的振動性能。

    1 模態(tài)能量解耦優(yōu)化設(shè)計方法

    1.1 模態(tài)能量解耦

    假設(shè)懸置剛度為線性,同時,擺動是小幅度的,不考慮阻尼。懸置系統(tǒng)自由振動方程為:

    1.2 模態(tài)能量解耦優(yōu)化設(shè)計

    懸置系統(tǒng)優(yōu)化就是通過設(shè)計懸置的剛度和安裝點位、角度,使懸置系統(tǒng)的能量分布表上對角線能量分布占優(yōu)。懸置優(yōu)化流程如圖1所示。

    2 某車型動力總成懸置優(yōu)化設(shè)計

    對于某車型的動力總成懸置系統(tǒng)模態(tài)能量分布優(yōu)化設(shè)計,動力總成轉(zhuǎn)動慣量參數(shù)如表1所示。

    在優(yōu)化前,前懸壓縮剛度為650 N/mm,后懸置壓縮剛度為860 N/mm;懸置布置形式為前45°斜置,后45°斜置。優(yōu)化前能量分布如表2所示。

    優(yōu)化后,前懸壓縮剛度為450 N/mm,后懸置壓縮剛度為450 N/mm;懸置布置形式為前45°斜置,后采用平置布置。優(yōu)化后能量分布如表3所示。

    由表2(優(yōu)化前)和表3(優(yōu)化后)可知,通過能量分布優(yōu)化設(shè)計,Z向的頻率從8.5 Hz降到了7.3 Hz,解率從81.9%提高到了84.8%;Rx的頻率從26 Hz降低到了15.8 Hz。通過優(yōu)化設(shè)計,極大地提高了能量的解耦率,提高了頻率分布的合理性。

    3 試驗驗證

    對于同一樣車,針對優(yōu)化前后的不同懸置點位、剛度和角度進行懸置調(diào)整。測試優(yōu)化前后狀態(tài)的懸置系統(tǒng)怠速隔振率和方向盤怠速振動情況。

    優(yōu)化前后懸置系統(tǒng)怠速隔振率如表4所示。

    從表4和表5中可以看出,經(jīng)過模態(tài)能量分布優(yōu)化設(shè)計,解耦率提高了4.9%,方向盤振動提高了82.1%.

    4 結(jié)論

    通過模態(tài)能量解耦優(yōu)化設(shè)計,提高了懸置剛體模態(tài)頻率分布的合理性,進一步提升了懸置系統(tǒng)的隔振,有效減小了方向盤的振動。這說明,采用基于模態(tài)能量分布的優(yōu)化設(shè)計改善懸置系統(tǒng)的隔振性能,提高怠速方向盤振動的方法是可行的。

    參考文獻

    [1]楊亮,吳行讓,張碩,等.汽車怠速方向盤振動控制研究[J].噪聲與振動控制,2011,31(5).

    [2]龐劍,諶剛,何華.汽車噪聲與振動——理論與應(yīng)用[M].北京:北京理工大學出版社,2006.

    [3]閻紅玉,徐石安.發(fā)動機—懸置系統(tǒng)的能量法解耦及優(yōu)化設(shè)計[J].汽車工程,1993(06).

    [4]靳曉雄,張立軍,江浩.汽車振動分析[M].上海:同濟大學出版社,2003.

    [5]戶原春彥.防振橡膠及其應(yīng)用[M].牟傳文,譯.北京:中國鐵道出版社,1982.

    [6]上官文斌,蔣學鋒.發(fā)動機懸置系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計[J].汽車工程,1992(14).

    〔編輯:白潔〕

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