商用车方向盘怠速抖动优化与验证.pdf

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1、汽车制造技术现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2015年第9期商用车方向盘怠速抖动优化与验证王根1，林建平1，戴进成2，徐伟2，戴云2(1同济大学机械与能源工程学院，上海201804；2南京依维柯汽车有限公司，南京210028)摘要：针对某商用车在发动机怠速时方向盘抖动的问题，利用LMS测试与分析系统对其进行了测试分析，发现转向系统的固有频率和发动机二阶激励频率耦合是其抖动的原因。为抑制方向盘的抖动，对方向盘进行了轻量化设计，同时对仪表台横梁局部增厚，以提高转向系统固有频率使其与发动机怠速激励频率错开来避免共振。最后使

2、用非线性有限元方法对优化后的结构进行了强度校核，并通过试验验证了优化方案的有效性。关键词：方向盘；怠速抖动；优化设计中图分类号：THl22文献标志码：B文章编号：1671---3133(2015)09--0060--04Optimizationandverificationofacommercialcar’SsteeringwheelshakingatidlespeedWangGenl，LinJianpin91，DaiJinchen92，XuWei2，DaiYun2(1MechanicalandEnergyEngineeringCollege，TongjiU

3、niversity，Shanghai201804，China；2NanjingIVECOMotorsCo．Ltd．，Nanjing210028，China)Abstract：Aimedattheproblemofacommercialcal"’ssteeringwheelshakingatidlespeed．tllecauseofshakingwasfoundoutwiththehelpofLMStestingandanalyzingsystem。thetestresultshowedthatitisthesteeringsystem’snaturalfre

4、quency，whichisclosetotheengine’8secondorderexcitationfrequencythatcausesresonance．Tocontrolthesteeringwheelshaking，lightweightdesignofsteeringwheelandthickeningsomepactofmotormeterbeamweretaken，whichimprovedthesteeringsystem’Snaturalfrequencymakingitstaggeringtheellgine’sidleordere

5、xcitationfrequencytoavoidresonance．Besides，nonlinearfiniteelementmethodwasusedtocheckthestrengthoftheoptimizedstructure，andtheeffectivenessandrationalityoftheoptimizationwereverifiedthroughtests．Keywords：steeringwheel；idleshaking；optimaldesign0引言振动和噪声是影响汽车乘坐舒适性的两个关键因素，而振动是产生噪声的根源之一

6、，振动大的车辆往往噪声也大，因此解决汽车振动问题对于提高汽车乘坐舒适性尤为重要。汽车发动机怠速时，方向盘抖动会给驾驶员带来较大麻烦，尤其是在城市道路行车时经常遇到红绿灯，需要经常地停车、开车，使得驾驶员的手臂有麻木感，影响驾驶员的驾驶心情和情绪‘1

7、。方向盘振动由激励源和传递路径综合作用产生，激励源产生的振动是通过车身传递到方向盘上的，当激励源的频率与转向系统的固有频率相等或相近时，方向盘将会发生较大的振动，也称为抖动。由于方向盘是驾驶员直接接触的部位，因此方向盘的抖动对驾60驶的安全性和舒适性有很大影响旧引。本文针对某商用车在发动机怠速运转时方向盘剧烈抖动

8、的问题，通过试验方法找出了其原因，据此提出了优化方案，并对优化后的结构进行了强度校核和试验验证，有效地抑制了方向盘怠速抖动现象。1方向盘抖动原因分析LMS测试与分析系统是一整套的振动噪声试验解决方案H】。可以采用时域分析和频域分析的方法来对试验数据进行处理。时域分析主要考察方向盘发生抖动以及抖动幅值在整个试验过程中的变化情况；频域分析则采用阶次分析的方法。通过傅里叶变换得到反映振动特征的三维谱阵，为分析振动发生的原因提供依据【5J。在某国产轻型客车的开发过程中，当发动机怠速王根，等：商用车方向盘怠速抖动优化与验证2015年第9期运转时，发现方向盘抖动剧烈，手

9、感发麻，甚至出现重影，严重影响了驾驶员的驾驶舒适性。