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乘用车方向盘加速抖动优化
严小俊曹诚赵要珍李达(上海大众汽车有限公司,上海201805)
摘要】针对某轿车加速过程中方向盘出现明显抖动,从激励源、传递路径及响应端分析了引起方向盘
抖动的原因并提出对应的优化措施。实施优化措施后,方向盘的抖动明显降低,提高了整车舒适性。
Abstract] According to the steering wheel vibration of one vehicle is significant high during
acceleration condition, the causes of the steering wheel vibration is analyzed; the corresponding im-
proved countermeasures are provided from the excitation source, transfer path and response. After im-
plementation of improved countermeasures, the steering wheel vibration is obviously reduced and the
vehicle comfort is improved
【关键词)】方向盘汽车加速抖动优化整车舒适性
doi:10.3969/jiss.1007-4554.2015.12.13
」?
题描述
随着汽车的普及,人们对汽车舒适性的需求
针对某轿车不同配置的车型在加速行驶时方
不断提高,抖动作为NVH的关键性能指标,尤其向盘抖动大的问题,先在一台抱怨车上进行测试,
受到关注。结合中国的道路状况及驾驶习惯,发通过得到方向盘振动加速度定量评价方向盘的抖
动机在低转速状态下的运行时间较长,所以低转动情况。
速下方向盘的抖动对驾驶的影响很大。
试验时,在方向盘轮缘上方正中用扎带固定
近年来,国内外学者对方向盘抖动的各种原一个3方向振动加速度传感器,如图1所示
因进行了研究,文献[1]研究了轮胎动不平衡及转
以方向盘为局部坐标系,传感器X方向为垂
向器模态对方向盘抖动的影响,文献[2]研究了轮直于方向盘平面指向驾驶员,Z方向为在方向盘
胎的非均匀性、气压对方向盘抖动的影响。
平面内沿方向盘中心线指向上方,由于Y方向的
本文对抱怨车型方向盘抖动的机理进行了分振动小,未被抱怨,不需要采集数据,同时采集发
析,并从激励源、传递路径及响应寻求改进措施,动机的转速信号,测试得到方向盘振动加速度随
发现了3种可实施的优化措施。整车验证的结果转速变化的曲线图。
表明,3种措施均能降低方向盘的抖动。实际生产
测得的振动加速度按照GB/T14790.1-2009
时可以从生产周期和成本的角度综合考虑,灵活《机械振动:人体暴露于手传振动的测量与评价》
采用优化措施。
的方法进行计算的计权加速度值为0.63g。因至
收稿日期:2015-10-16
上海汽车2015.12
X方向
方向
酗做举
做下
0105011s01250135001050115012501356
发动机转速/(rmi
发动机转速/(rmin
图1加速度传感器布置
今没有一个评价方向盘振动的具体标准,只通过
图2振动加速度随转速变化图
人为的主观评价来判断。为了便于在处理问题的
过程中有参考标准,组织相关专家进行了多次主
观评价并结合客观测量的数据得出:方向盘X和
X方向
2方向
Z方向的振动计权加速度在0.2g以下时为可接
受状态。测试结果明显大于目标值,过大的抖动
将会引起用户的抱怨。
手督
2原因分析
樂2
蟮2
从图2的测试数据可以看出,发动机的振动
0501001502002503000
100150200250300
幅值在1200r/min左右达到最大,也就是振动能
频率/Hz
频率/Hz
量集中在1200r/min附近,将此附近50转的数据
截取出来进行FT变换,得到振动加速度的频域
图3振动加速频域特性
特性,如图3所示。
从图3可以看出,X方向在41Hz附近,方向
一致
盘的振动加速度最大,Z方向在39Hz附近,方向
盘的振动加速度最大。
3优化措施
抱怨车为四缸发动机,发动机激励的主要阶
次为2阶,因此发动机的激励频率f可表示为
针对以上分析,可从激励源、传递路径及响应
f=2n/60
(1)寻求改进措施。在激励源处,通过减小曲轴的动
式中:n为发动机转速,当发动机转速在加速过程不平衡量来减小发动机本身的激励,还可以通过
中达到1170r/min和1230r/min时,激励频率分优化变速器的换档点来减小发动机达到共振转速
别为39Hz和41Hz。
时的激励。在传递路径上,经测量3个悬置的隔
通过锤击法获得方向盘在X和Z方向的固有振率均已满足20dB的隔振率要求,在传递路径上
频率分别为41Hz和39Hz,在1200r/min附近,不做进一步优化;在响应处可以通过增加方向盘
激励力的频率和方向盘的固有频率耦合,方向盘动力吸振器吸收方向盘的振动。
的振动加速度达到最大,这和频域分析的结某3,1优化曲轴动不平衡量
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