平板对中困难及高速行驶摆振问题的分析

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图1上平板对中困难及高速行驶摆振问题故障树
简易功放0引言
上平板对中困难现象概述特种汽车在上平板时,受限于平板的空间尺寸有限,对中过程中微调方向时,由于转向杆系固有间隙的存在,后桥转向与前两桥转向不协调,造成前转向桥已经回正情况下,后桥仍有小范围转角未回位,从而造成上平板对中困难问题。摆振现象概述摆振是指汽车在平坦路面上以一定的车速下行驶时,所产生的车轮绕主销的持续振动现象。当转向车轮在直线行驶中振摆时,转向轮同步在路面上左右摆动,呈S 型滚动。各轮还有跳动和滚动,使车辆前端左右上下摆晃颠簸。
12号特种汽车行驶系统简介
2号特种汽车是在某定型特种汽车基础上适应性调整而成,为10×10全轮驱动,一、二、四、五桥液压助力机械传动式转向系统,一、二、四、五桥为整体式转向驱动桥,三桥为整体式驱动桥。设计轴距(mm ):(2000±5)+(5300±10)+(1825±5)+(1825±5)。2号、1号特种汽车转向形式均采用机械操纵液压助力的结构。为满足转弯直径不大于30m 和四级公路通过性要求,通过机械杆系优化设计合理设置车轮转角,保证转向过程中,各车轮处于尽量保持纯滚动状态,减少车轮磨损;同时提高机械杆系刚度要求,保证车辆在高速行驶过程中后桥转向轮不发生偏角移动,2号特种汽车采用1、2、4、5桥转向型式。
2故障定位对造成1号、1号特种汽车出现的上平板对中困难及高速行驶摆振问题的可能原因列故障树图如图1所示。
3车轮定位参数不合理
车轮定位参数主要包括车轮外倾角、主销内倾角、主
销后倾角及前束。车辆车轮定位参数对车辆的操纵稳定
性、转向性能、轮胎磨损寿命、悬挂零部件和转向系统零部件受力有重要影响。车辆车桥定位参数左右为对称布置,以保证车辆正常行驶。若左右定位参数不对称,造成转向车轮定位参数异常,从而破
坏了转向轮的稳定效应,引起摆振。同时造成转向车轮轮胎不对称,上平板对中困难。具体如下:①主销后倾角增大,车辆行驶过程中摆振峰值增大,摆振明显;车辆行驶过程中会向后倾角度数小的方向摆动,造成无法对中现象。②主销内倾角增大,车辆行驶过程中摆振峰值减小,摆振趋于减弱;车辆行驶过程中会向内倾角度数大的方向摆动,造成无法对中现象。③车轮外倾角增大,车辆行驶过程中摆振峰值减小,摆振趋于减弱;车辆行驶过程中会向外倾角度数大的方向摆动,造成无法对中现象。④前束值增大,车辆行驶过程中摆振峰值增大,摆振明显;前束值调整不当的情况下,车辆会存在车轮摆动风险,造成无法对中现象。图31/4波长管手工样件布
分析,发现共振的激励源来自于空气泵周期性泵气,共振频率为305Hz ,根据噪声频率特性,通过理论计算设计了1/4波长管,手工制作样件进行测试,共振异响消失明显。最后根据整车进气系统的布置
情况,进行了波长管的3D 设计,并进行了样件制作,装配后测试,同样达到了预期的效果。
参考文献:
[1]刘显臣编著.汽车NVH 综合技术[M].北京:机械工业出版
升华仪社,2014,4.
[2]庞剑,谌刚,何华,编著.汽车噪声与振动:理论与应用[M].北京:北京理工大学出版社,2006,6.
平板对中困难及高速行驶
摆振问题的分析
赵文明;张随军
(泰安航天特种车有限公司,泰安271000)
于超颖
摘要:1号特种汽车试验转场过程中进行铁路运输时,发现特种汽车在铁路平板车上对中就位困难,五桥不对中。鉴于特种汽车
在靶场执行任务,公司对2号特种汽车在304场进行复查,按照模拟平板进行上平板试验,同样存在此问题。同时公司售后服务人员在试验任务途中发现2号特种汽车速度在60km/h 左右直线行驶时,五桥轮胎出现摆振现象。经初步分析,车辆平板对中困难及高速行驶摆振问题是同一原因造成,据此开展解决上平板对中困难及高速行驶摆振问题的分析。
关键词:故障定位;机理分析;措施方案
Internal Combustion Engine &Parts
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4转向车轮不平衡转向车轮不平衡,车轮在垂直平面内上下振动,在水平面内左右摆动。这种振动和摆动除有外力作用的影响,原因是转向车轮本身的不平衡。这种不平衡使车辆前端随车速的提高而加速振摆。
车轮不平衡是因为两前轮轮胎气压不一致,或两只轮胎新旧程度根差较大等。这些轮胎在运行中与车
轮不同心,偏重面随着车轮转速的提高在垂直平面内产生跳动,同时引起水平面内的摆振,两种运动合并就形成了转向车轮摆振。同时车轮不平衡问题造成整车各桥轮胎左右两侧不对称,造成上平板时对中困难。
复查2号特种汽车轮胎受损情况及整车重量分布情况,轮胎未发生严重受损情况,左右两侧轮胎磨损情况基本一致,未出现明显偏差。且复查现场2号、1号特种汽车轮胎气压,均在技术要求0.79±0.03MPa 范围内,满足使用要求。
故此项排除。
5各桥桥荷分布是否合理整车满载后,转向桥如果出现负荷过轻,轮胎与地面附着力减小,转向阻力矩减小,影响转向车轮自动摆正的能力,车辆在高速行驶时,转向桥随外力作用下出现摆振现象。此时,随着车速的提高,转向轮轮胎与地面附着力越来越小,摆振现象愈来愈严重。同时桥荷分布不合理,转向车桥单桥桥荷过大,造成该桥转向阻力矩增大,转向助力不足,从而转向沉重。车辆在上平板过程中受限于平板的空间尺寸,转向微调困难,造成对中困难问题。
转向杆系(横纵拉杆)是否异常松动转向杆系若出现异常松动,转向杆系间隙增大,造成轮胎绕主销摆动的自由度增大,进而形成摆振现象。转向杆系出现异常松动的位置主要有:①转向直拉杆与转向臂松动;②拉杆球头销运动间隙变大;③销轴及销轴孔安装配合出现松动。以上均能造成转向杆系间
隙增大。未发现松动情况,拉杆球头销运动间隙正常,不存在松动的情况;对转向纵拉杆系中各拉杆紧固螺栓紧固情况进行复查,未发现松动情况,对拉杆球头销、销轴及销轴孔安装情况进行复查,未发现球头销运动间隙正常、销轴及销轴孔配合间隙正常,不存在松动情况。故此项可以排除。
6转向杆系固有间隙车桥两端安装车轮,通过悬架和车架相连。当汽车行驶时,车轮受到的滚动阻力、驱动力、制动力和侧向力及其弯矩和扭矩均通过车桥传递给悬架和车架,同时车架载荷也通过车桥传递给车轮。故车桥是传递车架与车轮间各方向作用力。车桥三维造型图如图2所示。
7机理分析
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汽车转向系统为常流分置式液压转向助力系统,包括转向操纵机构、转向传动机构、转向液压系统构成。转向操纵机构主要为方向盘、转向管柱、转向伸缩轴、转向器等零部件组成。转向传动机构主要包括转向垂臂、转向纵拉杆、转向摇臂、转向横拉杆、转向直拉杆、转向直拉杆臂、转向纵拉杆臂等零部件组成。
车辆在路面行驶时,车辆车桥上的定位参数的设定使各个车桥在向前方行驶时具有直线行驶的能力。车桥定位参数主要由主销内倾、主销后倾、车轮外倾及车轮前束等,车桥定位参数主要是使车辆在转向后具有自动回正能力,使车辆具有直线行驶能力。
当车辆高速直线行驶时,转向车轮因路面、侧风等影响受侧向力时,转向杆系设计间隙的存在使得车轮绕转向主销摆动,这种摆动随车速升高,轮胎附着力下降而加剧。因后桥转向杆系间隙较前桥累积较大,从而前两桥摆振现象不明显,后桥摆振现象较突出。同时因为转向杆系设计间隙的存在,消除部分摆振带来的转向杆系的反作用力向前传递到方向盘。
后桥转向杆系间隙累积较前两桥大,造成转向时转角杆系间隙误差较大,后桥转向与前两桥转向不协调,前转向桥已经回正情况下,后桥仍有小范围转角未回位,从而造成上平板对中困难问题。
8采取的措施及验证技术设计方案:为解决上述问题,增加该双路液控顺序阀后,在车辆上平板微调方向过程中,在该阀打开消除转向系统固有间隙后,五桥转向助力缸行程更加精准,后桥转向与前两桥转向动作更加协调,顺利完成上平板的对中。
该特种汽车经过30000km 的可靠性验证,转向系统未出现任何异常,未发生后转向桥高速直线行驶摆振现象。
9结论
本文对试验过程中反馈的1号特种汽车上平板对中困难问题,同时将该问题举一反三到2号特种汽车,出现的高速行驶摆振问题,提出针对性的解决方案及后续实物、技术文件整改策划,技术方案沿用批
产车型使用技术,经过30000km 可靠性验证,技术继承性好,成熟可靠,能够解决上述问题。问题定位准确、机理清楚、措施有效,问题解决。整改策划合理可行,可以据此开展后续工作。
参考文献院
[1]周彬彬.某车型高速行驶方向盘摆振问题优化[J].时代汽车.[2]李玲,颜伏伍,刘宗成,等.某SUV 低速横摆问题的识别分析[J].汽车工程学报.
2车桥结构三维造型图

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