商用车高速行驶异常抖动问题原因分析及处理措施

赵春雨 张广会

摘 要：商用车行驶异常抖动问题是困扰主机厂及用户的顽疾之一，而高速行驶异常抖动是所有抖动问题中最常见的，也最容易引起用户报怨的问题。本文详细分析了整车异常抖动问题产生机理和排查方法，并针对高速行驶异常抖动问题给出了行之有效的处理措施。

关键词：异常抖动;固有频率;动平衡

1 前言

发生高速行驶异常抖动的车辆，其故障车速往往与用户常用车速重叠，造成极差的驶乘体验。一般空载状态比满载严重，路面越好，抖动问题越明显。乘员的主观感受为，车辆在故障车速时有明显的X向-前进方向（或Y向-侧向）的低频耸动，类似于骑马的感觉。

2 问题产生机理

车辆行驶过程中，当轮边旋转产生的激励频率与簧上质量振动系统固有频率重合时，就会发生共振现象，也是就我们所说异常抖动现象。

固有频率是车辆的固有属性，所以处理异常抖动问题主要有两种思路：

1）减少激励源的能量输出，车辆行驶时主要激励源见图1。

2）根据无阻尼固有频率计算公式：fn=，通过改变振动系统的质量或者改变系统刚度来改变固有频率，避开常用车速时轮边对应的激励频率，从而消除车辆的异常抖动。

3 原因查找

1）空档滑行测试：将速度提高到略高于振动出现的速度后将车辆挂空档滑行，如果挂空档时在振动车速段仍有振动，则振动对车速十敏感。此时，发动机、变速器作为振源的可能已经排除，应集中关注车轮总成。

2）换挡等发动机转速测试：找到振动出现的速度，确定此时发动机转速后减速并安全减低一档，提高发动机转速到故障时转速。如果在相同的发动机转速下振动再次出现，则发动机、变速器最可能的振源。每次减一档并在空档重复本测试，对确认测试结果，见图2。

4 固定车速异常抖动问题处理

4.1 故障状态确认

如果通过排查后，确定振动现象与车速强相关，那么可以确定振源来自驱动桥或轮边。

在实际工作中，通过减小轮胎总成的跳值和动不平衡量，可有效减轻异常抖动现象， 车辆异常抖动问题原因图解见图2。

4.2 轮胎总成跳动的排查与控制

由于车轮总成的跳动直接影响动平衡大小和径向力的偏差，应首先检查轮胎跳动是否超差。在实际处理问题过程中，推荐直接在车上测量轮胎总成的径向和轴向跳动量。

测量时，重点关注中间三条（或两条）花纹的跳动情况。径向和轴向跳动值应小于2mm。

4.3 轮胎总成动平衡控制

4.3.1 动平衡机操作要点

1）轮胎总成调整至标准气压，清除轮胎上的杂物，旧的平衡块要全部拆下。

2）安装时保证车轮旋转中心与动平衡机旋转轴同轴度，要避免安装过程中对动平衡机旋转轴的冲击。锁紧轮胎时，应该慢速转动轮胎，旋转拧紧，均匀受力。

3）测出不平衡量后，按测量结果在指示位置安装平衡块，轮胎总成两侧都匹配完平衡块后，再进行校验。每个轮胎总成动平衡块个数不超过3个。

4.3.2 轮胎总成动不平衡量限值

校正面不平衡质量（单面）限值：轻型车≤25kg;中重型≤90g。在实际调整过程中，不平衡应该尽量调整至最小。

如果条件允许，应先对轮辋进行动平衡测量，挑选不平衡量相对小的轮辋匹配轮胎，再进行轮胎总成的后续调整工作。

尽量优先选择初始不平衡量小的轮胎总成进行调整装车。

4.3.3 动平衡机精度简易检验方法

在动平衡机上装好轮胎總成进行一次测量，记好不平衡质量及位置，然后将车轮沿主轴转动90°，再进行测量，如两次测试结果无明显差别，可认为动平衡机精度没有问题。

5 结论

通控制轮边的尺寸和动平衡，我们在实际工作中多次解决了用户的异常抖动问题，但从根本消除异常抖动问题，还要从振动系统固有频率的控制入手。通过对标进口车发现，国外样车板簧上质量固有频率相对较高，有效避开了90km/h以下常用车速对应的轮边旋转频率，这应该是我们今后解决异常抖动问题的重点努力方向。

参考文献：

[1]小林明（日）.汽车振动学.机械工业出版社.

[2]武田信之（日）.载货汽车设计.人民交通出版社.

[3]熊诗波，黄长艺.机械工程测试技术基础.机械工业出版社.

[4]谭祥军.从这里学NVH-噪声、振动、模态分析的入门与进阶.机械工业出版社.