汽車轉向系統模態提升方案研究

李 朔

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

轉向系統是駕駛員平時密切接觸的系統之一，而轉向系統抖動是消費者投訴最多的問題之一。目前國家對轉向系統模態無強制要求，我司要求轉向系統模態必須達到35Hz，本文主要研究某車型轉向系統模態提升方案。

1 轉向管柱模態影響因素

轉向系統模態設計難度大，影響因素很多，其中轉向系統模態的主要因素有五個：a）轉向管柱自身強度；b）儀表板橫梁總成自身強度；c）白車身強度；d）轉向管柱與儀表板橫梁連接處強度；e）儀表板橫梁總成與白車身連接強度。

2 某車型轉向系統模態問題解決方案

2.1 某車型轉向系統模態現狀

轉向系統上裝配有方向盤，氣囊，點火鎖，組合開關，轉向電機等。白車身采用全約束方案。加載上述附件并將模型搭載在白車身上后進行CAE分析計算，根據CAE分析結果，轉向系統上下擺動模態31.59Hz（見圖1），左右擺動模態39.42Hz（見圖2），其中上下擺動模態遠低于目標值35Hz。

圖1 上下擺動模態

圖2 左右擺動模態

2.2 影響因素排查

根據CAE分析結果，查找變形突變區域，突變區域即為模態薄弱區域。初步鎖定薄弱區域有四處：a）儀表板橫梁總成前端；b）儀表板橫梁白車身前圍安裝點；c）轉向管柱支架；d）白車身前圍上邊梁。

2.3 確定整改方案

根據模態薄弱區域及薄弱因素初步制定以下方案：方案一，封閉儀表板橫梁總成前端支架及白車身支架（見圖3）；方案二，增加轉向管柱支架加強筋，提升安裝強度（見圖4）；方案三，增加前圍上邊梁料厚，料厚由1.0mm增加到1.2mm（見圖5）。

圖3 封閉結構

圖4 管柱支架加強筋

圖5 前圍上邊梁

3 轉向管柱模態分析確認

根據三個加強方案，做出數據，導入Anysys進行CAE分析，根據分析結果，得到方向管柱模態如下表。

表1

4 結論

應用文中論述的模態提升的設計方法，輔以CAE分析對某車型轉向系統模態設計模擬和優化，找出最優方案，最終轉向系統模型模態超過企業性能目標要求，為后期實車驗證提供了有利的前期保障。

參考文獻

[1] 鄧曉紅,付勇智. 汽車方向盤怠速共振的模態優化及分析[J]. 科技創新與應用,2014,24:97.

[2] 潘威,畢錦煙,許翔,等乘用車怠速方向盤振動優化[J].噪聲與振動控制,2014,36(6);61-64.

[3] 田德旺.汽車轉向系統避免怠速共振的模態優化方法.