前置大巴車型傳動軸共振案例研究

陳嘯，李婷婷

（金龍聯合汽車工業（蘇州）有限公司，江蘇 蘇州 215026）

1 樣車狀態概述

1.1 樣車狀態概述

樣車車型的主要配置參數如下表1所列。

表1 車輛主要配置及參數

樣車車型的底盤布置如圖1所示。

問題描述：車輛行駛時，在6檔車速超過90km/h時，車內地板及座椅出現明顯的振動，同時車內乘客感受到明顯的壓耳感，嚴重影響舒適性。

圖1 KLQ6128DF底盤布置圖

2 故障測試判斷

2.1 車內噪聲測試

在駕駛員座椅、后橋上方座椅、最后排座椅上方右耳側安裝傳聲器，測量怠速工況，最高檔60km/h～90km/h勻速工況，和最高檔60km/h～90km/h加速工況下的噪聲值。

2.2 車內噪聲測試結果

最高檔車內噪聲試驗結果如表2所示，勻速工況下噪聲值如圖2所示。

表2 最高檔車內噪聲試驗結果

圖2 最高檔車內噪聲值dB（A）

由表2、圖2可以看出，車輛在90km/h時車內噪聲值異常增大。同時主觀感受到車內地板振動加劇。初步判斷，激勵是來源于傳動系的振動。

3 原因分析

由圖1可知，該車型為前置發動機大巴車型，該車型軸距為6200mm，且匹配了中置電渦流緩速器。傳動軸長度長、傳動軸數量多、中置緩速器等因素都對傳動系的振動產生不利影響。

整車的動力模塊時刻向傳動軸施加各種激勵，特別是發動機的往復慣性力與傳動軸不平衡產生的慣性力沖擊最為顯著。傳動軸最主要的激振力是發動機往復慣性力與傳動軸殘余不平衡產生的慣性力。[1][2]

傳動軸共振有一階共振、二階共振和三階共振。一階振頻就是設計計算中得出的臨界轉速，一般要求高出傳動軸工作轉速1.5倍以上。傳動軸系統的一階諧振往往是由支承頻率決定的，降低支承的固有頻率可以顯著降低傳動軸系統一階振動，改善傳動軸的工作性能。二階三階則更高，都不在工作轉速范圍內，所以分析單根傳動軸沒有實際意義。多節傳動軸及中間支承系統，通常有多個在傳動軸工作轉速范圍的諧振頻率，故推薦相鄰兩節傳動軸的長度的比例應滿足10：7。[1][2]

4 解決措施

4.1 底盤布置變更

由于中置緩速器結構本身對于傳動軸振動影響比較大，故將緩速器改為安裝在變速箱上。同時調整傳動軸的固有頻率，將相鄰兩節傳動軸的長度比例按10：7設計，使得相鄰兩節傳動軸的固有頻率錯開。改后的底盤布置情況如下圖3所示。

圖3 改進后的KLQ6128DF底盤布置圖

4.2 傳動軸輕量化改進

采用輕量化結構傳動軸，傳動軸軸管直徑由108mm下降為92mm，減輕傳動軸自重。

4.3 車架剛度提升

通過改進車架結構，增加輔助橫梁提升車架整體剛度。同時將傳動軸中間支承安裝橫梁改為盒式結構，提升剛度。

4.4 測試驗證

對改進后的試制樣車進行噪聲測試。

最高檔車內噪聲試驗結果如表3所示，勻速工況下噪聲值如圖4所示。

表3 最高檔車內噪聲試驗結果

圖4 最高檔車內噪聲值dB（A）

由表3、圖4可以看出，車輛在90km/h時車內噪聲值以大幅降低，同時主觀感受車內無明顯振動，車廂內壓耳感已消失。

5 結束語

本文較為詳細的介紹了前置大巴車型傳動軸共振故障的解決方案，經試驗驗證效果明顯，解決了車內地板及座椅出現明顯的抖動和車內乘客感受到明顯的壓耳感的問題，同時在相似車型開發中油借鑒意義。另外，改變傳動軸中間支承的固有頻率也可以起到改善傳動軸共振的作用。

[1] 閔福江.Lms中國用戶大會,2008.

[2] 龐劍,諶剛,何華.汽車噪聲與振動-理論與應用[M].北京:北京理工大學出版社,2006.