搓板路方向盤打手原因分析及對策

傅麗華

?

搓板路方向盤打手原因分析及對策

傅麗華

（江鈴控股有限公司開發中心底盤部，江西 南昌 330000）

文章通過對車輛在搓板路出現的方向盤打手問題原因分析，傳遞路徑深層次剖析，提出優化設計方案，并對優化后方案在整車上進行試驗驗證，通過客觀測試和主觀評價達到最佳的整改效果。

搓板路；方向盤打手；nibble模態；優化

前言

隨著國內汽車市場快速增加，汽車已經成為大眾消費品，用戶對車輛安全及駕駛舒適性關注日益提高。轉向系統是汽車關鍵系統之一，不再僅僅是提供轉向的最基本功能，用戶對轉向安全、轉向輕便性及轉向操縱舒適性能要求也越來越高，也給主機廠帶來壓力和挑戰。轉向系統開發通常根據已有的設計經驗、對標標桿車型及聯合供應商資源共同開發，經過仿真分析、DV、PV試驗、整車可靠性路試等一系列試驗驗證。本文對某款SUV車型EPS在設計驗證階段整車路試出現搓板路方向盤打手問題進行分析。

1 方向打手現象原因分析

1.1 方向盤打手現象

車輛以特定車速通過搓板路，方向盤出現小幅度高頻的切向往復運動，伴隨方向盤的手力增大。

1.2 方向盤打手原因分析

按特定速度通過搓板路，采集扭矩信號和助力電流，通過對采集數據分析助力電流隨著扭矩信號的變化而變化，一直有助力，但在異常發生時傳感器扭矩電壓信號和助力電流有明顯變大現象。如圖1：

圖1

對故障車進行NVH測試，分別在方向盤12點為位置和擺臂上布置傳感器，通過掃頻加速測試，對采集的數據分析搓板路激勵頻率約為13~18HZ，在此頻率下擺臂Z方向和方向盤Y向存在抖動，且方向盤抖動更大，圖2為擺臂Z方向抖動，圖3為方向盤Y向抖動，紅色區域表示方向盤打手明顯。

圖2

圖3

對該車型轉向系統模態分析發現轉向管柱在15HZ附近存在較大的激勵nibble模態，車輛以特定的速度通過搓板路，路面的激勵通過車輪、擺臂及轉向傳動桿系傳動到方向盤，此時路面激勵頻率剛好與轉向管柱本身的nibble模態相合，而懸架內部桿系、轉向傳動桿系未有效的衰減，ECU軟件未進行有效抑制，從而激起了轉向管柱的nibble模態導致共振，即出現方向盤打手現象。

治療后12個月，A組患者無效、有效、顯效例數分別為13例、20例、17例，有效率為74.0%(37/50)，B組患者有效、顯效例數分別為25例、25例，有效率為100.0%(50/50)，兩組間有效率比較，差異有統計學意義(P<0.05)。治療后6、12個月，B組患者左室舒張末徑、左室收縮末徑均低于治療前，且B組低于A組，差異均有統計學意義(P<0.05)。治療后6、12個月，兩組患者6 min步行距離、左室射血分數均高于治療前，且B組高于A組，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表1。

3.1 微波消融術后細胞與組織的病理變化 微波在生物組織中傳播并導致組織與細胞內部生熱是微波消融治療腫瘤的基本機制。迅速而劇烈的升溫致細胞快速失活，發生不可逆損傷，繼發壞死過程。在壞死的早期階段如微波消融術后即刻，細胞呈凝固性失活狀態，壞死尚未開始，此時細胞形態可無改變；細胞死亡數小時至 10 h 后逐漸出現核固縮、核碎裂、核溶解、細胞質嗜酸性及間質崩解等壞死的形態學改變。研究發現，活體豬肝臟在微波消融后 2～5 d，出現大片細胞壞死，壞死周圍組織充血、水腫，炎癥細胞浸潤逐漸增多；7～10 d 壞

2 解決措施

基于上述分析，從振動的源頭、振動的傳遞路徑等方面入手，振動的源頭是路面的激勵，因路面及車速無法改變，本文主要從振動傳遞路徑過程中進行優化予以改善方向盤打手。

該車型麥弗遜獨立懸架，其結構形式如圖4，包含副車架總成、轉向器總成、轉向管柱總成、前支柱總成、前制動器總等。

圖4

2.1 對前下擺臂結構優化

圖5

前下擺臂總成通過前、后襯套總成與副車架彈性連接，車輪總成在受到路面沖擊時前后襯套布置能夠對車輪在粗糙路面行駛時振動所產生能量合理分配及吸收。前襯套縱向布置，后襯套其垂向布置且含空心結構和實心結構兩部分，實心結構指向球頭銷中心。改進措施對后襯套布置進行優化，將空心結構沿襯套軸線順時針旋轉90°，使空心結構指向球頭銷中心，即車輪中心，起到抑制車輪在搓板路面繞擺臂襯套軸中心往復高頻小幅振動，明顯改善方向盤打手問題。

2.2 轉向器與副車加采用兩點安裝

轉向器與副車加采用兩點安裝，轉向器安裝座帶襯套，采用柔性連接，通過降低安裝座襯套硬度，硬度（邵氏A）由78改為70，通過硬度降低衰減車輪傳遞到轉向管柱的激勵，在搓板路上驗證方向盤打手有改善。

圖6

2.3 該車型采用電動助力轉向

對電動轉向ECU標定參數優化，在對應的車速下的微分和阻尼調整，微分由110調整為130，阻尼由20調整為40，通過微分和阻尼調整降低路面激勵，在搓板路上驗證方向盤打手有改善。

2.4 轉向管柱助力機械零件包含、渦輪、渦桿、扭桿、輸入軸、輸出軸

扭桿通過壓力機壓入輸入軸，與輸入軸過盈配合。電動轉向工作原理是方向盤轉動通過轉向上軸傳遞給輸入軸（扭桿），扭矩傳感器根據扭桿的變形量計算出轉向扭矩并輸入ECU，ECU控制電機，提供助力扭矩到渦桿、渦輪組件，最后渦桿驅動渦輪，渦輪帶動輸出軸實現助力輸出。

半夜剛過，警察小哥靠在門邊坐下，跟我分了新一天煙的份額。抽完了他說女朋友跟他分手了，可他還保持著那個習慣。他說我已經想不起她的樣子了，習慣真是可怕的東西。

扭桿剛度大小影響轉向響應靈敏度，對標其他類似產品，改進措施提高扭桿剛度，扭桿剛度由2.46Nm/°增加至2.8Nm/°，扭桿剛度增大可以降低對路面的響應靈敏度，在搓板路上驗證方向盤打手有明顯改善。

圖7

3 方案驗證及實施

實車分別對以上4項整改措施進行驗證，其中2.1、2.4改善明顯，2.2、2.3有一定的改善，增大扭桿剛度因投入成本及工程化較難實現未實施，作為儲備方案。將前3項改進措施一同在實車驗證，主觀評價轉向各項性能可接受，并對驗證車掃頻加速測試，測試結果如圖8，從測試數據分析方向盤未出現打手。

將上述前3項整改措施搭載整車可靠性路試，未出現異常，最終實施2.1、2.2、2.3整改措施。

現實生活中，與女司機被污名化類似的，還有“老人變壞了”或是“壞人變老了”的說法。與“女司機”相似的是，“老壞人”或“壞老人”之說也完全沒有大數據的支撐。筆者長期觀察發現，從“扎堆過馬路”到自助餐的浪費，各個年齡段都大有人在，至于“碰瓷”和“霸座”，當然多是年齡較大者，但把各類違法行為或不道德行為做一個年齡分組，會發現不同行為中的年齡比例雖有所不同，但整體上不會支撐一些人對老齡群體的非議和責難。

圖8

4 結束語

本文主要從搓板路方向盤打手原因及傳遞路徑優化進行論述，對各項改進措施實車驗證，通過客觀測試和主觀評價對比，有效解決搓板路方向盤打手問題，提升車輛轉向安全和駕駛舒適性能。

參考文獻

[1] 王宵峰.汽車底盤設計[M].清華大學出版社,2010.4.

[2] 宇野高明.汽車行駛性能和底盤機構[M]. 1994.8.

[3] 王宵峰.汽車懸架和轉向系統設計[M].清華大學出版社,2015.12.

Reasons analysis and countermeasures of the steering wheel hitman on the road

Fu Lihua

( Jiangling Holdings Co., Ltd. Development Center Bottom Division, Jiangxi Nanchang 330000 )

Abstract: This paper analyzes the causes of steering wheel hitters problem in the vehicle, analyzes the transmission path deeply, puts forward the optimized design scheme, and tests and verifies the optimized scheme on the vehicle. Through objective testing and subjective evaluation to achieve the best corrective effect.

Keywords: rubbing board road; Steering wheel hitman; Nibble mode; optimization

CLC NO.: U467

Document Code: B

Article ID:1671-7988(2018)21-51-03

中圖分類號：U467

文獻標識碼：B

文章編號：1671-7988(2018)21-51-03

作者簡介：傅麗華（1982-）女，江西吉安，學士，汽車工程師。研究方向：汽車底盤轉向系統開發。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.21.018