商用車高速行駛異常抖動問題原因分析及處理措施

趙春雨 張廣會

摘 要：商用車行駛異常抖動問題是困擾主機廠及用戶的頑疾之一，而高速行駛異常抖動是所有抖動問題中最常見的，也最容易引起用戶報怨的問題。本文詳細分析了整車異常抖動問題產生機理和排查方法，并針對高速行駛異常抖動問題給出了行之有效的處理措施。

關鍵詞：異常抖動;固有頻率;動平衡

1 前言

發生高速行駛異常抖動的車輛，其故障車速往往與用戶常用車速重疊，造成極差的駛乘體驗。一般空載狀態比滿載嚴重，路面越好，抖動問題越明顯。乘員的主觀感受為，車輛在故障車速時有明顯的X向-前進方向（或Y向-側向）的低頻聳動，類似于騎馬的感覺。

2 問題產生機理

車輛行駛過程中，當輪邊旋轉產生的激勵頻率與簧上質量振動系統固有頻率重合時，就會發生共振現象，也是就我們所說異常抖動現象。

固有頻率是車輛的固有屬性，所以處理異常抖動問題主要有兩種思路：

1）減少激勵源的能量輸出，車輛行駛時主要激勵源見圖1。

2）根據無阻尼固有頻率計算公式：fn=，通過改變振動系統的質量或者改變系統剛度來改變固有頻率，避開常用車速時輪邊對應的激勵頻率，從而消除車輛的異常抖動。

3 原因查找

1）空檔滑行測試：將速度提高到略高于振動出現的速度后將車輛掛空檔滑行，如果掛空檔時在振動車速段仍有振動，則振動對車速十敏感。此時，發動機、變速器作為振源的可能已經排除，應集中關注車輪總成。

2）換擋等發動機轉速測試：找到振動出現的速度，確定此時發動機轉速后減速并安全減低一檔，提高發動機轉速到故障時轉速。如果在相同的發動機轉速下振動再次出現，則發動機、變速器最可能的振源。每次減一檔并在空檔重復本測試，對確認測試結果，見圖2。

4 固定車速異常抖動問題處理

4.1 故障狀態確認

如果通過排查后，確定振動現象與車速強相關，那么可以確定振源來自驅動橋或輪邊。

在實際工作中，通過減小輪胎總成的跳值和動不平衡量，可有效減輕異常抖動現象， 車輛異常抖動問題原因圖解見圖2。

4.2 輪胎總成跳動的排查與控制

由于車輪總成的跳動直接影響動平衡大小和徑向力的偏差，應首先檢查輪胎跳動是否超差。在實際處理問題過程中，推薦直接在車上測量輪胎總成的徑向和軸向跳動量。

測量時，重點關注中間三條（或兩條）花紋的跳動情況。徑向和軸向跳動值應小于2mm。

4.3 輪胎總成動平衡控制

4.3.1 動平衡機操作要點

1）輪胎總成調整至標準氣壓，清除輪胎上的雜物，舊的平衡塊要全部拆下。

2）安裝時保證車輪旋轉中心與動平衡機旋轉軸同軸度，要避免安裝過程中對動平衡機旋轉軸的沖擊。鎖緊輪胎時，應該慢速轉動輪胎，旋轉擰緊，均勻受力。

3）測出不平衡量后，按測量結果在指示位置安裝平衡塊，輪胎總成兩側都匹配完平衡塊后，再進行校驗。每個輪胎總成動平衡塊個數不超過3個。

4.3.2 輪胎總成動不平衡量限值

校正面不平衡質量（單面）限值：輕型車≤25kg;中重型≤90g。在實際調整過程中，不平衡應該盡量調整至最小。

如果條件允許，應先對輪輞進行動平衡測量，挑選不平衡量相對小的輪輞匹配輪胎，再進行輪胎總成的后續調整工作。

盡量優先選擇初始不平衡量小的輪胎總成進行調整裝車。

4.3.3 動平衡機精度簡易檢驗方法

在動平衡機上裝好輪胎總成進行一次測量，記好不平衡質量及位置，然后將車輪沿主軸轉動90°，再進行測量，如兩次測試結果無明顯差別，可認為動平衡機精度沒有問題。

5 結論

通控制輪邊的尺寸和動平衡，我們在實際工作中多次解決了用戶的異常抖動問題，但從根本消除異常抖動問題，還要從振動系統固有頻率的控制入手。通過對標進口車發現，國外樣車板簧上質量固有頻率相對較高，有效避開了90km/h以下常用車速對應的輪邊旋轉頻率，這應該是我們今后解決異常抖動問題的重點努力方向。

參考文獻：

[1]小林明（日）.汽車振動學.機械工業出版社.

[2]武田信之（日）.載貨汽車設計.人民交通出版社.

[3]熊詩波，黃長藝.機械工程測試技術基礎.機械工業出版社.

[4]譚祥軍.從這里學NVH-噪聲、振動、模態分析的入門與進階.機械工業出版社.