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摘要：影响车辆共振的因素较为复杂，且原因不易排查，处理不好极易发生退车等重大问题。本文对某重型牵引车行驶过程中存在的低频振动问题进行了分析，查找出问题发生的主要因素，通过对影响因素进行加严控制，同时将悬架板簧结构重新进行设计优化，解决车辆行驶的共振问题。
一般来说，由于传动系误差积累，特别是传动轴、车轮总成跳动偏摆量、动平衡量超差是共振故障产生的主要原因，大多数车辆都会在特定路况下出现一个或多个共振点，因车辆使用路况、行驶速度、共振严重程度的不同，有些可以接收，但有些就必须通过检测、调整进行减轻或排除，以满足用户使用需求。本文结合某重型牵引车辆共振问题，通过对相关部件精度进行加严控制，同时对车辆板簧结构型式进行重新设计，收到了较好的效果。
1故障描述
1.1车辆配置参数
1.2共振特征
共振发生时车辆时速在70～80km/h范围内，其余时速区间感受不明显，共振形式以驾驶室前后攒动为主，频次为4～6Hz左右的低频振动，而该频率区间人体感受较为敏感，对舒适性影响较大。
1.3振源判断
反复试验表明车辆共振只与速度有关，与档位（不同档位反复试验不消除）、变速箱及离合器（加速后踩离合试验不消除）、发动机（加速后关闭发动机不消除）、传动系统（传动轴更换不消除）影响因素关系不大。共振发生时，悬架系统会出现明显抖动，尤其是中后桥及车架尾部跳动幅度、频次与驾驶室晃动吻合，在处理过程中，通过采取控制车轮、轮胎精度、平衡量调整等措施，能起到一定效果。同时，问题车辆装配12R22.5真空胎，轮胎外径1085mm，在时速80km/h情况下，轮胎转速在每秒6.5圈左右，非常接近在驾驶室内感受到的共振频率。综合以上因素认为，在振源的判断上，排除发动机、传动系等的高频激励，主要考虑以轮胎等的旋转激励引发，由车架传递，经前后悬置减震系统放大振幅并引至驾驶室内形成。
1.4影响因素分析
造成低频共振的主要因素有以下几个方面。浅析某重型牵引车辆低频共振问题及解决措施刘永阁（中国重汽集团济宁商用车有限公司，山东济宁272000）摘要：影响车辆共振的因素较为复杂，且原因不易排查，处理不好极易发生退车等重大问题。本文对某重型牵引车行驶过程中存在的低频振动问题进行了分析，查找出问题发生的主要因素，通过对影响因素进行加严控制，同时将悬架板簧结构重新进行设计优化，解决车辆行驶的共振问题。关键词：牵引车；低频；共振；分析中图分类号：U472文献标识码：A文章编号：1671-0711（2019）05（下）-0116-02
1.4.1车轮及钢圈径端跳影响
轮胎、钢圈径端跳超差是重要因素，其径端跳控制精度越高，相应共振程度就会减轻甚至消失。根据经验及试验验证，一旦转向轮径端跳动量大于2mm、驱动轮轮径端跳动量大于3mm时，车辆即可能会发生较为明显的共振问题。单纯从解决共振问题角度来说，钢圈精度最好控制在0.8mm以内（一般主机厂标准要求径跳≤1.5mm，端跳≤2.0mm），轮胎总成径端跳最好控制在2mm以内（轮胎径端跳无相应国家标准，参照轮胎厂内控标准并加严控制）。
1.4.2轮胎、钢圈动平衡量影响因素
轮胎动平衡量现无国家标准，GB/T18505-2001《汽车轮胎动平衡试验方法》仅对轮胎试验方法进行了规定，通过对共振车辆轮胎平衡量进行测量，12R22.5真空胎合件动平衡最大值260g，根据试验结果，结合车辆行驶情况，将其加严控制在200g以内较为合理。钢圈动平衡量按照重型载货汽车车轮技术条件，9.0×22.5型号钢圈动平衡量要求1500g•cm，换算为平衡质量即52.5g，一般要求在50g以内。
1.4.3驱动桥轮胎定位同心度影响
在处理共振车辆过程中，部分车辆在轮胎做完动平衡后仍会存在轻微共振，经调整轮胎安装同心度明显好转（调整方法为通过检测轮胎径向跳动高点，将高点转动到最上端后，松开轮胎螺母进行调整），因桥制动毂与钢圈中心孔配合精度理论应在0.2～0.6mm，轮胎安装后并不完全与桥制动毂同心，由偏心造成高速运转时产生的离心力影响极大，所以要进一步缩小与制动毂配合公差。
1.4.4后悬架板簧偏频与整车频率叠加
由板簧弹性元件与它所支撑的质量组成的震动系统决定了悬架系统的固有频率，也是影响汽车行驶平顺性的重要性能指标之一。轮胎旋转频率与悬架偏频值基本一致，说明车辆易受到轮胎激励发生共振问题。现场采取对后板簧抽片快速验证（改变悬架刚度），对改善共振问题有一定效果，所以后续可通过对板簧重新优化，将刚度进行调整，以避开70～80km/h常用车速共振区间。
2改进措施
2.1轮胎及钢圈径端跳及平衡量加严控制
对轮胎及钢圈跳动量及动平衡量标准修订，真空胎动平衡≤200g，跳动量≤2.0mm；钢圈动平衡≤50g,跳动量≤0.8mm，并严格进行控制。
2.2轮胎分装工艺调整
轮胎外侧有“轻点”标记点，代表轮胎在平衡测试时重量较轻部分，在安装时将中后桥同侧的两条轮胎按标识交叉180°对齐，同时在分装时将气门嘴位置与“轻点”对齐，对不平衡因素造成的影响一定程度上进行抵消。
2.3为进一步提高轮胎装配同心度
在小批量验证的基础上，进一步缩小钢圈中心孔内径尺寸，对公差值范围进行修订，缩小桥制动毂与钢圈中心孔配合间隙，使车轮装配后检测间隙由原0.2～0.6mm控制到0.2～0.3mm，满足整车使用要求。
2.4将板簧刚度重新设计优化，避开常用车速共振区间
因空载与满载时簧上质量变化较大，可选用刚度可变的非线性悬架，在载荷小时副簧不工作，当载荷达到一定值时，副簧开始与主簧共同承担载荷，可避开常用车速共振区间，改善共振问题，调整前后板簧弹性特性见图1、2。主簧自由刚度816N/mm，副簧自由刚度1600N/mm，空车行驶时仅主簧起作用，此时主簧夹紧刚度1050N/mm，悬架偏频4.07，共振车速50km/h。随着载荷的增加，共振车速会进一步降低，当主簧变形27mm时开始与副簧接触，共振车速会突然提高，此时共振车速62.8km/h，通过计算可以有效避开70～80km/h的常用车速。
3跟踪验证
对10台共振车辆进行验证，其中4台车辆共振较轻，6台车辆共振严重不可接收，通过上述措施进行验证。经验证，车辆共振消失或明显减轻，改善效果明显。按照上述改进措施，对该车型全部进行优化提升，经3个月市场跟踪验证，未发生共振问题，用户较为满意。
4结语
通过制定标准并严格控制轮胎及钢圈径端跳及动平衡，同时减少车轮与轮毂间配合间隙，提高转动同轴度，使车辆共振情况大幅降低；通过对板簧型式重新设计优化，降低共振区间，避开常用车速，有效提升了车辆舒适性，取得了明显的改善效果。
作者:刘永阁 单位:中国重汽集团济宁商用车有限公司
