三、原因分析

三 、原因分析

车辆驶过减速带时，减速带会对轮胎施加上下方向的强迫激励。正常情况下，强迫激励引起的车辆上下方向的振动能量很快就会被悬架系统减振器的阻尼效应吸收，车内乘员不会感受到强烈的上下方向冲击感，但是，当减振器的衰减性能不足时，不能有效吸收振动能量，车身仍然受到较大的激励，引起上下方向大幅冲击振动。另外，如果减振器结构设计不合理，使得减振器本身出现撞击、干涉，也会影响乘坐舒适性。

图9.6.3 通过减速带时座椅上下方向振动

1.实验测试

为了查找实验车过减速带时出现过大冲击现象的原因，开展了一系列调查。如图9.6.4所示为座椅导轨、转向节、悬置主动侧、减振器车身侧上下方向的振动测试结果。

图9.6.4 基础测试

通过对测试数据的分析，可以得到如下结论：

1）转向节上只有一次幅值较大的峰值，说明减速带施加给轮胎、转向节的激励只有一次，属正常情况。

2）车身减振器支座的加速度两次剧烈突变，判断缓冲块被两次撞击。

为了进一步了解实验样车的振动水平，在完全相同的条件下，将实验样车与标杆车进行了对比实验，图9.6.5为实验对比结果。通过对比可以了解到，相对于F7实验样车最高达20m/s²的峰值，标杆车最高峰值只有5m/s²。

图9.6.5 F7样车与标杆车对比

2.仿真分析

实验测试的同时，还开展了相关的模拟仿真分析。仿真分析使用ADAMS/CAR软件，首先搭建减速带模型和整车模型。如图9.6.6和图9.6.7所示。仿真使用的是刚体模型，输入车身、底盘等部分的重量、转动惯量信息，减振器刚度及阻尼参数来自于KC模型。

图9.6.6 减速带截面尺寸(https://www.daowen.com)

图9.6.7 仿真模型

1）仿真路面设置：建立一个底部宽度为360mm、高为50mm的刚性梯形减速带。

2）仿真车况：F7样车，KC值输入，半载。

3）仿真工况：车辆以30km/h的速度驶过减速带。

4）设计车况仿真：微调原始车况的轮胎刚度，确认仿真车的动态响应与实测响应基本吻合，并据此进行动态响应分析（图9.6.8）。

5）优化仿真：对设计参数的各种车况进行优化仿真，针对消减过减速带冲击的目标，给出最佳方案。

图9.6.8为仿真与实测结果对比。可以看到，二者一致性很好，认为仿真模型精度高，可靠性好，可以在其基础上进行下一步分析。

图9.6.8 仿真与实测结果对比

图9.6.8中的数据曲线中，有三个主要的峰值，说明如下：

1）减速带激励：簧下系统主导了这个动态响应峰值，主要是刚度影响。仅更改轮胎刚度可调整此振幅，而系统频率变化可忽略不计。

2）第一响应峰值：减振器限位块设计行程半载时10mm，过减速带时限位块发生剧烈碰撞。此时动力总成的振动通过悬置主导了这个峰值，而减振器阻尼变化的影响可以忽略。

3）第二响应峰值：动力总成的振动通过悬置主导了这个峰值。减振器限位块发生剧烈碰撞时，减振器阻尼变化对这个峰值毫无影响。

3.问题分析

1）减振器限位块行程太短，过减速带经受瞬间冲击时，减振器阻尼没有足够的作用区间，不能发挥减振作用。

2）减振器阻尼太低。

3）悬置的连接悬架的橡胶衬套刚度过低。