前悬架与转向系统运动学关系不协调引起的振动

图6-24 转向系统与前悬架运动不协调引起的转向轮摆振(https://www.daowen.com)

前悬架与转向传动机构运动关系不协调，是引起转向轮摆振的重要原因。图6-24是一种纵置半椭圆钢板弹簧前悬架与转向系统布置简图。钢板弹簧前端以固定吊耳与车架相连，位于前轴前面；钢板弹簧后端以活动吊耳与车架相连，转向器与转向直拉杆也在前轴后面。当路面不平或其他原因使车轮受到冲击上下跳动时，钢板弹簧发生变形。此时，前轴和主销上各点均以O₂点为中心沿弧线b-b摆动。转向节上的球销c点与转向直拉杆相连。由于转向直拉杆的限制，如果车轮不发生偏转，球销上c点将沿弧线a-a摆动。这样，由于弧线a-a与弧线b-b不重合，当车轮上下跳动时，转向节将相对于主销发生转动。

为减轻振动，应将转向器与固定吊耳尽量靠近，使a-a与b-b轨迹接近（图6-24b），从而使运动不协调引起的车轮偏转降到最小量。当外激力的变化频率与前轮系统的固有频率相等或接近时，转向轮将发生共振，严重时会呈现不稳定状态。固有频率主要取决于车轮系统的角刚度和转动惯量。由于行驶速度的不断提高，外激力的变化频率相应提高，发生共振的可能性增大。为避免这种现象，除了应合理确定前轮定位、正确设计前桥和转向传动系统杆件外，还可以在转向传动系统中装设筒式减振器，以利于减轻转向车轮的摆动，提高汽车行驶的稳定性。