龙江县公路管理站 161100
【摘 要】汽车在行驶的过程中经常会出现方向盘摆振的现象，这种现象不仅会给人们的生命和财产造成非常大威胁，同时还会给汽车的正常运行造成非常大的影响。汽车转向盘出现故障的时候，汽车本身的各个部件在运行的过程中，就会出现非常严重的不平衡现象。本文就汽车转向盘摆振故障进行研究，希望能够在一定程度上提高减弱汽车方向盘的摆振问题。
【关键词】方向盘摆振；端面跳动；动不平衡量
汽车在进行行驶的时候，经常会出现汽车运动方向和车速改变的情况，这种情况导致车身在运行的过程中经常会出现振动的情况，甚至严重的还会导致汽车的传动系统出现非常严重的传动系统不平衡的情况，一旦汽车的发动机在使用过程中出现激励工作的情况，其传动系统的质量就会出现不平衡的情况，这种情况会导致汽车局部或者整车出现非常严重的振动情况，给汽车的正常行驶造成非常大的阻碍。
1摆振影响因素
针对该车型在100km/h-120km/h速度区间时出现摆振现象进行理论分析有如下几方面的影响因素：
1.1前轮定位参数设计不合理或失常
当汽车在运行的过程中，其前轮参数定位主要是由前轮前束、主销倾角等要素组成，在进行相关参数定位的时候，不同汽车其本身的定位也有着很大的不同。在对汽车的轮胎进行定位之后，其的转向会变得更加轻便，在进行直线行驶的时候，转向器件和轮胎之间出现磨损现象的概率才能得到降低。当汽车在运行的过程中出现前轮参数失准，或者参数不合理现象的时候，其转向轮的整体稳定性就会受到非常大的影响，当汽车转向轮出现摆振情况的时候，其的方向盘就会出现摆振的情况。
1.2振动源的传递路径存在结构强度偏弱问题
当汽车在运行过程中受到激振力作用的时候，相关人员就可以适当的提高机械本身的抗震性能，提高相关构件本身的静刚度。要想减弱汽车转向盘摆振的能力，相关人员就要对振动源传递的提高传递路径相关机械的紧固力，部件本身的振动幅度才能得到有效的降低，汽车在运行的过程中就不会出现振动加剧的现象。
1.3转向系统结构在激励范围内存在共振
汽车本身的转向柱都有着一定的固有频率，并且这些频率一般都在30Hz以上，当汽车本身的固有频率和激励频率出现一直现象的时候，建筑结构的整体刚度就会出现严重下降的情况，这种情况会导致汽车出现严重的振动现象，一旦汽车内部构件出现严重振动现象的时候，汽车各个部件就会出现严重的共振情况，并且随着其共振强度的不断上升，部件本身的使用寿命也会受到影响。相关人员可以通过减少部件噪音和振动的方式，降低汽车转向盘出现故障现象的概率。
1.4车轮、轮毂带制动盘总成动不平衡量偏大
车轮是由轮胎、轮毂组成的一个整体，但在制造中由于某些原因，这两部分的质量不能保证非常均匀地分布。因此当车轮高速回转时，就会出现不平衡状态。由于动不平衡将产生沿车轮半径方向的离心惯性力Pg。
随着汽车行驶速度的不断增加，汽车整体的激励频率也会出现增加的情况，一旦出现这种情况汽车的转向轴在离心惯性的作用下就会出现摆振的情况，当汽车转向轮摆振超过一定幅度的时候，汽车的制动盘就会出现研究中心不平衡的现象。
以上影响因素均有可能造成汽车行驶过程中出现方向盘摆振，接下来就该汽车在开发过程中出现的方向盘摆振问题进行排查。
2故障排查
2.1检查车辆四轮定位参数
相关人员在对汽车四轮进行定位的时候，要不断加大对故障车辆定位的重视度，保证其本身的设计值能符合相关定位参数的标准，汽车运行过程中出现摆振现象的概率才能得到降低，在对汽车本身的设定值进行定位的时候，相关人员可以发现其的定位值与相关设计值基本一致，因此我们可以判断汽车转向盘出现摆振问题并不是定位参数导致的。
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2.2对转向系统固定安装处结构进行CAE分析
通过CAE分析表明，转向系统固定安装处的结构强度符合要求且安装部件的紧固力达到标准范围，因此振源在传递路径上不存在结构偏弱问题，其不是导致方向盘产生摆振的原因。
通过上述的叙述我们可以知道，转向柱的固有频率与车轮一阶激励频率本身有着非常大差距，在激励范围内转向系统本身不存在共振现象。并且在进行方向盘振动的过程中，可以发现方向盘振动与车轮激励频率本身有着非常高的一致性，因此在进行汽车转向盘动不平衡角振动判定的时候，相关人员发现其主要是由前轮旋转部件振动不平衡导致的。
下面以国标和行业执行标准为参照对故障车辆进行相关部件的改进与验证。
3整车试验验证及改进
3.1动不平衡量计算标准
按照目前我国汽车的执行标准：车轮总成进行动平衡实验后，其单面剩余动不平衡量不应大于10g。又参照国标GB/T9234机械振动恒态（刚性）转子平衡品质的要求，其许用剩余不平衡量的计算公式进行计算。
一般取回转体可进行加重或去重点处的半径R为回转体的标定半径，本次试验轮毂制动盘合件的R值取轮毂最大外壁处的半径105mm。
3.2轮毂带制动盘总成的动不平衡试验
将回转体安装在动平衡机的支撑位置上，使回转体转动。根据支撑的情况不同，测量支撑处的振动和支反力，然后用分离解算电路计算出回转体的不平衡量，以及找出相对应的位置。再对回转体进行加重或去重处理，直至达到平衡量的要求。
左、右车轮出现较大动不平衡量的角度区域都很集中，其中左轮角度主要集中在259～273°，右轮主要在227～231°。而且随着角度的增加其各自动不平衡量的波动变化无规律可言，左轮动不平衡量主要集中在38.9～40.74g之间、右轮在45.7～47.17g之间。由于部件供应厂家未对部件进行动不平衡量检测及相应的去重处理，导致部件的动不平衡量均远大于许用动不平衡量19g。
3.3整车改进及批量装车验证
按照本车轮毂带制动盘合件的许用动不平衡量19g的要求，对相应部件进行去重处理。然后将此两盘毂合件装配到故障车辆中，安装先前轮胎进行整车验证，抖动故障消失。因此根据以上验证，对影响方向盘高速时摆振的轮毂、制动盘合件和轮胎总成的动平衡重新制定技术要求。并对市场上的3辆故障车辆，进行安装动不平衡量满足要求的轮胎总成和前轮毂合盘总成，有效地消除了高速时方向盘的摆振现象。
4结束语
综上所述，当汽车的行驶速度超过一定限度的时候，汽车的转向盘就会出现非常严重的摆振现象，这种现象出现的原因主要是汽车轮胎在行驶的过程中出现动不平衡导致的。汽车在进行行驶的过程中，其的轮胎和制动盘经常会出现不平衡的现象，一旦这种不平衡超过一定限度的话，汽车的相关部件就会出现力矩波动的现象，这种力矩波动就是汽车转型盘出现摆振现象的主要原因，因此相关人员要不断较大对其处理的重视度。
参考资料
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[4]张奇奇. 某皮卡车型高速时方向盘摆振问题分析[J]. 汽车实用技术, 2017(16):149-151.
论文作者:张胜
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第01期
论文发表时间:2019/4/1
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