摩托车车架振动控制与优化

2020-01-01黄国鹏贾志超刘进伟

装备制造技术 2019年10期

黄国鹏，贾志超，雷鹏，刘进伟

（隆鑫通用动力股份有限公司，重庆400052）

0 前言

中国摩托车行业从2012年开始进入转型升级阶段，传统摩托车受汽车、电动车的市场冲击，其部分功能和用途被替代，过去的主流消费市场逐步缩小，城市出行及休闲娱乐等需求凸显，随着市场转型升级及摩托车主要用途改变，摩托车振动舒适性也越来越受到用户的关注。摩托车振动问题不仅影响摩托车的行驶平顺性和驾乘舒适性，还容易导致整车及发动机相关部件出现疲劳损坏。摩托车车架的设计比较复杂，国内传统的车架设计通常是参考竞品车型并结合设计经验进行，未完全考虑车架动态特性对振动的影响，导致整车出厂后因振动问题而出现用户满意度降低和客户抱怨[1-3]。

本文针对某250cc单缸风冷摩托车出现的振动问题，采用主观评价、客观测试及仿真分析方法，对该车的振动问题提出了优化方案，经试验验证，使该车振动问题得到解决[1-2]。

1 原车主观评价及摸底测试

1.1 主观评价

某250cc单缸风冷摩托车原车的主观评价结果显示主要不合格部位（注：评分低于6分为不合格），有：主脚蹬及副脚蹬（振动主观评价见表1）。

表1 原车振动主观评价表

1.2 振动测试

测试部位：主脚蹬、副脚蹬、方向把、座垫；测试工况：原地定置，空挡，转速2 000 r/min～8 000 r/min匀加速过程；方向规定为：整车前进方向为X，驾驶员左手方向为Y，竖直向上为Z。

因篇幅限制，本文只展示左副脚蹬、右主脚蹬部位测试结果，如图1、图2所示。

图1 左副脚蹬

图2 右主脚蹬

根据测试可知：

（1）原车振动较大部位主要集中在主脚蹬、副脚蹬部位，其余部位无共振，总体幅值也不大，测试结果与主观评价结果一致。

（2）原车左副脚蹬Y方向在5 100 r/min～5 70 r/min之间存在共振。

（3）原车右主脚蹬Y方向在4 700 r/min ～5 600 r/min之间存在共振。

1.3 仿真分析

分析整车振动测试数据，初步判定车架模态与发动机激励耦合产生了共振，从而导致整车振动较大；采用ABAQUS软件对原车架进行自由模态仿真计算，并结合测试数据结果，提出车架刚度加强方案。见表2。

表2 车架模态计算结果对比表

刚度加强方案整车一阶弯曲频率由182 Hz增大到206 Hz，整车共振转速将提高，可避开常用转速段，且车架刚度加强后，该模态下总体振幅比原车小（见图3、图4），优化前后模态分析结果见表2。

图3 整车一阶弯曲模态（优化前）

图4 整车一阶弯曲模态（优化后）

2 优化方案及验证

2.1 优化方案

根据刚度加强方案仿真计算结果及车架实际情况，制定以下优化方案（见表3）。

表3 原车优化方案表

图5 整车优化部位说明

2.2 方案验证

依据仿真分析结果，确定优化方案并改制样车进行振动测试（测试方法与原车测试方法一致，测试结果与原车比较）和主观评价，测试结果对比如图6、图7。

图6 左副脚蹬

图7 右主脚蹬

与原车测试结果对比，副脚蹬和主脚蹬各向振动均有所改善，优化后左副脚蹬Y方向在转速3 600 r/min以上无共振产生（如图6）；优化后右主脚蹬Y方向在6 000 r/min以下无共振产生，且6 000 r/min以下总体振幅比原车小，优化后右主脚蹬Y方向共振转速由4 700 r/min～5 600 r/min提高到6 000 r/min（如图7）。