装备柴油机的轻型卡车容易出现方向盘异常抖动问题,从而严重影响驾驶舒适性。文章针对某轻型卡车,利用振动诊断、测试与模态分析方法研究并确定了方向盘抖动原因,即整车安装状态转向系统固有频率与发动机二阶激励频率相近,从而引起转向系统共振。为控制异常抖动,降低方向盘振动,文章基于虚拟设计方法,提出了改进方案,对转向管柱与仪表板支架横梁连接处进行了优化,经过样件试制、装车和试验验证后表明:改进方案有效控制了方向盘异常抖动,达到了改进设计要求2017年第9期韩建友等：某轻型卡车方向盘抖动问题诊断与控制24明显，出现方向盘重影现象，该车在冷启动状态或开启空调状态发动机转速位于该区间，是常用工况[4]本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com  。诊断与控制-张家港数控滚圆滚弧机全自动钢管滚圆机滚弧机折弯机因此，该工况下方向盘的异常抖动必须进行控制。定义方向盘中心点为坐标原点，12点钟方向为X轴，垂直方向盘盘面方向为Z轴，Y轴符合右手坐标系。在方向盘中心处布置三向加速度传感器，如图1所示。图2为定置发动机匀加转速工况下方向盘X方向振动加速度阶次跟踪图，其它方向与X方向数据相似，不再赘述。从图2可以看出，方向盘处振动主要阶次为发动机二阶，而且在发动机转速900~1000r/min范围内振动幅值明显增大。对问题转速范围内的方向盘振动数据进行转速切片分析，图3所示为发动机转速938.8r/min切片，可以看出，该转速下方向盘处振动峰值频率为31.36Hz。样车发动机为四缸四冲程柴油机，在转速938.8r/min时其主激励频率为31.29Hz，进一步说明方向盘处异常抖动来源于发动机二阶激励。图1方向盘处振动加速度传感器布置图2定置匀加转速工况方向盘振动加速度阶次跟踪图图3定置匀加转速工况方向盘振动转速切片图（938.8r/min）图4定置匀加转速工况驾驶室振动加速度阶次跟踪图相同工况下驾驶室A柱位置加速度阶次跟踪图如图4所示，同样以发动机二阶振动为主，但其幅值随转速变化不大。由此可排除问题转速下发动机本身振动异常问题。推断方向盘在问题转速范围存在由发动机激励引起的共振问题。为此，需对方向盘及转向管柱系统进行模态测试与分析。1.2转向系统模态测试与分析在整车约束状态下，采用锤击法测试转向系统的模态[5][6]。在方向盘和转向管柱上共布置8个三向加速度传感器，如图5所示。力锤的激励点选择转向管柱中间位置，测得第一阶模态频率为31.9Hz，如图6所示。诊断与控制-张家港数控滚圆滚弧机全自动钢管滚圆机滚弧机折弯机本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com