仪表横梁刚度对方向盘振动影响的研究

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随着汽车工业的发展，人们对汽车舒适性的要求越来越高。

汽车舒适性主要采用成员主观感觉的舒适性为主，客观参数测量为辅的方式进行评价。目前方向盘振动也是影响汽车舒适性的重要方面，方向盘振动会影响驾驶员的驾驶心情柑隋绪、疲劳。

怠速时，主要的振动源是发动机。要降低发动机的振动对其他系统的影响，常用的方法有：隔振、减振和使部件避开发动机的振动频率段l1。即利用避开发动机振动频率段的思路，通过对怠速时方向盘振动的分析，采用客观参数测量与整车舒适性评价相结合的方法，确定方向盘振动原因及改进措施。

2怠速时方向盘振动的研究2.1怠速时方向盘振动加速度测试2.1.1测试 目的客观测量怠速时方向盘 、 。方向的振动加速度值，与经验值比较确认是否与主观评价结果相-致。

2.1.2测试方法及结果分析实验测试点为方向盘中心点。实验过程中启动发动机，测试空调开启及空调关闭时方向盘中心点的振动加速速度值。测得数据，如表 1所示。表中：1-带安全气囊样车；2-不带安全气囊样车。

表 1方向盘中心振动加速度(改进前)Tab.1 Acceleration at Center ofSteering Wheel(unimproved)来稿日期：2012-03-30作者简介：张宏亮(1983-)，男，工程师，研究方向：从事汽车车架及悬架设计及理论研究No.1Jan.2013 机械设计与制造 157金件的焊接加强对 方向的模态提升较大。且摘掉气囊后模态效果提升较明显，所以该改进效果比较成功。

表 3改进后转向系统模态提升情况Table.3 Improvement of Steering System4.2整车转向系统振动及模态对比改进后的系统振动测试结果 ，如表 4、表 5所示。

表 4转向系统模态(改进后)Tab.4 Steering System Fmquency(improved)表 5方向盘中心振动加速度(改进后)Tab.5 Acceleration at Sedng Wheel Center(improved J改进后，样车带与不带气囊时，转向系统第-阶模态频率均高于32Hz。样车不带气囊状态下，关空调时，怠速方向盘总振动为0.054g，比原状态降低22%，主观评价可接近6分，开空调时，怠速方向盘总振动为0.151只，比原状态降低 24%，主观评价可接近5.5分，怠速方向盘主观评价综合打分预计高于5.5分，达到目标值。

样车带气囊状态下，关空调时，怠速方向盘总振动为053g，比原状态降低30%，主观评价可接近6分，开空调时，怠速方向盘振动为139g，主观评价可超过5.5分，怠速方向盘主观评价综合打分预计高于 5.5分，达到目标值。

5结论怠速方向盘振动问题主要由转向系统模态频率与发动机怠速激振频率接近所致。主要解决的思路就是要避开共振频率段，具体措施就是提升仪表横梁的刚度。

通过以上的具体实验分析，对于解决怠速方向盘振动问题我们总结出以下几种方法：(1)转向管柱与仪表横梁连接处的加固：从案例的实际测量中我们可以看出，转向管柱与仪表横梁的链接方式对系统模态影响较大。有限元分析过程中，我们会将螺栓链接部位等效成刚性连接所以在计算中产生误差，无法正确估计其应力及变形。所以需要以实际测量值核试验的方法为主进行改进。

(2)仪表横梁本身的加强：仪表横梁是转向管柱及方向盘支撑的载体，其强度直接影响转向系统的刚度∩以采用有限元分析与具体实验相结合的方法进行改进。

(3)采用客观测量与主观评价的方法：针对振动方面的舒适性评价需要将主客观相结合才可以正确衡量其舒适性。观评价可以体现驾驶员的主管感受，客观测量可以验证主观感受并提供改进的方向。两者相结合才能更好的解决实际问题。