笔者通过参加几种摩托车新品的研制,对整车抖动问题的解决办法有如下体会。首先,应分析振源,整车抖动的振源主要来自发动机,坐骑式摩托车,尤其是装用了小排量二冲程发动机的摩托车,在低速运转时,其燃料工作工况较差,有的摩托车发动机解决发动机惯性力及惯性力矩产生振动的动平衡措施处理也不很理想,造成发动机工作时,振动较大。
当然,行驶路面不平也能引起车体震动。本文主要是考虑解决第一方面引起的抖动。其次应分析振动的传播途径。经分析发现,发动机产生振动,主要是通过两条途径传递到车架上的:
( 1 )发动机悬挂;
( 2 )后减震器。当发动机的振动频率与车体的固有自振频率相接近时,车体就容易抖动,通过以上分析,我们来讨论解决抖动问题的办法。
1. 应尽量选用那些燃烧性能好、运转平稳、质量可靠的发动机产品,从振源上解决车体抖动的问题。
2. 应选用结构合理、刚性较好的发动机悬挂装置,发动机与车架的连接尽量采用柔性连接,选用合适的弹性悬挂组合。悬挂装置设计过程中,悬挂的结构尺寸应经仔细地计算,反复校核与实验,避免其与车架干涉;悬挂材型的选择应考虑到有利于提高悬挂系统的刚度。
3. 减震套的选用与安装。悬挂系统上应安装减震套,减震套的作用是通过套上的橡胶套将振源传来的振动吸收,使振动传不到车架上。减震套由外钢套、内钢套及橡胶套三部分组成。使用过程中,一般将减震套与悬挂装置压装在一起,外套与悬挂架配合,内套与车架接触,用长螺栓将其组合与车架紧固在一起,设计中,应充分考虑到减震套在悬挂架上的定位。一般的做法是吊架的主管孔上设计加工定位槽,这样做能起到限定减震套外套的作用,而内套的限位只能靠橡胶的粘结力来保证。
这样长期使用,随着橡胶粘接力的减小,内套就松了,外套就易于与车架接触,振动就容易传到车架上,引起车体抖动。正确的做法是:设计一定位衬环及定位衬套组合,定位衬套与两减震套的内套接触,限定其位置;定位衬环起导向作用,保证定位衬套与减震内套的同轴度。
4. 车架的结构及刚度。车架的结构应合理设计,其上部件不应有与发动机及悬挂系统干涉的地方,车架的线型设计就有利于车体吸收振动,提高车架的刚度有利于提高整体的固有频率,提高整车的抗震性。如车架转向立管的后倾角及后减震器的安装倾角应合理设计,否则不利于提高整车的抗震性。设计规范要求转向立管倾角小于 30° ,后减震器的安装倾角值要由车架上后减震器的安装轴位置决定,同时也与后减震器的选型有关,设计规范要求后减震倾角值在 15° ~ 30° 。
5. 为了将发动机悬挂系统与车架完全隔开,在悬挂系统与车架间需装一减震橡皮。这个减震橡皮软硬的选择,也会影响到抖动问题的解决。橡皮太软,其缓冲变形量太大,缓冲时易造成吊架与车架间的局部接触,发动机的振动容易传到车架上,易造成车体抖动;橡皮太硬,则起不到缓冲减震作用。设计时应充分考虑这一点,多做几次模拟实验,以选择合适的橡皮。
6. 选用合适的后减震器,小排量摩托车一般采用单后减震器。在发动机安装许可的范围内,应尽量选用减震行程长一些的后减震器,同时在成本许可且不影响乘坐舒适的条件下,尽量选用弹性模量大些的后减震器。使用中,如果车架上有局部与减震器的某些部位(除减震套外)直接接触,震动也容易传到车架上。
7. 人机隔绝。人机隔绝就是用设计在车把、脚蹬、脚底板及坐垫等处的橡胶垫来把车手和车体的震动隔开,这样能从驾驶员的感觉上消除乘车时的不舒服性,但同时,驾驶员驾车时那种特有的直感也没有了。