袁守利，潘 隆，刘志恩，杜庆贺

(武汉理工大学 现代汽车零部件技术湖北省重点实验室，湖北 武汉 430070)

司机在驾驶汽车时手基本上保持与方向盘的接触，故方向盘强烈的振感会被察觉到，这将直接影响到汽车驾驶舒适性和操控稳定性[1]。因此，为了使车辆达到良好的NVH性能需对转向系统振动特性进行研究和调校。

针对某车型在怠速开空调工况下方向盘振动偏大的问题，通过有限元模态分析和振动与噪声测试技术等方法对振动现象进行分析[2]，并找出了振动的原因。然后基于CAE模型，提出对转向系统薄弱处进行结构加强及灵敏度分析和优化两种改进方法。改进后经过实车感受、CAE分析、实车试验证明优化后方向盘振动改善效果显著，达到了预期目标。

1 转向系统怠速振动原因诊断

1.1 怠速振动机理

在怠速工况下，发动机受到气体爆发压力及上下往复运动不平衡力的影响导致机体振动。该振动作为激励源，经由传递通道作用于转向系统方向盘，会引起方向盘的振动。尤其是当发动机振动频率与方向盘的模态频率相互接近时，引起共振，振感将十分强烈[3]。该SUV车型上装载的是四缸四冲程发动机，其主要激励力成分为2阶次，对应的激励频率f0可按式(1)进行计算[4]：

阶次

(1)

式中：N为发动机转速。

为防止共振的产生影响舒适性及操控性，一般要求汽车上的附件应避免产生该频率。诊断转向系统方向盘的怠速振动原因时一般只考虑发动机的激励，其他激励可忽略[5]。……