CN101032991A - 摩托车减振车架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摩托车减振车架，包括车架本体，在车架本体上设置的前架梁、下梁、后撑梁、尾梁、发动机安装点；其特征在于：在下梁与后撑梁之间设置减振侧梁，减振侧梁设置在车架本体的侧边；在车架本体的两根尾梁之间，设置减振一横梁和减振二横梁。本发明摩托车减振车架，采用增加刚度的方式提高车体固有频率，即在车架的相关部位增加加强梁，提高车体固有频率，使车架的固有频率在发动机转速范围外，不会引起共振现象发生；有效减轻摩托车行驶过程中的振动，使驾、乘人员感到舒适，且能延长摩托车的使用寿命；摩托车发动机通过弹性垫柔性连接在车体上，能有效衰减发动机的活塞、连杆等动作时产生的振动；在摩托车手把等部件上设置弹性垫，也能有效衰减发动机的振动、摩托车因路面不平整等引起的振动。

Description

摩托车减振车架

技术领域

本发明涉及一种摩托车的车架，尤其是减振效果较好的摩托车减振车架。

背景技术

车架是摩托车的重要组成部分，起到固定、支承发动机和其他部件的作用，并将发动机、传动系统、悬挂装置、转向装置、车轮等连接在一起，使各组件保持相对稳定的位置；车架除了承受驾驶员和乘客、发动机等总成质量的静载荷外，还要承受并传递摩托车行使时产生的动载荷与冲击载荷。其动态特性对摩托车的振动及整车舒适性有很大影响，因此在摩托车改进过程中以车架实验模态为手段进行分析，对摩托车的开发、改型、减振等有着重要作用。对车架的基本要求是：要有足够的强度和刚度，同时力求小的质量，以减轻摩托车自身重量。

摩托车在行驶过程中，其平稳性主要受如下两个振动因素影响：一个是发动机的机械部分(主要是活塞、连杆)动作时产生的振动；发动机是摩托车的动力源，又是摩托车振动的一个主要振源；一方面，其振动可被车架传递到与人体接触的部位，引起人体不适；另一方面，若车架的固有频率在发动机转速范围内，则引起共振现象发生，更加引起人体不适。另一个是因路面不平整等引起的振动，通过摩托车上下跳动的形式作用在车架、人体上，同样引起人体不适。

现有技术中，摩托车发动机是通过螺杆刚性连接在车体上，发动机与车架之间的多个连接点都没有设置减振结构，发动机的活塞、连杆等动作时产生的振动直接经车架传递到人体上，基本上没有经过减振，致使摩托车的振动很大，引起人体不适。因路面不平等引起的振动，同样直接经车架、脚踏板、手把等部件传递到人体上，引起人体不适。本专利申请人的技术人员在发动机悬挂点的发动机一侧，用加速度传感器拾取其振动信号，同时用加速度传感器拾取发动机悬挂点车架一侧的响应信号，发现：1、发动机的振动能量主要集中在一阶和二阶频率处；2、动能量在从发动机传递到车架的过程中，在很宽的频率范围内，能量并没有被衰减，而是放大了，说明发动机悬挂方式不合理；3、动能量从发动机传递到车架的过程中之所以被放大，是因为发动机与车架之间是间隙配合，发动机运转过程中的不平衡惯性力造成在工作过程对悬挂点的冲击激励，对车架施加了一个宽频的激励信号。

另外，对摩托车的车体固有频率也缺乏研究，对车体固有频率与发动机产生的振动、车体固有频率与路面不平整引起的振动之间的关系同样缺乏研究。实验证明，若车体的固有频率在发动机转速范围内，则引起共振现象发生，车架不但不能起到减缓振动的作用，反而放大了发动机产生的振动或路面不平整引起的振动。从提高驾驶舒适性、减轻摩托车行驶过程中的振动、延长摩托车的使用寿命等角度考虑，就应改变车体固有频率，提高车体固有频率。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种减振效果较好的摩托车减振车架。

本发明的技术方案：摩托车减振车架，包括车架本体，在车架本体上设置的前架梁、下梁、后撑梁、尾梁、发动机安装点；其特征在于：在下梁与后撑梁之间设置减振侧梁，减振侧梁设置在车架本体的侧边；

更进一步的特征是：在车架本体的两个侧边设置对称的减振侧梁，减振侧梁与水平方向的夹角在±15℃之间。

在车架本体的两根尾梁之间，设置减振一横梁和减振二横梁。

本发明摩托车减振车架，相对于现有技术，具有如下特点：

1、采用增加刚度的方式提高车体固有频率，即在车架的相关部位增加加强梁，提高车体固有频率，使车架的固有频率在发动机转速范围外，不会引起共振现象发生；有效减轻摩托车行驶过程中的振动，使驾、乘人员感到舒适，且能延长摩托车的使用寿命。

2、在发动机与车架的各个连接点上，设置弹性垫，使摩托车发动机通过弹性垫柔性连接在车体上，能有效衰减发动机的活塞、连杆等动作时产生的振动；在摩托车手把等部件上设置弹性垫，也能有效衰减发动机的振动、摩托车因路面不平整等引起的振动；有效减轻驾、乘人员的不舒适感。

3、增加的部件不多、增加的费用不高，能有效减轻、降低摩托车行驶过程中的振动，完全能够作为一个全新的卖点，增加该种摩托车的市场份额。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是现有技术的摩托车车架结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明的摩托车车架结构示意图；

图4是图3的俯视图；

具体实施方式

如图1、2中，1-车架本体，2-前架梁，3-下梁，4-后撑梁，5-尾梁，6-发动机安装腔，7-发动机安装点，

图1、2所示的现有技术中的摩托车车架，主要是用于排量为200CC的200型摩托车，如隆鑫工业集团有限公司的飚风200型摩托车；主要包括车架本体1，在车架本体1上设置有前架梁2、下梁3、后撑梁4、尾梁5等，在前架梁2、下梁3之间形成的空腔，通常是安装摩托车发动机的位置，即发动机安装腔6，在前架梁2、下梁3上设置有多个发动机安装点7，通过发动机安装点7将摩托车发动机安装、固定在发动机安装腔6中，固定在车架本体1上；发动机的安装方式是通过螺杆等刚性连接。该种结构的摩托车车架，其不足主要是减振性能差，不能有效减轻摩托车行驶过程中的振动、摩托车发动机运转过程中产生的振动；该种车架的固有频率常常在发动机转速范围内，容易引起共振现象发生，车架不但不能起到减缓振动的作用，反而放大了发动机产生的振动或路面不平整引起的振动，使驾、乘人员不舒适，影响摩托车性能，降低其使用寿命。作为现有技术，在此不作进一步的说明。

如图3、4中，8-减振侧梁，9-安装座，10-减振一横梁，11-弹性垫，12-减振二横梁；

本发明的摩托车车架，以增加刚度的方式提高车体固有频率，使车架的固有频率不在发动机转速范围内，完全不会引起共振现象发生，有效减缓、降低摩托车发动机运转过程中产生的振动、摩托车行驶过程中的振动。在结构的具体改进上，考虑到发动机的安装、维修、检查等的需要，发动机安装腔6是不能设置加强梁的；而下梁3、后撑梁4与尾梁5所构成的三角形区域，其强度、刚度都较低，是车架上的薄弱环节，需要加强。本发明是在下梁3与后撑梁4之间设置减振侧梁8，减振侧梁8设置在车架本体1的侧边，最好是在车架本体1的两个侧边各设置一根，最佳结构是在车架本体1的两个侧边设置对称的减振侧梁8，减振侧梁8与水平方向的夹角在±15℃之间，最佳方式是与水平方向平行。减振侧梁8与下梁3、后撑梁4之间的连接方式，可以是焊接等紧固连接方式，也可以是在下梁3和后撑梁4上设置安装座9，通过安装座9将减振侧梁8可拆卸式连接在下梁3和后撑梁4之间。

在车架本体1的两根尾梁5之间，设置减振一横梁10，最佳的方式是减振横梁10的轴线方向与减振侧梁8的轴线方向相垂直；即在图中，一个的轴线与图纸平行、另一个与图纸垂直。在车架本体1的两根尾梁5之间，可设置减振二横梁12，减振一横梁10与减振二横梁12平行。减振一横梁10、减振二横梁12与两根尾梁5之间的连接方式，可以是焊接等紧固连接方式，也可以是在尾梁5上设置安装座9，通过安装座9将减振一横梁10、减振二横梁12与两根尾梁5可拆卸式连接。

由于发动机与车架之间是间隙配合，发动机运转过程中的不平衡惯性力造成在工作过程对悬挂点的冲击激励，对车架施加了一个宽频的激励信号，使发动机运转时程中产生的振动被放大，经车架传递到人体。由于悬挂点的配合间隙，造成发动机一阶和二阶惯性力通过发动机悬挂点对车架施加了一个周期性冲击激励，致使车架产生宽频带的振动响应。作为本发明的摩托车车架的进一步改进，是在发动机安装点7上设置弹性垫11，摩托车发动机通过弹性垫11、发动机安装点7而安装、固定在在车架本体1上，弹性垫11能消除悬挂点的配合间隙，有效减缓摩托车发动机的振动。弹性垫11一般采用橡胶等弹性材料制作，可选丁腈橡胶，最高耐高温度为170℃，可以正常工作温度是-10℃至120℃。

在安装座9上，同样可以设置弹性垫11，通过弹性垫11将减振侧梁8连接在下梁3和后撑梁4之间，通过弹性垫11将减振一横梁10、减振二横梁12与两根尾梁5连接，也能起到减振的作用。

本发明采用增加刚度的方式提高车架固有频率，即在相关部位增加起加强作用的减振侧梁8和减振一横梁10和减振二横梁12，减振侧梁8、减振一横梁10和减振二横梁12可采用大截面薄壁钢管组成车架；但由于增大减振侧梁8和减振一横梁10、减振二横梁12的截面积、壁厚等措施势必增加整车质量，影响整车动力性能及骑乘性能，因此一般采用关键部位增加加强筋的作法，在增加强度、刚度与减轻自身重量之间取得一个平衡。

当发动机转速达到5000rpm时，发动机往复惯性力引起的发动机振动频率就会达到80Hz左右，而目前车架的基频在75Hz左右，因此发动机在工作过程中传给车架的激励必然会引起整车振动加剧。

经实验对比：改进的整车的振动比原型车减小了很多，样车改进试制工作达到了预期目的，样车敏感部位的振动水平达到预期效果。从三维频谱图可以得出以下结论：

1、左脚踏在X方向的振动加速度比原型车减小到原来的1/2倍左右。

2、左脚踏在Y方向的振动加速度比原型车减小到原来的1/8左右。

3、左脚踏在Z方向的振动加速度在一定的发功机转速下突然增加，这是由于产生共振现象。但是由于在此转速下，在X、Y方向上振幅减小较大。所以总体上来说比原型车脚踏部位的整体振动减小了。

Claims (8)

1、摩托车减振车架，包括车架本体(1)，在车架本体(1)上设置的前架梁(2)、下梁(3)、后撑梁(4)、尾梁(5)、发动机安装点(7)；其特征在于：在下梁(3)与后撑梁(4)之间设置减振侧梁(8)，减振侧梁(8)设置在车架本体(1)的侧边。

2、根据权利要求1所述的摩托车减振车架，其特征在于：在车架本体(1)的两个侧边设置对称的减振侧梁(8)，减振侧梁(8)与水平方向的夹角在±15℃之间。

3、根据权利要求1或2所述的摩托车减振车架，其特征在于：在车架本体(1)的两根尾梁(5)之间，设置减振一横梁(10)。

4、根据权利要求3所述的摩托车减振车架，其特征在于：在车架本体(1)的两根尾梁(5)之间，设置减振二横梁(12)。

5、根据权利要求1、2或4任一所述的摩托车减振车架，其特征在于：所述的减振侧梁(8)，减振一横梁(10)和减振二横梁(12)通过安装座(9)可拆卸式连接在车架本体(1)上。

6、根据权利要求5所述的摩托车减振车架，其特征在于：所述的减振一横梁(10)和减振二横梁(12)的轴线方向与减振侧梁(8)的轴线方向相垂直。

7、根据权利要求1、2或4任一所述的摩托车减振车架，其特征在于：在发动机安装点(7)上设置弹性垫(11)，摩托车发动机通过弹性垫(11)、发动机安装点(7)安装、固定在车架本体(1)上。

8、根据权利要求6所述的摩托车减振车架，其特征在于：在发动机安装点(7)上设置弹性垫(11)，摩托车发动机通过弹性垫(11)、发动机安装点(7)而安装、固定在在车架本体(1)上。

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