CN101699098B - 一种转向系统动力吸振器的设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提出一种结构简单、成本低、安装方便的转向系统动力吸振器的设计方法，以解决怠速时方向盘振动的问题，提高车辆舒适性。该转向系统动力吸振器包括板状的安装底座和质量块，所述安装底座和质量块之间由数个橡胶柱连接。通过调整质量块质量和橡胶柱切向刚度，使得动力吸振器安装于转向系统中时的切向固有频率与发动机怠速时的主要激振频率接近，车辆怠速时发动机的振动经转向柱或方向盘传递到动力吸振器，引起质量块发生共振，并转化成热量被耗散掉，从而使得传递到方向盘上的振动大大降低，提高车辆舒适性。上述吸振器对原车的改动少、结构简单、成本低、安装方便，适合应用于已生产或已设计成型的车型。

Description

一种转向系统动力吸振器的设计方法
技术领域
本发明属于汽车制造技术领域，特别涉及到转向系统动力吸振器的设计方法。
背景技术
对于已生产或已设计成型的车型，为了解决共振引起的怠速方向盘振动问题，通常有以下两种方法：一种是通过提高转向系统刚度来提高转向系统的固有频率，避开怠速时发动机的主要激振频率；另一种是在转向系统内增加动力吸振器，吸收和减少传到方向盘上的振动。第一种方法需要寻找刚度较低的薄弱环节进行加强，排查周期长，同时可能要更改仪表台、横梁等部件结构，会导致修模或模具报废，成本较高；第二种方法需要寻找合适的吸振器安装点来安装吸振器，成本和开发周期相对较第一种方法要有优势得多，但由于怠速时方向盘的共振频率较低，所以要求转向系统动力吸振器的质量不能很大，而且吸振器的弹性元件的刚度必须很低，目前还没有非常好的吸振器。
发明内容
本发明的目的是提出一种结构简单、成本低、安装方便的转向系统动力吸振器的设计方法，以解决怠速时方向盘振动的问题，提高车辆舒适性。
本发明的转向系统动力吸振器包括板状的安装底座和质量块，所述安装底座和质量块之间由数个橡胶柱连接，其设计方法具体包含下述步骤：
A：根据汽车方向盘内部空间或转向柱尺寸来设计动力吸振器的安装底座和质量块形状及尺寸；
B：利用预定高度的橡胶柱将安装底座和质量块连接；
C：将安装底座固定在地面上，在质量块上布置加速度传感器，采用力锤激励法分别测量吸振器长度方向和宽度方向的第一阶固有频率，并调整橡胶柱高度，使得吸振器长度方向和宽度方向的第一阶固有频率与发动机怠速时的主要激振频率接近，从而确定橡胶柱高度；
D：将动力吸振器安装在方向盘内或转向柱上，测量怠速时方向盘的振动值，逐渐调整质量块质量，直到怠速时方向盘的振动值达到可接受的范围，从而确定质量块的质量；
E：根据上述步骤获得的橡胶柱高度、质量块质量和安装底座、质量块的形状、尺寸参数，最终确定转向系统动力吸振器的设计。
使用时将动力吸振器安装在转向系统中，安装底座的底面与方向盘平面平行，通过调整质量块质量和橡胶柱切向刚度，使得动力吸振器安装于转向系统中时的切向固有频率与发动机怠速时的主要激振频率接近，其中橡胶柱切向刚度通过橡胶柱的材料硬度、端面尺寸、高度来调整。车辆怠速时发动机的振动经转向柱或方向盘传递到动力吸振器，引起质量块发生共振，并转化成热量被耗散掉，从而使传递到方向盘上的振动大大降低，提高了车辆舒适性。
本发明的转向系统动力吸振器结构简单、成本低、可以有效减少怠速时方向盘的振动，提高车辆舒适性，吸振器可以根据需要安装在方向盘内部或者转向柱上，安装方便，而且该吸振器对原车的改动少、设计步骤简单，适合应用于已生产或已设计成型的车型。
附图说明
图1是本发明的转向系统动力吸振器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图来详细说明本发明。
实施例1：
如图1所示，本实施例的转向系统动力吸振器包括板状的安装底座6和质量块1，所述安装底座6和质量块1之间由橡胶柱2、3、4、5连接。安装底座6可采用普通钢板或铸件制成。质量块1的质量一般要求大于整个方向盘质量(包括方向盘安全气囊)的1/10，可根据方向盘在怠速时的振动幅度大小进行初步确定，振动幅度越大，质量块1的质量应越大。
为方便将吸振器安装到转向柱上，所述安装底座6和质量块1的中央均开有通孔，其中安装底座6中央的通孔为自锁螺纹孔。
为方便将吸振器安装在方向盘的内部，所述安装底座6设有两个安装孔7，所述质量块1在对应安装底座安装孔7的位置开有辅助安装孔8。
所述橡胶柱2、3、4、5为天然橡胶，利用硫化方式与安装底座6、质量块1固定，而且橡胶柱2、3、4、5以质量块1的中心为对称点对称布置。
上述转向系统动力吸振器的设计方法，该方法具体包含下述步骤：
A：根据汽车方向盘内部空间或转向柱尺寸来设计动力吸振器的安装底座和质量块的形状及尺寸，其设计原则是保证在各种状态下，质量块都不会与转向柱及其他部件发生碰撞或干涉；
B：利用预定高度的橡胶柱将安装底座和质量块连接，在调试过程中可采用强力瞬干胶水将橡胶柱与安装底座、质量块固定；
C：将安装底座固定在地面上，在质量块上布置加速度传感器，采用力锤激励法分别测量吸振器长度方向和宽度方向的第一阶固有频率，并调整橡胶柱高度，使得吸振器长度方向和宽度方向的第一阶固有频率与发动机怠速时的主要激振频率接近，从而确定橡胶柱的高度；
D：将动力吸振器安装在方向盘内或转向柱上，测量怠速时方向盘的振动值，逐渐调整质量块质量，直到怠速时方向盘的振动值达到可接受的范围，从而确定质量块的质量；
E：根据上述步骤获得的橡胶柱高度、质量块质量和安装底座、质量块的形状、尺寸参数，最终确定转向系统动力吸振器的设计。

Claims (1)

1.一种转向系统动力吸振器的设计方法，该吸振器包括板状的安装底座和质量块，所述安装底座和质量块之间由数个橡胶柱连接，其特征在于其设计方法包括如下步骤：
A：根据汽车方向盘内部空间或转向柱尺寸来设计动力吸振器的安装底座和质量块的形状及尺寸；
B：利用预定高度的橡胶柱将安装底座和质量块连接；
C：将安装底座固定在地面上，在质量块上布置加速度传感器，采用力锤激励法分别测量吸振器长度方向和宽度方向的第一阶固有频率，并调整橡胶柱高度，使得吸振器长度方向和宽度方向的第一阶固有频率与发动机怠速时的主要激振频率接近，从而确定橡胶柱高度；
D：将动力吸振器安装在方向盘内或转向柱上，测量怠速时方向盘的振动值，逐渐调整质量块质量，直到怠速时方向盘的振动值达到可接受的范围，从而确定质量块的质量；
E：根据上述步骤获得的橡胶柱高度、质量块质量和安装底座、质量块的形状、尺寸参数，最终确定转向系统动力吸振器的设计。
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