2.按振动系统分类
按振动系统来分类,振动可以分为刚性振动和弹性振动。
1)刚性振动
刚性振动属于质量振动和弹簧振动。质量在无形状变化的情况下振动,如刚性体加弹簧,悬架支撑车身的振动就是刚性振动。
2)弹性振动
弹性振动是一种连续振动,如弦线振动或空气振动。在汽车上,地板或车身面板的振动就是弹性振动。
二、汽车振动的来源
汽车上的振动是多种多样的,根据引起振动的振动源分析,主要有以下几种。
1.发动机振动
引起发动机振动的原因是曲轴扭矩的变化,它会影响到旋转零件的平衡。曲轴扭矩变化的原因有:4 缸发动机曲轴旋转2 周点火 4 次,使发动机转速发生 2 阶振动;5 缸发动机曲轴旋转 2 周点火 5 次,使发动机转速发生2.5 阶振动;6 缸发动机曲轴旋转 2 周点火 6 次,使发动机转速发生 3 阶振动。
1 阶振动是受激物体的振动频率与振动源的频率一致时产生的振动,2 阶振动是受激物体的振动频率为振动源频率的2 倍时产生的振动。长条状物体易出现大的振动,也可能因杠杆作用而产生大的振动。
2.不平衡的旋转质量
当旋转质量偏离重心时,旋转质量出现不平衡。当物体试图在重心位置旋转,而且还要绕旋转轴旋转,因此底座沿旋转轴振动,称为不平衡。不平衡的发动机、传动轴或轮胎,均会造成此类振动。
① 平衡:在不移动物体(像天平那样)的情况下测量质量的平衡叫静平衡,即在一个表面上的平衡。
②动平衡:动平衡是在2个表面上的平衡。通常,当旋转物体较厚时,仅修正静不平衡是不够的,因此宽车轮比普通车轮更需要动平衡。这种现象在传动轴和其它旋转零件上也很普遍。当动平衡正确时,整个平衡包括静平衡就都正确了。
③离心力:旋转质量的离心力随转速的平方增加,因此当转速增大时,即使轻微的不平衡也会变得很大。例如,当车轮的不平衡质量为60g、轮辋半径为20cm、转速为 1200r/min 时,不平衡相当于186N 的激振力。
3.连接角
由连接角(如传动轴、驱动轴的连接)引起的沿旋转方向的振动有以下几个特性:
①产生等于本身旋转频率 2 倍的振动频率,即 2 阶振动。例如,由连接角引起的传动轴振动频率是其旋转频率的 2 倍,由连接角引起的驱动轴振动频率也是其旋转频率的2 倍。
②连接角的角度越大,激振力越大,反之亦然。例如,如果轴完全平衡,在 0°时不产生激振力。汽车的实际状况是根据不同的情况而改变的,因此连接角变化,激振力也变化。
③振动是不等速的。
④由于连接角变化,转速和扭矩也产生变化。
4.轮胎均匀度
轮胎的振动由不平衡或不均匀、跳动以及力的变化引起。跳动包括径向跳动和轴向跳动,由跳动引起的激振力不会随车速的增加而增大。对于车 轮 总 成 , 轮 胎 的 跳 动 应 小 于1.0mm,可以用轮胎整形机来修正较大的跳动。轮胎的振动频率与轮胎的转速成正比。
径向力的变化是由于轮胎圆周的刚度均匀性、轮胎的跳动量和车轮总成的跳动量引起的,为了进行修正,要测量轮胎径向力的变化和轮胎跳动量,将轮胎上的最大质量处对准车轮上的最小质量处。影响轮胎均匀度的因素如图 1 所示。
5.静摩擦系数与动摩擦系数之间的差异
静摩擦系数与动摩擦系数之间的差异会引起振动,如雨刮片的振动、离合器的振颤等。振动力(激振源)引起物体振动,沿振动传递路线到达振动零件(最后振动区域),使人感受到振动。通过改善激振源,一般可以获得令人满意的减振效果,声音的传递路线和振动零件也可以进行改善。