b)后减震器刚度分析:大阳踏板车的后减震器与进口车及国外品牌车相比弹簧刚度较大,换用国外品牌车型的后减震器后,振动没有明显减弱。
c)后减震器下连接点位置:对比进口车及国外品牌车,后减震器下连接点位置均在发动机输出轴(后轮中心)的后方,如图10所示。
根据以上对比分析,大阳踏板车振动最根本的问题是骑行加速时,各速度段都存在明显振动,而吊挂结构,缓冲块的硬度、形状及吊挂尾管的刚度等,并不是引起振动的主要因素。
2 踏板车发动机吊挂静态受力分析
国外某品牌踏板车发动机吊挂结构如图11所示。后减震器给发动机施加力F1,发动机本身重力为G0;单独对发动机进行受力分析,绕后轮中心C点旋转,F1与G0所产生的力矩方向相反,起到平衡作用,使A点(吊挂与发动机连接点)所受的力最小,从而使A点的缓冲套受挤压变形最小,有效地缓解了振动。
大阳踏板车发动机吊挂结构如图12所示。通过对该发动机吊挂进行受力分析发现,绕后轮中心C点旋转,F1与G0所产生的力矩方向相同,使发动机前部绕后轮中心C点向下旋转,为使发动机平衡,吊挂必须在A点对发动机施加很大的力,从而使A点(吊挂与发动机连接点)的缓冲套挤压变形严重,不能有效地缓解振动。
大阳踏板车受力分析计算:
a)测发动机质心:经测量,发动机所受重力G0= 406 N,吊挂连接点A到后轮中心的距离为515mm,在A点施加一垂直向上的力F2,保持发动机平衡,使发动机仰角符合整车设计角度;测得F2=216 N,从而算出发动机的质心到后轮中心的距离X0二515F2/G0=515×216/406=274 mm。如图13所示。
b)测减震器对发动机的作用力F,:后减震器的弹簧总刚度为20.8 N/mm,弹簧的预压力为235 N;当骑乘者坐上后,弹簧的压缩量为21 mm时,算出F1=235+20.8×21=671 N
c)测算发动机平衡时,A点应施加的力大小及方向:减震器施加的力F1可分解为水平力F11和垂直力F12;需要施加的平衡力F3可分解为水平力F31和垂直力F32。吊挂对发动机的作用力情况如图14所示。
d)根据计算进行实物验证:根据以上计算,选用一弹簧将A点吊挂到车架上,弹簧刚度为19 N/mm,弹簧拉伸量L=295/19=15.5 mm。
在车架上按计算量焊接一弹簧挂钩,悬挂弹簧拉住发动机后进行骑乘验证,振动明显减弱,解决了“三麻”问题。
3 结论
后减震器下吊挂点的位置涉及发动机静态下的平衡,对整车振动有较大的影响。因此,在整车设计时,对减震器的吊挂位置必须进行计算,吊挂点的延长线必须在后轮中心的附近,否则就要增加一结构,使发动机在静态下与吊挂之间无作用力,使发动机振动及地面冲击不通过吊挂及后减震器传递给骑乘者,从而解决了“三麻”问题。