2012年摩托車振動原因

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上摩托車振動問題分析 旋轉(zhuǎn)體在沿著軸心線旋轉(zhuǎn)時，由于旋轉(zhuǎn)體質(zhì)量分布的不均勻，會產(chǎn)生離心力，從而造成振動。曲軸在工作時，除了上述的振動外，還有活塞上下往復(fù)運動產(chǎn)生的運動慣量，這就是摩托車振動產(chǎn)生的主要原因。摩托車的振動，是一個十分復(fù)雜的力學(xué)過程。摩托車發(fā)動機工作時，有幾種力運動的參與，會產(chǎn)生周期性的激振力，這種激振力會使發(fā)動機曲軸系統(tǒng)及發(fā)動機整體產(chǎn)生振動，通過與摩托車車架的剛性連接，把振動傳遞到車架上。然后，在車架的銳角形狀的連接部位形成共振，被放大，形成頻率較高的振幅，給騎乘者帶來極為不舒服的感覺。如圖一所示：部分的振動表現(xiàn)在手把管上面。部分表現(xiàn)在座墊上面。部分表現(xiàn)在后

2、貨架上面。部分表現(xiàn)在擱腳架上面。 圖一同時，摩托車在粗糙的路面上行駛時，道路的起伏不平也將激勵摩托車作上下往復(fù)運動。如何減少這些有害的激勵振動對摩托車行駛時的影響，提高摩托車行駛的舒適性，是摩托車振動研究的一個重要課題。一、摩托車發(fā)動機產(chǎn)生振動原因摩托車振動主要是由發(fā)動機引起的。摩托車發(fā)動機在工作時，有幾個振動源：1、燃燒室內(nèi)混合空氣在爆燃時產(chǎn)生的振動；它的振幅和發(fā)動機轉(zhuǎn)速一致。振動的傳遞方向基本上是沿著氣缸體的軸心線往曲軸的旋轉(zhuǎn)中心傳遞。2、活塞上下往復(fù)直線運動形成的運動慣量；其質(zhì)量相當高，以CG150為例，活塞重量在193g左右時，活塞運動的最大運動慣量能達到6.8千克/Cm。它所形成的振

3、動，也就是人們常說的一階運動慣量振動。它的振幅頻率與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速一致。3、活塞上下往復(fù)直線的運動，通過連桿和曲柄的作用，轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動。其間產(chǎn)生的軸向運動，因曲柄平衡塊的重心偏移，也會形成振動。這就是人們所說的二階運動慣量振動,它的振幅頻率是發(fā)動機轉(zhuǎn)速的二倍。4、參與發(fā)動機工作的各高速旋轉(zhuǎn)運動部件;如磁電機、離合器等，因為加工誤差，整體質(zhì)量分布不均勻，在高速旋轉(zhuǎn)時，質(zhì)量產(chǎn)生偏移，也會形成一定的振動。本人曾經(jīng)對一臺振動較大的大陽100型摩托車做過解體檢查、分析。發(fā)現(xiàn)它的磁電機不平衡率超過了18g/Cm。更換了一個不平衡率4g/Cm的磁電機轉(zhuǎn)子后，振動問題得以解決。 發(fā)動機振動二；摩托車振動產(chǎn)生的

4、機理前文所述，活塞在進行上下往復(fù)運動時，會產(chǎn)生很大的運動慣量，對發(fā)動機和及其相關(guān)聯(lián)的部件，造成極大的振動。為了平衡這種運動慣量，曲軸在設(shè)計時，曲柄在與活塞相對應(yīng)的方向，有加厚部分，用于減弱、平衡活塞的運動慣量。但是，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速不是固定的，活塞的運動慣量會隨著轉(zhuǎn)速的不同而產(chǎn)生變化，這種平衡的效果，尤其在發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時，往往不明顯。 圖二任何單缸發(fā)動機曲軸，都有動平衡的檢查指標。檢查曲軸的動平衡，主要目的是為了控制曲軸的傾角和平衡率，排量200cc以下的動平衡檢測，一般用以下的圖形進行表述圖三 圖四圖三是曲軸360°轉(zhuǎn)動過程中，活塞在每個角度的運動慣量。每10度取一個數(shù)值，用g/cm

5、表述。其中慣量最大的方向即為曲軸的平衡傾角。圖四是活塞運動慣量形成的慣性力矢量端點軌跡橢圓。其數(shù)值表述方法與圖一表述方法一致。其數(shù)值大的方向，稱其為長軸，其數(shù)值小的方向，稱其為短軸。因為單缸發(fā)動機的曲軸是由左右曲柄組成，因左右曲柄在鍛打、加工過程中的誤差，重量往往不一致，就會造成不平衡。這種不平衡對發(fā)動機振動的影響也是相當大的。其技術(shù)要求一般都是平衡率75%。發(fā)動機工作時產(chǎn)生激振力 ，其垂直方向的激振力 。在這些干擾力的作用下，發(fā)動機將會產(chǎn)生受迫振動。發(fā)動機振動的運動微分方程為1：傳到車架的力 與激振力 之比為力傳遞率 ，其表達式為1：式中： -激振頻率與系統(tǒng)固有頻率之比；-為系統(tǒng)的固有頻率，

6、 ；三；降低摩托車振動的措施 圖五單缸發(fā)動機所用的曲軸，其慣性力矢量端點軌跡橢圓的長短軸所指向的方向，就是振動最大的地方。從圖五可以看得出日本人在設(shè)計CG摩托車的思路；汽缸體中心線在與水平面相垂直方向，向前傾斜了15°，傾角為75°。二者相加，正好90°。矢量主、副軸方向指向前、后輪軸，利用輪胎和前、后減震器的吸震能力，有效降低了摩托車的振動幅度。但是，曲軸在生產(chǎn)過程中，不可能保證產(chǎn)品傾角和平衡率的完全一致，總有5%±的誤差。同時國內(nèi)一些摩托車生產(chǎn)廠家，在制造摩托車過程中，沒有考慮到曲軸動平衡中的傾角、平衡率，和車架裝配的匹配問題，致使矢量主軸指向了部位

7、，通過車架柱梁的傳遞，把激振力傳遞到車架銳角部位，被放大，形成了激烈的振動，給騎乘者帶來極不舒服的感覺，同時，還會對車架造成極大的危害。 根據(jù)以上分析，得出了發(fā)動機及摩托車整車的受迫振動規(guī)律?；谶@些規(guī)律，目前在摩托車減振方面的措施大致有以下幾種：1、消除振源激勵的存在是產(chǎn)生受迫振動的原因，因此消除振動的根本方法是消除產(chǎn)生激勵的來源。在摩托車設(shè)計時，可以根據(jù)摩托車車身對激振力響應(yīng)的特性，對曲柄連桿，活塞機構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，合理地布置加配質(zhì)量的大小和方向，將慣性力矢量端點軌跡橢圓的長短軸比率調(diào)整合適，將長軸方向調(diào)整到車身對激振力最不敏感方向，從而使不平衡力對整車所產(chǎn)生的振動最小。2、避開共振區(qū)當干

8、擾力頻率與系統(tǒng)（發(fā)動機或整車）固有頻率相等，即 時，產(chǎn)生共振現(xiàn)象，此時振動激烈。由于發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速范圍很寬，要求全部轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)不出現(xiàn)共振是不可能的。但根據(jù)發(fā)動機工作的特點，工作轉(zhuǎn)速范圍由低至高大致可分為起動過程區(qū)、怠速運轉(zhuǎn)區(qū)、加速過渡區(qū)和常用工作轉(zhuǎn)速區(qū)四個區(qū)段。怠速運轉(zhuǎn)區(qū)和常用工作轉(zhuǎn)速區(qū)是常用區(qū)段，所以一般盡可能把發(fā)動機的固有頻率安排在起動過程里，使其有較低的固有頻率，以免發(fā)生共振。3、采用適當?shù)母粽衿鲝囊陨戏治隹芍?，發(fā)動機通過橡膠隔振器連接在車架上時，合理增大橡膠隔振器的阻尼比，可以降低發(fā)動機傳遞給整車的振動輻值；特別在共振區(qū)，可以顯著抑制共振放大率。同時合理選擇橡膠隔振器的剛度，使時，系統(tǒng)

9、進入隔振區(qū)，對發(fā)動機的振動進行有效的隔離。合理選擇車架減振器的剛度及阻尼，也可以降低路面?zhèn)鬟f給整車的振動輻值，有效起到減振作用。4、提高車架抗振能力合理設(shè)計車架結(jié)構(gòu)。車架的線型設(shè)計要有利于車架吸收振動，提高車架的剛度有利于提高整車的固有頻率，從而提高車架的抗振能力，減少對振動的響應(yīng)。 影響車架剛度的因素很多，主要包括車架的結(jié)構(gòu)形式、車架構(gòu)件的幾何參數(shù)和截面形狀及大小、材料和加強板的設(shè)置等，其中截面形狀及幾何參數(shù)對車架剛度的影響最大。具體可采用以下措施：a) 合理配置車架幾何參數(shù)4：車架轉(zhuǎn)向立管的后傾角及后減振器的安裝傾角應(yīng)合理設(shè)置。轉(zhuǎn)向立管的后傾角變小，車架抗彎剛度將提高；加強轉(zhuǎn)向立管上部支撐能夠有效提高扭轉(zhuǎn)剛度；后減振器安裝傾角變小，會使后減振器水平變形能量減少，垂直變形能量增加，從而增加整車垂直方向上的振動。設(shè)計規(guī)范要求轉(zhuǎn)向立管后傾