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转向系统NVH问题简析
2019-08-27 00:11:56· 来源：汽车NVH云讲堂 作者：吕兆平
转向系统是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。转向系统由转向操纵机构、转向传动机构以及转向助力机构
转向系统是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。
转向系统由转向操纵机构、转向传动机构以及转向助力机构构成。
转向操纵机构的主要零件是方向盘，方向盘作为驾驶员直接接触的部位，其振动的大小和形式直接影响驾驶员的心情和情绪，是体现汽车NVH品质的重要因素，它的振动主要有如下两种形式:
1.方向盘旋振(Nibble)：是指汽车在平坦公路上行驶时，方向盘径向抖动的一种形式，通常为方向盘的垂向。并且地板也能够明显感知的垂向振动。
2.方向盘摆振(Shimmy)：是指汽车在平坦公路上行驶时，车轮绕主销的持续振动导致方向盘出现的摆动现象，通常是指方向盘的横向(见图1)。英文用Shimmy表示。
图1 方向盘摆振机理
方向盘摆振问题，是一个综合的系统性问题：
①首先引发摆振问题的振动形多，有强迫振动、系统共振、自激振动；
②其次涉及零部件广泛，传递路径多，几乎涵盖了悬架、转向系统所有部件。
摆振的影响因素
Nibble 摆振的影响因素主要体现在以下几个方面(见图2)：
第一：制造时轮胎的不均匀性、车轮的静不平衡和动不平衡，以及车轮的装配不平衡；
静态不平衡：相对于旋转轴的不对称表现为静态不平衡， 其合成的效果是在车轮平面内旋转的力。
动态不平衡：
沿旋转轴不均匀和不对称的质量分布引起动态的不平衡。动态不平衡对车轮最重要， 因为它的激励可能产生转向振动。
图2 轮胎的不平衡示例
第二：由于部件生产尺寸不合格，累计误差，导致前束角不满足设计要求，从而影响车轮绕主销振动；
第三；摆臂衬套生产不合格或使用一段时间后老化，以及部件磨损引发摩擦阻尼变化导致悬架系统模态变化而发生共振，或者部件发生自激振动，导致悬架系统呈现增幅振动。
第四：由于制造或使用后，转向器阻尼发生变化。
图3 摆振的影响因素
摆振的控制因子：主要为衬套刚度、下横臂的几何布置等因素。
摆振的控制案例:
本案例来自重庆长安闵福江的《底盘NVH控制与开发应用》PPT,在此表示感谢。
表1 摆振的控制案例
转向系统噪声
转向系统的噪声主要来源于转向传动机构，产生转向系统噪声的激励源有以下几种:
1）齿轮齿条啮合激励。
图3 齿轮齿条的啮合激励
2) 小齿轮式电动助力转向系统(P-EPS )带传动摩擦啮合激励、滚珠丝杠激励、电机电磁力激励。
图4 P-EPS转向系统噪声的内部激励
3) 直接助力式电动助力转向器(D-EPS )齿轮啮合激励、电机电磁力激励。
图5 D-EPS转向系统噪声的内部激励
转向系统典型噪声发生原因及评价控制方法
表2 转向系统典型噪声发生原因及评价控制方法
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