摩托车整车系统的振动特性分析
摩托车车架振动控制及优化探讨

摩托车车架振动控制及优化探讨摘要:在摩托车制造过程中,振动水平是衡量其品质的一个重要指标。
由于摩托车的振动问题,不但会影响其平顺性和乘坐舒适性,还会引起车身及相关零件的疲劳损坏。
因此,在摩托车的研发和生产中,车架的设计是非常重要的。
关键词:摩托车车架;振动控制;优化引言目前,我国摩托车市场正呈现出年轻化、个人化的趋势,这对摩托车的振动舒适度、行驶安全性等方面的要求也越来越高。
所以,对摩托车的振动特征进行研究是很有必要的。
因此,需要针对某型摩托车车架、主副脚的振动特性,运用实验、理论、仿真等手段对其进行研究。
一、摩托车车架的合理性研究(一)摩托车车架的设计理念实践证明,对于摩托车的寿命及平顺性,车架的振动性能是最直接的。
为使其更具实用性、更具品质、更具效率,各生产企业都在不断地改变自己的思维,不断地进行设计,不断地进行创新,以求更好地完成摩托车车架的设计。
因为整个车架结构的合理与否,直接影响到行车的安全与平顺性,所以在车架结构的设计中,必须要达到车架的强度与硬度、精度、质量、成本、外观等方面的要求。
(二)摩托车车架振动的影响因素第一,外部激励对车架振动的影响。
从过往使用者的经验来看,摩托车在驾驶过程中,最大的动力来源是路面状况与发动机。
所以,在摩托车车体中,应具备与之相适应的力学属性。
在摩托车结构中,由于自身的固有频率和外部激励频率的相互影响,摩托车结构容易发生谐振,从而导致结构的严重破坏。
不平整的路面会对框架的振动性能产生影响。
以砂砾路为对象,通过横向对比分析,发现同等速度下,砂砾路的砂砾路较砂砾路更好。
因此,在摩托车车架建造时,应依据应用情况及有关需求,对车架的有关构造参数作适当的调整[1]。
第二,整车结构对车架振动的影响。
在摩托车的构造中,发动机一般都是由螺丝与车体相连的,由于发动机的重量较大,因此它是一种振动源。
对电机的激励,主要来源于由曲轴机构所产生的力和力矩,其中包含了交流惯性运动、旋转惯性力、气体力和倾斜离合器力矩,这些力矩与曲轴的力矩的方向是相反的。
摩托车振动问题分析

摩托车振动问题分析旋转体在沿着轴心线旋转时,由于旋转体质量分布的不均匀,会产生离心力,从而造成振动。
曲轴在工作时,除了上述的振动外,还有活塞上下往复运动产生的运动惯量,这就是摩托车振动产生的主要原因。
摩托车的振动,是一个十分复杂的力学过程。
摩托车发动机工作时,有几种力运动的参与,会产生周期性的激振力,这种激振力会使发动机曲轴系统及发动机整体产生振动,通过与摩托车车架的刚性连接,把振动传递到车架上。
然后,在车架的锐角形状的连接部位形成共振,被放大,形成频率较高的振幅,给骑乘者带来极为不舒服的感觉。
如图一所示:①部分的振动表现在手把管上面。
②部分表现在座垫上面。
③部分表现在后货架上面。
④部分表现在搁脚架上面。
图一同时,摩托车在粗糙的路面上行驶时,道路的起伏不平也将激励摩托车作上下往复运动。
如何减少这些有害的激励振动对摩托车行驶时的影响,提高摩托车行驶的舒适性,是摩托车振动研究的一个重要课题。
一、摩托车发动机产生振动原因摩托车振动主要是由发动机引起的。
摩托车发动机在工作时,有几个振动源:1、燃烧室内混合空气在爆燃时产生的振动;它的振幅和发动机转速一致。
振动的传递方向基本上是沿着气缸体的轴心线往曲轴的旋转中心传递。
2、活塞上下往复直线运动形成的运动惯量;其质量相当高,以CG150为例,活塞重量在193g左右时,活塞运动的最大运动惯量能达到6.8千克/Cm。
它所形成的振动,也就是人们常说的二阶运动惯量振动。
它的振幅频率与发动机的转速的二倍。
3、活塞上下往复直线的运动,通过连杆和曲柄的作用,转换为旋转运动。
其间产生的轴向运动,因曲柄平衡块的重心偏移,也会形成振动。
这就是人们所说的二阶运动惯量振动,它的振幅频率是发动机转速一致。
4、参与发动机工作的各高速旋转运动部件;如磁电机、离合器等,因为加工误差,整体质量分布不均匀,在高速旋转时,质量产生偏移,也会形成一定的振动。
本人曾经对一台振动较大的大阳100型摩托车做过解体检查、分析。
摩托车整车系统的振动特性分析

摩托车整车系统的振动特性分析
崔宇航;史春涛;张国莹;刘建军
【期刊名称】《小型内燃机与摩托车》
【年(卷),期】2008(037)006
【摘要】在基于虚拟样机技术的摩托车多体动力学模型中导入有限元柔性车架模型,建立了更为真实的摩托车整车虚拟动力学模型.通过对仿真参数的精确确定,对摩托车整车振动特性进行了详细的分析.
【总页数】4页(P73-76)
【作者】崔宇航;史春涛;张国莹;刘建军
【作者单位】天津内燃机研究所,天津,300072;天津内燃机研究所,天津,300072;天津内燃机研究所,天津,300072;天津内燃机研究所,天津,300072
【正文语种】中文
【中图分类】TK421.6
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3.以摩托车整车为基础的车架振动响应优化设计 [J], 颜长征;邓兆祥
4.降低两轮轻便踏板摩托车整车振动对策的研究 [J], 马书义
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某型摩托车振动原因分析及对策

某125型摩托车振动原因分析及对策摘要:通过对某125型摩托车骑行时速60公里时的振动现象分析,找到原因并采取相应的解决措施。
关键词:振动、原因分析、对策1 引言在摩托车新产品研制过程中,经常会遇到整车振动的现象,从方向把、坐垫、脚踏等传来的振动让骑乘者有发麻的感觉,很不舒服。
同时, 整车的振动将影响到车体部件的强度及耐久性, 影响到电气装置的可靠性,为此,必须分析原因,找出震源并采取相应的措施解决这一问题。
2 某125型摩托车振动原因分析及对策2.1 振动现象及原因分析众所周知,摩托车都有一个共振点,不同厂家不同型号的摩托车共振点不同,在共振点上,整车的振动明显,会让骑乘者明显感到手脚发麻。
因此,所有型号的摩托车都要考虑如何避免共振点出现在骑乘者常用的骑行时速范围内,以确保骑乘者的舒适感。
我们的摩托车产品技术研发人员在开发某125型摩托车的过程中,对样车进行试车时发现,当骑行时速达60公里时整车振动较大,手脚明显感到发麻,而这一时速恰恰是骑乘者常用的骑行速度,因此,为了保障绝大多数骑乘者的舒适感,必须从技术上解决这一问题。
为了解决这一技术问题,我们的研发人员对可能存在的震源逐一进行排查,终于发现震源主要来自车架的结构刚度不足。
为此,研发人员共同研讨、论证,最终一致决定对车架上的某些结构设计进行技术改进,提高车架整体刚度,增强其抗震性。
2.2 解决振动现象的对策图1 某125型摩托车车架为了解决摩托车骑行时速60公里时出现的振动问题,我们结合多年的研发经验,通过采用排查方法,发现是由车架的结构刚度不足所致,为此,我们对车架的结构进行改进,如加厚车架焊管壁厚、增加加强板等(见图1)。
具体措施有:1)将车架前部焊管1、2、3、4的管壁厚由1.5 mm加厚至2.0mm,由经验公式“压力=(壁厚×2×钢管材质抗拉强度)/(外径×系数)”可知,在只改变壁厚不改变材质和焊管外径的情况下,单根管的承载能力约为原来的1.3倍,这样在提高这些零件强度的同时也可提高车架整体的结构刚度从而提高抗震性;2)车架焊管由热轧钢管改为冷轧钢管,因为热管是在再结晶温度以上进行的轧制,经过热轧之后,钢材内部的非金属夹杂物(主要是硫化物和氧化物,还有硅酸盐)被压成薄片,出现分层(夹层)现象。
摩托车振动舒适性分析与改进_徐中明

摩托车振动舒适性分析与改进徐中明1 张志飞1 周 坤2 罗春其2 苏周成11.重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆,4000302.重庆建设摩托车股份有限公司,重庆,400050摘要:从车体动态特性分析入手分析研究摩托车振动舒适性。
以某125摩托车为例,采用仿真和试验相结合的方法分析摩托车车架、车架挂发动机的模态特性,建立了一种有效的简化了的车架挂发动机有限元模型。
分析了发动机对车体动特性的影响,以及车体动特性与激励的匹配关系。
针对该车架提出了改进方案,模态分析表明车体结构模态特性得到了改善。
整车平顺性道路试验结果表明改进后的车架较好地改善了整车振动舒适性。
关键词:摩托车;车体;模态分析;振动舒适性中图分类号:U 483 文章编号:1004 132X(2007)24 3009 05Analysis and Improvement of Motorcycle Vibration ComfortXu Zho ng ming 1Zhang Zhifei 1 Zhou Kun 2 Luo Chunqi 2 Su Zho ucheng 11.State Key Laboratory of M echanical Tr ansm issio n,Chongqing University,Chongqing,4000302.Chongqing Jianshe M otorcycle Co.Ltd,Chongqing,400050Abstract :Vibration comfort of motor cycle w as analyzed and improved from the v iew of dy nam ic character istic o f motor cycle body.The modal analyses of a certain 125CC m otorcy cle frame w ith and w ithout engine w ere carried out through experimental method and finite elem ent metho d.Results show that the simplified finite element m odel o f frame w ith engine is accurate.T he effect of eng ine on modal characteristic of body and the matching o f body w ith the ex citations fro m engine and road w ere analyzed.An improved pro ject w as presented to improve mo dal characteristics of the mo to rcy cle body,and w as validated by ex perimental mo dal analy sis and r oad test of riding comfort,w hich show that the ride quality is effectively im pro ved by amended body.Key words :motorcycle;bo dy;modal analysis;v ibration co mfort收稿日期:2006 10 23基金项目:国家重点科技攻关项目(2004BA434C -4);教育部留学回国人员科研启动基金资助项目(2004-527)0 引言摩托车的振动舒适性已成为评价摩托车的一个重要指标。
摩托车车架的振动特性分析与研究

(.hj n n u t 1 ei gId s y& Ta eV ct n l ol eaAuo t ea dMehncl n ier gC l g ; . olg f ng met Z a r rd o a oa C l g . tmoi n ca i gnei o ee b C l eo a e n, i e v aE n l e Ma
较车 架 不 同位 置 ,把 手 是最 容 易被 振 动 的 部位 。
关 键 词 :车架 ; 自由振动 ;调和振动;振动频率;振动模态;有 限元素法
中图分类号 :T 13 H 2
文献标识码 :A
文章编号:17- 15(02 303-5 6200 2 1)0-080
An l i nd R e e r h 岫 t d ̄ a i n fM o o c c e ■l 岫 e a yssa s a c 0 heV' r to o tr y l '
பைடு நூலகம்
Ab t a t B sdo e mer d l go ot r o — e l try l f me tesbet n lz s h re s r c : ae ngo tcmo ei f i n UG s f e nat wh e mooc ce r ,h u jc a a e ef wa wo a y t e
i t ep r wh c s l ey t et e s eo i r td. s h a t ih i mo t i l b i fvb a e s k o h t
K e w or : t ry l a ; e ir t n h r n cvb t n v b ain f q e c ; ir t nmo e f t l n t o y ds moo c ce me f ev ba i ; amo i ir i ; ir t e u n y vb a o d ;mi ee r f r o a o o r i e me t h d me
摩托车整车系统的振动特性分析

摩托车整车系统的振动特性分析摘要:摩托车的振动水平,是衡量摩托车制造质量的一个重要指标,它给摩托车乘人员的感受是最直接和表面的。
在振动环境中,振动不仅会降低骑乘舒适性,而且会干扰、妨碍手的动作,使人精力难以集中,感到疲劳并且可能引发安全事故。
如果振动强度足够大,或者长期在相当强度的振动环境里工作,则可能对人的神经系统、消化系统、心血管系统、内分泌系统、呼吸系统等方面造成危害和影响。
对此,本文对摩托车整车系统的振动特性进行分析,并提出改进措施。
关键词:摩托车;整车系统;振动特性;措施一、摩托车整车系统振动特性评估(1)由于路面激励产生的振动频率较低,对人体舒适性影响较大,因此考虑一下仅在路面激励单独作用下的响应。
下面以驾驶员感觉比较明显的手把、座垫以及脚踏处的垂直及仰俯振动为例说明,对侧向振动不予考虑。
(2)摩托车产生的振动有2种,一是发动机产生的振动发动机工作时,由曲轴、连杆、活塞等不平衡质量产生周期性变化的惯性载荷,引起发动机受力不平衡从而产生振动,经悬挂装置传至车身,引起整车的振动。
二是摩托车行驶时地面波动产生的振动。
第2种振动主要通过前后减震器的匹配来消除发动机振动造成的整车振动,该振动频率为50~100Hz,是对人体影响较大的振源,车架设计不好时振幅可达0.05~1.3mm甚至更大,使人难以忍受,极大影响了骑乘舒适性。
(3)摩托车整车骑乘振动感觉是整车商品性评价的重要一项,振动的测评主要有方向把部位、鞍座部位及脚踏板部位。
随着车速的提高,既发动机转速的提高,骑乘舒适度 (振感 )开始变化,这主要取决于发动机的振动水平,整车和发动机的匹配与共振点的调整。
对不同状况的整车进行评点,再用现代检测设备采集振动图谱 (该套设备含整车试验台架、振动传感器、电脑与专用软件,以同车、同速、同状况的评点与振动图、谱,对应录入系统,建立标准数据库及试验作业指导书。
具体作法:把要评价的车固定在台架上,按指导书要求在指定位置上贴好感应器,按指导书要求由试车员操纵试验并据,整理数据形成报告供评价使用。
摩托车边车的动力系统振动与噪音控制

摩托车边车的动力系统振动与噪音控制摩托车作为一种便捷的交通工具,在现代社会中广泛使用。
然而,摩托车在行驶过程中会产生振动与噪音,对骑手和周围环境都带来一定的影响。
因此,控制摩托车边车的动力系统振动与噪音成为一个重要的课题。
摩托车边车的动力系统由发动机、离合器、传动系统等组成。
这些部件在运作过程中会产生振动,进而传递给车身和骑手,导致不适感和疲劳。
同时,动力系统运转时产生的噪音也会对骑手和周围环境造成干扰。
为了降低摩托车边车的动力系统振动和噪音,可以从以下几个方面入手。
首先,优化发动机设计。
发动机是摩托车边车动力系统的核心部件,其振动与噪音直接影响整车的舒适性。
通过合理调整发动机的结构,采用减振措施,可以有效减少振动和噪音的产生。
例如,在发动机上安装减振垫片、减振器和隔音材料,可以有效降低振动和噪音的传递。
其次,改进传动系统。
传动系统在转动过程中会产生振动和噪音,对车身和骑手造成影响。
通过改进传动系统的设计,可以减少振动和噪音的产生。
例如,采用优质的传动链条和减震器,结合合理的传动比,可以有效降低振动和噪音的产生。
第三,加强车身减振措施。
车身是振动和噪音传递的主要路径之一,因此加强车身的减振措施对于降低摩托车边车的振动和噪音至关重要。
可以在车身上增加减振装置,如悬挂系统、减振垫片等,有效减少振动的传递。
此外,使用隔音材料对车身进行包裹,可以降低噪音的产生和传播。
第四,科学调节车辆运行参数。
车辆运行参数的调节对振动和噪音的控制至关重要。
例如,调整发动机的点火和供油系统,使其工作在最佳状态,可以减少振动和噪音的产生。
此外,合理设置车轮的平衡和轮胎的气压,也可以降低振动和噪音的产生。
最后,加强维护保养和检测。
定期对摩托车进行维护保养和检测,可以及时发现和解决动力系统振动和噪音的问题。
例如,检查并更换老化的零部件,调整和紧固松动的连接件等,可以提高摩托车边车的振动和噪音控制效果。
总之,摩托车边车的动力系统振动与噪音控制是一项重要的任务。
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摩托车整车系统的振动特性分析
摘要:摩托车的振动水平,是衡量摩托车制造质量的一个重要指标,它给摩托
车乘人员的感受是最直接和表面的。
在振动环境中,振动不仅会降低骑乘舒适性,而且会干扰、妨碍手的动作,使人精力难以集中,感到疲劳并且可能引发安全事故。
如果振动强度足够大,或者长期在相当强度的振动环境里工作,则可能对人
的神经系统、消化系统、心血管系统、内分泌系统、呼吸系统等方面造成危害和
影响。
对此,本文对摩托车整车系统的振动特性进行分析,并提出改进措施。
关键词:摩托车;整车系统;振动特性;措施
一、摩托车整车系统振动特性评估
(1)由于路面激励产生的振动频率较低,对人体舒适性影响较大,因此考
虑一下仅在路面激励单独作用下的响应。
下面以驾驶员感觉比较明显的手把、座
垫以及脚踏处的垂直及仰俯振动为例说明,对侧向振动不予考虑。
(2)摩托车产生的振动有2种,一是发动机产生的振动发动机工作时,由曲轴、连杆、活塞等不平衡质量产生周期性变化的惯性载荷,引起发动机受力不平
衡从而产生振动,经悬挂装置传至车身,引起整车的振动。
二是摩托车行驶时地
面波动产生的振动。
第2种振动主要通过前后减震器的匹配来消除发动机振动造
成的整车振动,该振动频率为50~100Hz,是对人体影响较大的振源,车架设计
不好时振幅可达0.05~1.3mm甚至更大,使人难以忍受,极大影响了骑乘舒适性。
(3)摩托车整车骑乘振动感觉是整车商品性评价的重要一项,振动的测评主要有方向把部位、鞍座部位及脚踏板部位。
随着车速的提高,既发动机转速的提高,骑乘舒适度 (振感 )开始变化,这主要取决于发动机的振动水平,整车和发动机的匹配与共振点的调整。
对不同状况
的整车进行评点,再用现代检测设备采集振动图谱 (该套设备含整车试验台架、
振动传感器、电脑与专用软件,以同车、同速、同状况的评点与振动图、谱,对
应录入系统,建立标准数据库及试验作业指导书。
具体作法:把要评价的车固定
在台架上,按指导书要求在指定位置上贴好感应器,按指导书要求由试车员操纵
试验并据,整理数据形成报告供评价使用。
如图1
摩托车振动舒适性评价图1
二、摩托车车架结构分析与改进
1.车架与激励的匹配关系
摩托车行驶过程中,主要受到路面激励和发动机激励。
因此摩托车车体的结
构动特性必须具有与激励相适应的力学特性,如果车体的固有频率与激励频率相
耦合,会使摩托车车体发生共振,会使整车振动剧烈,甚至产生局部破坏等。
结
合摩托车的实际情况,对摩托车车体的模态性能提出以下要求:
1)车体频率应该避开悬架系统的频率。
2)车体的模态频率应避开发动机怠
速运转频率,最好避开发动机常用转速下的激励频率。
3)车体模态频率应该尽
可能避开路面激励的频率范围。
4)车体振型应尽可能光滑、避免突变。
摩托车
悬架系统簧上质量偏频一般在2—3Hz左右,簧下质量(车轮)偏频一般低于20Hz,车体的固有频率远远高于此频率,因此悬架系统的频率不会和车体相耦合。
2.发动机影响
摩托车发动机一般是通过螺栓直接刚性联结在车架上的,而且发动机质量较大,本身又是振源。
发动机的激励源于曲柄连杆机构所产生的作用力和力矩,包
括往复惯性力、旋转惯性力、气体作用力和与曲轴扭矩相反的翻倒力偶矩,其中,气体作用力在发动机机体上互相抵消,只使机体产生拉伸或压缩应力,并不传递
到机体之外的支架上,而翻倒力偶矩、往复惯性力和旋转惯性力通过发动机机体
传至支架上。
在发动机工作范围内,发动机激励和车架结构有可能发生频率耦合。
因此应
设法改善车架结构特性。
车体的结构特性不单单只是频率幅值和振型,还包括阻
尼比,模态的阻尼比越大,表明结构自身的阻尼越大,能快速衰减振动。
改善结
构特性有几个方面:提高模态频率、增加阻尼。
由于摩托车车体为钢结构,其本
身阻尼较小,应设法增加阻尼材料,以提高阻尼,可以减小频响函数幅值,在相
同激励下使系统响应得到衰减,从而减小振动。
3.车架和过桥工艺分析
车架刚度对车架的固有频率有很大的影响,要提高车架的抗振能力,减少对
外界激励的响应就要从提高车架的刚度着手。
影响车架刚度的因素很多,主要包
括车架的结构形式,车架构件的几何参数和截面形状及大小、材料及加强板的设
置等。
摩托车车架结构示意图1
1)改进车架A向处结构设计,将原来的设计图尺寸16mm改为20mm,保证车
架上安装过桥的左端面至车架中心平面尺寸为147mm,尺寸误差不大1.5mm,
这样即使车架制造存在误差,也能保证减振摇臂的运动空问,防止摇臂减振杆与
车架上减振摇臂限位板干涉而造成振动。
(2)提高车架焊接夹具精度,保证B—B轴线与车架中心平面垂直,其垂直度
应小于0.02,即车架B—B轴线两端点相对于车架主管处 x、z尺寸误差不大于
1.5mm。
图2
过桥结构下意图2
(3)要求配套厂方能严格将减震橡胶块 I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V 、Ⅵ邵尔硬度按图纸要求的 65、65、65、65、70、70制作;(4)装配工艺上,调整过桥一发动机连接螺母紧固力矩,由原来的60N·m调整到45N·m,防止紧固力矩过大引起过桥摇臂
上的减振杆歪斜。
经过以上四项解决措施后,重新进行样车道路试验,摩托车方
向把振动剧烈现象消失,整车振动问题基本解决。
结束语:摩托车具有复杂的结构,发动机和路面的振动激励经过车身的传递后,最终作用在骑乘人员的身上,产生不适感。
传统的摩托车振动控制采用对原
型车进行试修改的方法,周期长,成本高,而且无法预知每一个结构修改的减振
效果。
对此,本文通过上述总结如下:(1)通过对车架总体型式的选择,局部
结构的优化设计及巧妙匹配,同样也能减小振动,大大提高整车骑乘舒适性。
(2)摩托车合理装配工艺也是提高摩托车整车性能和质量的重要因素。
(3)在
摩托车在发动机中加入平衡轴,使得一阶往复惯性力大大减小,这样振源振动强
度得到了抑制,使得摩托车整体的振动得到了非常有效的降低。
(4)在振源和
减振体之间加入能够减少振动传递的机构。
在摩托车发动机的安装中可以采用弹
性悬挂技术,减少发动机向车架的振动传输。
(5)改进摩托车结构减振利用已
经建立的摩托车整车有限元模型可以非常方便、快捷的试验各种结构修改措施,
并虚拟分析出其减振效果,通过分析认为有效的方法可以在实车上应用,通过试
验检测其最终效果。
参考文献:
[1]李加庆.摩托车振动舒适性测试系统搭建及应用[J].小型内燃机与摩托
车,2014,43(03):77-81.
[2]伯勇.摩托车车架动态特性分析与改进设计(3)[J].摩托车技术,2012(05):41-44.。