汽车转向系统模态提升方案研究

李 朔

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

转向系统是驾驶员平时密切接触的系统之一，而转向系统抖动是消费者投诉最多的问题之一。目前国家对转向系统模态无强制要求，我司要求转向系统模态必须达到35Hz，本文主要研究某车型转向系统模态提升方案。

1 转向管柱模态影响因素

转向系统模态设计难度大，影响因素很多，其中转向系统模态的主要因素有五个：a）转向管柱自身强度；b）仪表板横梁总成自身强度；c）白车身强度；d）转向管柱与仪表板横梁连接处强度；e）仪表板横梁总成与白车身连接强度。

2 某车型转向系统模态问题解决方案

2.1 某车型转向系统模态现状

转向系统上装配有方向盘，气囊，点火锁，组合开关，转向电机等。白车身采用全约束方案。加载上述附件并将模型搭载在白车身上后进行CAE分析计算，根据CAE分析结果，转向系统上下摆动模态31.59Hz（见图1），左右摆动模态39.42Hz（见图2），其中上下摆动模态远低于目标值35Hz。

图1 上下摆动模态

图2 左右摆动模态

2.2 影响因素排查

根据CAE分析结果，查找变形突变区域，突变区域即为模态薄弱区域。初步锁定薄弱区域有四处：a）仪表板横梁总成前端；b）仪表板横梁白车身前围安装点；c）转向管柱支架；d）白车身前围上边梁。

2.3 确定整改方案

根据模态薄弱区域及薄弱因素初步制定以下方案：方案一，封闭仪表板横梁总成前端支架及白车身支架（见图3）；方案二，增加转向管柱支架加强筋，提升安装强度（见图4）；方案三，增加前围上边梁料厚，料厚由1.0mm增加到1.2mm（见图5）。

图3 封闭结构

图4 管柱支架加强筋

图5 前围上边梁

3 转向管柱模态分析确认

根据三个加强方案，做出数据，导入Anysys进行CAE分析，根据分析结果，得到方向管柱模态如下表。

表1

4 结论

应用文中论述的模态提升的设计方法，辅以CAE分析对某车型转向系统模态设计模拟和优化，找出最优方案，最终转向系统模型模态超过企业性能目标要求，为后期实车验证提供了有利的前期保障。

参考文献

[1] 邓晓红,付勇智. 汽车方向盘怠速共振的模态优化及分析[J]. 科技创新与应用,2014,24:97.

[2] 潘威,毕锦烟,许翔,等乘用车怠速方向盘振动优化[J].噪声与振动控制,2014,36(6);61-64.

[3] 田德旺.汽车转向系统避免怠速共振的模态优化方法.