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牧马人、吉姆尼等前硬桥车死亡抖动根本原因分析

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准天使

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发表于 2017-2-25 21:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
死亡抖动即前硬桥车(牧马人、吉姆尼等)在某一车速过一颠簸,转向开始左右抖动,车身也随之左右震荡而且振动越来越厉害的恐怖现象,感觉车随时会散架。
由于死亡抖动的车身振动频率基本不变,而且每个硬桥车都有对应的振动车速,第一反应这应该是个系统振动问题
这里阐述一下我的推测,我认为死亡抖动实际就是轮胎在硬桥上的摇摆振动。而且还是一种受迫振动。


上图为前桥转向抖动的物理简化模型,这里不包含转向减震器,轮胎摆到两边后都有悬挂杆系限位(即小车撞到两边弹簧),轮胎在摆动中间游走的过程是无阻力过程(即小车在两弹簧之间反复游走),当小车撞到弹簧后,会被反弹到另一边弹簧,如此无休止反弹下去。


然后我这里提到的死亡抖动为何是受迫振动,受迫振动即小车在两弹簧间游走的过程中还受到一个与运动方向相同的外力作用使得小车加速,这样就会导致振动越来越激烈。下面我们就来寻找这个外力的来源。


俯视图看轮胎变形与相位变化
我们从轮胎的振动模态来看,形象的表现如上图所反映的一种想象,轮胎在轮辋上会产生一个相对轮辋坐标系的来回振动的情况,这个振动周期是一个定值。只要轮胎相位切换的频率(车速相关)与轮胎系统模态即振动周期对应,这个力矩始终会对轮胎偏摆推波助澜。这就是振动模型的外力来源。不同质量的轮胎系统变形模态频率不一样,质量大的频率低,轮胎惯性变形慢,所以对应的轮胎相位变化速度要求也低。这就是为何换大轮胎的车死亡抖动的车速低。比如改装大轮胎的牧马人抖动时速为40,普通吉姆尼为80


那么有人会问,为什么独立悬挂的车没有死亡抖动发生呢,我认为独立悬挂的车轮胎的振动变形会在变形状态转到上下指向的时候引起悬挂振动从而被减震和连接胶套吸收,如上图情况所示。硬桥车可没有这个功能。


那么硬桥车怎么破死亡抖动呢,最直接的方法是上转向减震器,因为模态变形产生的转向偏摆能量是振动系统外力的来源,只要用强有力的转减吸收掉这个偏摆能量,比如上图减震器,就没有剩余能量累积到振动反弹,振动就会被抑制。如果转减性能削弱,便不能完全吸收轮胎变形模态造成的偏摆能量,有剩余能量累积到下一循环就会导致能量的逐渐叠加产生逐渐加重的死亡抖动。
对于不同质量和直径大小的轮胎,轮胎振动模态频率和变形能量也不同,基本规律是质量大直径大的轮胎振动频率低而且变形能量也大,需要抑制这种能量的转减阻尼也要增加。这就是很多改装牧马人加强转减的内在原因。

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发表于 2017-2-26 15:28 | 显示全部楼层
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准天使

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注册2011-7-9
发表于 2017-3-1 14:34 | 显示全部楼层
20抖动的原因,我觉得是因为转向拉杆的长度是固定的,也就是方向机摆臂端球头到右轮球头距离是固定的,假设平路行车时转向拉杆是水平的,那么,右轮不管是入坑还是压凸起物,2个轮子都会左转!!!有人想得明白吗!这就是20轮子摆动的原因。牧马人摆动有2个原因,一个是和我们20一样,上面这个原因,另一个就是它是5连杆,4根纵连杆固定前桥不能前后运动,1根横连杆,也就是止推杆固定前桥不能左右移动,当车子在不平的路面上下颠簸时,前桥是以止推杆为半径,止推杆和大梁的固定点为圆心,做圆周运动,其实微观来看,前桥和大梁有轻微的左移或右移(取决于入坑还是压凸起物)
风景在路上

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发表于 2017-3-1 14:42 | 显示全部楼层
假设平路行车时转向拉杆是水平的,那么,右轮不管是入坑还是压凸起物,2个轮子都会左转!是因为转向拉杆从直角三角形的直角边,变成了斜边,所以 转向,但前桥2个轮子在后倾角和内倾角的作用下,有自动回正的力,所以,又会摆到另一个方向
风景在路上

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发表于 2017-3-1 14:42 | 显示全部楼层
解决办法 就是装一个合适的转向减震
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越野e族爱心善举2017阿拉善英雄会英雄

发表于 2017-7-23 11:11 | 显示全部楼层
以前我看帖很傻,只看帖不回帖,看到论坛里好多比我后注册的人都成长老了,我才后悔莫及,于是我保存了这段话,每看一贴就复制黏贴,慢慢的,我也能成为长老了!
SIR
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发表于 2018-12-5 22:26 来自手机 | 显示全部楼层
我改了80关刀前桥,就不抖了

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发表于 2020-6-3 12:12 | 显示全部楼层
wow121831 发表于 2018-12-5 22:26
我改了80关刀前桥,就不抖了

以前我看帖很傻,只看帖不回帖,看到论坛里好多比我后注册的人都成长老了,我才后悔莫及,于是我保存了这段话,每看一贴就复制黏贴,慢慢的,我也能成为长老了!

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发表于 2020-9-23 15:42 | 显示全部楼层
吉姆尼大王销位置加垫片

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注册2018-7-6
发表于 2020-11-10 13:51 | 显示全部楼层
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