某型号内燃叉车护顶架振动实验研究

　　国内某叉车企业在现有品牌的基础上进行了自主研发,开发了新系列小吨位内燃叉车。该系列产品已出口到欧美等地,深受市场欢迎。在使用中发现叉车怠速时护顶架振动明显,用肉眼就可以分辨出来。若在护顶架上安装车窗,则会因护顶架的振动引起车窗振动,从而产生新的噪声。制造商怀疑怠速时的振动是共振现象,若是共振则需对整车结构进行较大的改进,企业成本无疑将增加。本文在大量实验数据的基础上对怠速时护顶架的振动进行初步的分析和研究,以确定是共振还是强迫振动。

　　1　怠速时护顶架振动产生的原因

　　该系列内燃叉车的主要动力是4缸2冲程柴油发动机。柴油发动机都是多缸往复式的,其功率的输出是借曲柄连杆机构将活塞的往复运动转变为曲轴的回转运动,运动时其动力是不平衡的,振动力源主要是气体爆发压力和机构运动所产生的惯性力。

　　零部件的加工尺寸误差及装配误差也会引起振动,柴油机各曲柄连杆机构的实际尺寸没有达到设计要求,造成各缸产生的1、2谐次的惯性激振力不平衡,从而产生几十赫兹范围内的低频振动。另外,该型号叉车车架发动机左右支脚的高度理论上应该在同一水平面上,但从装配后的成品车上测得的实际数据是左支脚比右支脚高2·5 mm,因此产生一定扭矩,引起叉车振动。

　　2　怠速时护顶架振动实验

　　2·1　叉车的坐标系

　　小型内燃叉车的机构十分紧凑,与轿车类似,故这里借用汽车的坐标系,如图1所示:X坐标是从车前到车后方向,原点位于叉车最前方; Y坐标是从驾驶员到操纵杆的方向,原点放在左右的中点; Z坐标表示由下到上的方向,原点在地线上。地线是指叉车在路面行驶时,障碍物所容许的最高位置。

　　图2为动力装置坐标系。沿着发动机和变速器方向为X轴,与X垂直的方向为Y轴, Z轴垂直地面向上。

　　当动力装置坐标与叉车坐标一致时,称为动力装置纵向布置,如图3a;当动力装置坐标与叉车坐标不一致时,称为动力装置横向布置,如图3b。

　　2·2　护顶架的振动实验

　　(1)振动测量

　　如图4a、图4b所示,在叉车护顶架上安装4个加速度传感器,分别测量X、Y方向的振动。

　　振动加速度测量结果分别对应图5a、5b。从图5中可以明显看出,在25·63 Hz处无论是X方向还是Y方向,在加速度频谱图上都有明显的尖峰,4个传感器在X、Y方向上测得的振动加速度值见表1。

　　从表1中可以看出,护顶架在X方向上的振动加速度值明显大于在Y方向上的振动加速度值。根据伯努利—欧拉梁方程