NVH開發之車輪側向剛度

物理定義：

車輪側向剛度是指車輪的輪心點軸向的側向剛度，其大小的物理意義表徵了車輪側向的抵抗變形的能力，其值越大表明瞭車輪抵抗變形的能力越強。

分析意義：

車輪的側向剛度是描述車輪側向抵抗形變的能力，側向剛度越大抗變形能力越強。車輪側向剛度可以作為車輪傳遞特性重要指標之一，其大小能有效決定輪胎的隔振效能，同時影響結構噪聲傳遞路徑，進而影響到整車噪聲。

車輛運動時，路面的激勵導致的結構噪聲首先是作用到輪胎上，然後透過車輪上的輪輞傳遞到輪輻，進而透過懸架傳遞到車內。輪輻和輪輞之間的傳遞特性是整條傳遞路徑的重要一環。如何在設計階段有效控制車輪的傳遞特性非常重要。

理論分析：

車輪是由輪輻和輪輞兩部分組成，分析車輪的側向剛度是把輪輻和輪輞簡化成兩個自由度的系統。

將輪輻和輪輞的質量分別用ｍ１和ｍ２表示，這樣自由狀態的車輪就可以類比成兩自由度無阻尼自由系統，Ｆ１和Ｆ２為激勵力，ｘ１和ｘ２為位移，ｋ為系統剛度。當激勵力在車輪中心位置，方向為側向（車輪軸向）時的剛度ｋ定義為車輪的側向剛度，則

式中，f1和f2分別代表車輪

的共振峰頻率和反共振峰頻率，M為車輪的質量。

影響分析：

側向剛度的提升對路躁效能的最佳化有著一定的開發意義，車輪側向剛度每提升10KN/mm，粗糙路面的噪聲水平約可最佳化0。5dB（A）。

同時，側向剛度大的車輪能有效改善中頻段的整車聲振傳遞特性，論文《車輪側向剛度對整車路噪效能的影響》中對比了側向剛度分別是75KN/mm和35KN/mm下的聲振傳遞函式，發現，在０～２00Hz頻段範圍內，兩者差別不明顯；在200～400 Hz頻段範圍內，側向剛度為75KN/mm的車輪普遍優於側向剛度為35 KN/mm的車輪。側向剛度大的車輪能有效改善中頻段的整車聲振傳遞特性。