轿车振动与试验场路面关系的试验研究
利用多通道的eDAQ数据采集系统测试轿车在试车场不同可靠性路面上行驶的加速度和应变信号，通过数据分析和处理得出相同车速、不同路面下轿车振动强度关系。同时，对轿车各部件对不同路面的响应情况和敏感度进行研究， ...
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 利用多通道的eDAQ数据采集系统测试轿车在试车场不同可靠性路面上行驶的加速度和应变信号，通过数据分析和处理得出相同车速、不同路面下轿车振动强度关系。同时，对轿车各部件对不同路面的响应情况和敏感度进行研究，为今后设计针对车辆总成和零部件考核的试验场提供参考。 随着汽车试验新技术的应用和大批进口设备的引进，轿车的振动情况受到越来越多的关注。目前，汽车厂家对于轿车在不同路面的振动情况以及轿车各部件对不同路面的响应情况和敏感程度这方面的研究很少。  轿车振动测试方案 1.测试对象 本文选择某轿车作为测试对象，在轿车的不同部位布置传感器。  2. 测试工况 测试试验是在某试车场的可靠性路面上进行的。根据试车场的可靠性试验规范要求，不同的可靠性路面要求的行驶车速不同。为了研究和对比需要，我们规定了几种测试工况（见表1）。  3. 测试系统 测试系统主要由数据采集系统、各种传感器和连接线束组成。其规格型号、生产厂家和具体数量见表2。本文所采用的eDAQ数据采集系统结构紧凑，坚固耐用，采用模块化设计，可以实现所有模拟信号通道相互独立，并且同步采集。每通道最高采样频率达100 kHz。奇石乐仪器公司生产的单向加速度传感器量程为±50 g，满足测试要求。  4. 选择测点布置传感器 考虑到对振动的敏感程度，我们选择轴头位置和底盘零部件（如摆臂、副车架和扭转梁）上应力集中的10个部位作为测点（见图1）。 在轿车的车轮轴头位置布置了4个单向加速度传感器，分别编号为测点1（左前轮轴头）、测点2（右前轮轴头）、测点3（左后轮轴头）和测点4（右后轮轴头）。在摆臂、副车架和扭转梁上选择应力集中部位作为测点粘贴应变花，摆臂上编号为测点5和测点6，副车架上编号为测点7和测点8，扭转梁上编号为测点9和测点10。  相同车速不同路面下的测试结果比较 我们利用eDAQ数据采集系统测试轿车车轮轴头和摆臂、副车架和扭转梁上各测点的响应情况，测试工况按照表1要求，采样频率设置为1024 Hz，采用低通滤波，截止频率设置为80 Hz。  1. 车速30 km/h行驶时各路面振动比较 按照测试工况1的要求，由同一驾驶员驾驶轿车行驶在比利时路、短波路和卵石路面上，车速为30 km/h，由数据采集系统测试得到的数据见图2。通过对测试数据进行分析和统计处理得到轴头加速度数值见表3。为了直观表示数据大小关系，采用折线图表示（见图3）。  2. 车速20 km/h行驶时各种路面振动比较 按照测试工况2的要求，由同一驾驶员驾驶轿车行驶在鱼鳞坑路、凸块路和圆饼路面上，车速为20 km/h，由数据采集系统测试得到的数据见图4。通过对测试数据进行分析和统计处理得到轴头加速度数值见表4。为了直观表示数值关系，我们做出了如图5所示的折线图。  各部件对路面的敏感程度测试结果 1. 扭转梁在不同路面上的应力分布 通过数据采集系统测试扭转梁在各不同路面上的应变数据，对数据结果进行统计分析处理可以得到扭转梁对各种路面的敏感程度。扭转梁应变数据见图6，应力数据统计结果见表5，图7为扭转梁应力水平图。 2. 副车架在不同路面的应变分布 通过数据采集系统测试副车架在各不同路面上的应变数据，对数据结果进行统计分析处理可以得到副车架对各种路面的敏感程度。副车架应变数据见图8，应力数据统计结果见表6，图9为副车架应力水平图。  3. 摆臂在不同路面的应变分布 通过数据采集系统测试摆臂在各不同路面上的应变数据，对数据结果进行统计分析处理可以得到摆臂对各种路面的敏感程度。摆臂应变数据见图10，应力数据统计结果见表7，图11为摆臂应力水平图。  结论 通过对相同车速不同可靠性路面工况下的轿车振动情况进行测试和分析处理试验数据，得出结论如下： （1）由同一驾驶员驾驶轿车以车速为30 km/h行驶在比利时路、短波路和卵石路上，由图9轴头加速度数据折线图可以看出比利时路上振动强度最大，卵石路次之，短波路最小； （2）由同一驾驶员驾驶轿车以车速为20 km/h行驶在鱼鳞坑路、凸块路和圆饼路面上，由图11轴头加速度数据折线图可以看出鱼鳞坑路上振动强度最大，圆饼路次之，凸块路最小。 通过测试轿车底盘各部件在不同路面上的应变数据，对数据结果进行统计分析处理可以得到扭转梁、副车架以及摆臂对各种路面的敏感程度结论如下： （1）由图13、图15和图17可以看出扭转梁、副车架以及摆臂在鱼鳞坑路面上的应变数值最大，在短波路面上的应变数值最小，这说明扭转梁、副车架以及摆臂对鱼鳞坑路最敏感，而对短波路面最不敏感。 （2）按照底盘部件在各可靠性路面上的应力水平大小可将底盘部件对各路面的敏感程度排序见表8。 本文利用多通道可同步采样的eDAQ数据采集系统测试轿车不同部位在某试车场可靠性路面上的振动情况，并对测试数据进行分析处理得出结论。这些结论能够指导我们制定适合各类轿车的可靠性试验规范，对于设计针对车辆总成和零部件考核的试验路面提供了重要的数据支持。 作者：白雪娟 范振峰 刘如意 文章来源：长城汽车股份有限公司技术中心、河北省汽车工程技术研究中心 |
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