吳旭，王朝斌，朱鑫，朱雄，周鵬（國(guó)家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心［襄陽(yáng)］，襄陽(yáng) 441004）

汽車試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)路面懸架速度特性統(tǒng)計(jì)分析

吳旭，王朝斌，朱鑫，朱雄，周鵬
（國(guó)家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心［襄陽(yáng)］，襄陽(yáng) 441004）

本文以某品牌乘用車為試驗(yàn)對(duì)象，參照某公司耐久性試驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)，采集試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)各個(gè)路面試驗(yàn)數(shù)據(jù)并對(duì)得到試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)各個(gè)路面的懸架速度特性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

汽車試驗(yàn)場(chǎng)； 懸架速度 ；統(tǒng)計(jì)分析

1　引言

車輛懸架起著緩和路面沖擊及控制車身運(yùn)動(dòng)的作用，對(duì)車輛的操縱穩(wěn)定性及舒適性均產(chǎn)生重要影響，而懸架的運(yùn)動(dòng)速度，主要是減振器的速度特性，又在其中起著關(guān)鍵性的作用。對(duì)于減振器來(lái)說不同的運(yùn)動(dòng)速度下有著不同的阻尼力，其在底盤中所起作用也不盡相同，高速度段的阻尼力主要緩和大的路面凹凸造成的剛性沖擊，低速度段的阻尼力主要是控制車身運(yùn)動(dòng)。而在減振器調(diào)教中選取的速度大小及涵蓋的幅度主要取決于我國(guó)實(shí)際的道路情況及所配備的車輛狀況這兩方面因素。

汽車試驗(yàn)場(chǎng)為研發(fā)車輛的重要試驗(yàn)基地，在研發(fā)階段的車輛耐久性能及其減振器調(diào)教大部分工作主要在汽車試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行。而對(duì)于汽車試驗(yàn)場(chǎng)來(lái)說，各種路面的速度特性是不盡相同的，其對(duì)應(yīng)的實(shí)際道路也不盡相同，因此對(duì)試車場(chǎng)內(nèi)各路面懸架速度特性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以為乘用車開發(fā)過程中減振器調(diào)教工作提供一定的指導(dǎo)意義。

2　試驗(yàn)依據(jù)

在整車試驗(yàn)中所有相關(guān)的速度量均為非直接測(cè)量量，而是通過直接測(cè)量的位移量進(jìn)行微分處理獲得的速度量，dv=dL/dt，如陀螺儀測(cè)得的速度量是通過GPS得到的車輛位移量的基礎(chǔ)上進(jìn)行微分過來(lái)的。利用數(shù)學(xué)計(jì)算得到的速度信號(hào)中會(huì)不可避免的會(huì)產(chǎn)生一些高頻雜音信號(hào)，因此需要對(duì)得到的速度信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理，V=F（v），F(xiàn)為低通濾波處理。基于這一原理，可以通過測(cè)量懸架的位移量，進(jìn)而對(duì)位移量進(jìn)行微分處理之后進(jìn)行低通濾波處理即可獲得懸架的速度特性。

3　試驗(yàn)設(shè)計(jì)及儀器安裝

依據(jù)上述的設(shè)想，以懸架位移為輸入量通過微分法得到懸架的速度特性，就要求在測(cè)量懸架位移特性時(shí)的傳感器有足夠高的頻響特性才能滿足試驗(yàn)要求，文獻(xiàn)［2］提出的一種測(cè)量車身相對(duì)輪心位移的方法滿足試驗(yàn)要求，且該方法已大量應(yīng)用于實(shí)際車輛開發(fā)試驗(yàn)工作中。因此本文以某品牌乘用車為試驗(yàn)對(duì)象，在車輛左前、右前懸架上安裝位移傳感器，依照某公司耐久性試驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)，采集該車輛在試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)各個(gè)路面的懸架位移的時(shí)間歷程，下圖為試驗(yàn)車輛位移傳感器安裝效果圖。

4　數(shù)據(jù)處理與分析

4.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集

參照某公司東風(fēng)汽車試驗(yàn)場(chǎng)耐久性試驗(yàn)規(guī)范，在試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行一個(gè)循環(huán)耐久路線的數(shù)據(jù)采集，根據(jù)該耐久規(guī)范將試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)路面分為5個(gè)區(qū)域（以下分別簡(jiǎn)稱為：a、b、c、d、e五個(gè)區(qū)域），下圖為試驗(yàn)樣本中的a區(qū)域中部分路面懸架行程運(yùn)動(dòng)時(shí)間歷程曲線。

4.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

對(duì)在該試驗(yàn)中所獲取的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行微分處理，即可獲得懸架的速度特性，下圖為a區(qū)域中部分路面懸架運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)時(shí)間歷程曲線示例。

由于懸架的速度是通過懸架位移微分計(jì)算出來(lái)的結(jié)果，為避免由于計(jì)算算法帶來(lái)的高頻雜音，對(duì)速度信號(hào)進(jìn)行50Hz的低通濾波處理［3］，下圖為低通濾波處理后a區(qū)域中部分路面懸架運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)時(shí)間歷程曲線示例。

4.3試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

參照4.2節(jié)的數(shù)據(jù)處理方法，對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)各區(qū)域路面試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理得到試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)各路面的懸架速度特性，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析如表1、表2所示：

表1　左前懸架各區(qū)域路面速度特性統(tǒng)計(jì)分析

表2　右前懸架各區(qū)域路面速度特性統(tǒng)計(jì)分析

從表1及表2可以看出：

（1）、總體來(lái)看試驗(yàn)場(chǎng)所有路面上懸架運(yùn)動(dòng)速度主要集中在0.7m/s以內(nèi)（概率超過98%）；

（2）、試驗(yàn)場(chǎng)所有路面上懸架運(yùn)動(dòng)最大壓縮速度為1.708m/s、拉伸速度最大1.559m/s，二者出現(xiàn)的概率均小于1%；

（3）、在a、b、d、e、g區(qū)域路面懸架運(yùn)動(dòng)速度較小，且比較集中主要在0.35m/s以內(nèi)；

（4）、在c、f區(qū)域路面懸架運(yùn)動(dòng)速度分布相對(duì)較廣；

5　實(shí)際應(yīng)用及展望

5.1應(yīng)用效果

通過第4節(jié)分析中可以看出，在東風(fēng)汽車試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)減振器運(yùn)動(dòng)速度（包含拉伸、壓縮、分布概率超過90%）小于1m/s，通過該試驗(yàn)，為在MTS減振器性能試驗(yàn)臺(tái)中進(jìn)行減振器性能測(cè)試中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注0.05 m/s～1m/s之間的速度特性提供了理論支持。

對(duì)于該試驗(yàn)車型在進(jìn)行減振器性能調(diào)教時(shí)在概率比較大的速度段進(jìn)行有目的的性能試驗(yàn)，同時(shí)實(shí)車評(píng)價(jià)時(shí)可選擇c、f區(qū)域路面進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。利用該方法可為研發(fā)工作中的底盤調(diào)教及減振器匹配中主觀評(píng)價(jià)工作提供了客觀理論依據(jù)。

6　結(jié)論

本文以某品牌乘用車為試驗(yàn)對(duì)象，參照某公司耐久性試驗(yàn)規(guī)范采集東風(fēng)汽車試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)一個(gè)循環(huán)工況下的各路面左、右驅(qū)動(dòng)輪懸架運(yùn)動(dòng)行程的時(shí)間里程曲線。并在此基礎(chǔ)上，對(duì)懸架運(yùn)動(dòng)行程的時(shí)間里程曲線處理得到左、右驅(qū)動(dòng)輪懸架運(yùn)動(dòng)速度時(shí)間歷程曲線，進(jìn)而對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)各區(qū)域路面情況下懸架運(yùn)動(dòng)速度特性分布。該結(jié)果可為乘用車研發(fā)，尤其是研發(fā)工作中的底盤調(diào)教及減振器匹配及驗(yàn)證工作，提供重要的借鑒意義。

［1］張小龍, 潘登, 姜山, 等.基于加速度的汽車懸架位移實(shí)時(shí)測(cè)試方法試驗(yàn)研究［J］.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2013, 44（10）：15-22.

［2］王朝斌, 吳旭, 熊吉.汽車車輪輪心與車身相對(duì)位移測(cè)量方法的探討［J］.汽車科技, 2014, 5：41-44.

［3］趙曉鵬, 馮樹興, 張強(qiáng), 等. 越野汽車試驗(yàn)場(chǎng)載荷信號(hào)的采集與預(yù),處理技術(shù)［J］.汽車技術(shù), 2010, 9：38-41.

專家推薦

鄧祖國(guó)：

本文通過對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)各種路面的懸架速度特性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，獲得了試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)路面上懸架運(yùn)動(dòng)速度的分布概率；為乘用車的底盤調(diào)教及減振器匹配中主觀評(píng)價(jià)工作提供了客觀理論依據(jù)；對(duì)乘用車開發(fā)試驗(yàn)工作具有一定的借鑒意義。

The Statistical Analysis of the Velocity of Suspension in Automobile Proving Ground

WU Xu, WANG Chao-bin, ZHU Xin, ZHU Xiong,ZHOU Peng
（ National Automobile Quality Supervision and Test Center［Xiangyang］, Xiangyang 441004, China ）

In this paper, a passenger car as the test object, according to a company's durability test specifications for testing, the test data was collected in DongFeng proving ground. And then the velocity of suspension calculated by the test data were analyzed statistically in DongFeng proving ground.

automobile proving ground； the velocity suspension； statistical analysis

U467.4+91

A

1005-2550（2016）03-0082-06