梁坤豐，李麗，蔡富業(yè)，陳喜，陸千強(qiáng)

(上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司，廣西柳州 545007)

橡膠懸架與板簧懸架車(chē)型振動(dòng)測(cè)試對(duì)比分析

梁坤豐，李麗，蔡富業(yè)，陳喜，陸千強(qiáng)

(上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司，廣西柳州 545007)

介紹國(guó)內(nèi)某重卡品牌的橡膠懸架與板簧懸架重卡對(duì)比振動(dòng)測(cè)試，通過(guò)在車(chē)橋和車(chē)架的合適位置上布置振動(dòng)信號(hào)的采集點(diǎn)，利用加速度信號(hào)數(shù)據(jù)采集儀采集振動(dòng)信號(hào)，通過(guò)對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析，得出橡膠懸架的隔振率明顯優(yōu)于板簧懸架的結(jié)論。

橡膠懸架；板簧懸架；重卡；隔振率

0 引言

懸架是汽車(chē)的車(chē)架與車(chē)橋或車(chē)輪之間傳力或連接裝置的總稱，懸架的主要作用是傳遞作用在車(chē)輪和車(chē)身之間的一切力和力矩，比如支撐力、制動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)力等，并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車(chē)身的沖擊載荷、衰減由此引起的振動(dòng)、保證乘員的舒適性、減小貨物和車(chē)輛本身的動(dòng)載荷。如果懸架的隔振效果不好，就會(huì)使路面不平整導(dǎo)致的振動(dòng)引起車(chē)架、駕駛室的振動(dòng)，不僅會(huì)影響駕駛室的舒適性，還會(huì)影響到其他零部件的工作性能及壽命，甚至?xí)斐闪悴考倪^(guò)早失效破壞。因此懸架的隔振率是衡量懸架性能的一個(gè)重要指標(biāo)。

橡膠懸架是一種用橡膠彈簧代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼板彈簧的一種新型懸架系統(tǒng)。由于橡膠自身有著質(zhì)量輕、能承受大變形、變剛度、內(nèi)阻尼的優(yōu)點(diǎn)，使得橡膠懸架在承載性、燃油經(jīng)濟(jì)性、減隔振性能方面都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的板簧懸架。在中國(guó)，橡膠懸架還是一種新型的懸架系統(tǒng)，目前正處于推廣階段。為對(duì)比橡膠懸架與板簧懸架的性能，為國(guó)內(nèi)某主機(jī)廠某款重卡做一次橡膠懸架和板簧懸架車(chē)型的振動(dòng)對(duì)比測(cè)試。

1 振動(dòng)測(cè)試

1.1 測(cè)試原理及測(cè)試設(shè)備簡(jiǎn)介

一個(gè)完整的振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)一般由拾振環(huán)節(jié)、放大和分析處理等三大環(huán)節(jié)組成。其功用如下：

拾振環(huán)節(jié)。拾振環(huán)節(jié)是振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的基本環(huán)節(jié)，測(cè)試儀器常稱為拾振器。拾振器能將振動(dòng)參數(shù)如位移、速度、加速度等轉(zhuǎn)換為便于處理和存儲(chǔ)的信號(hào)，拾振器的性能決定著整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的性能。在振動(dòng)測(cè)試時(shí)，還要根據(jù)測(cè)試目的合理選擇測(cè)量參數(shù)，此次選擇測(cè)量的參數(shù)為振動(dòng)加速度，因?yàn)榧铀俣扰c載荷成正比，是研究動(dòng)力強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度的重要依據(jù)。

放大環(huán)節(jié)。放大環(huán)節(jié)是把拾振器收集到的信號(hào)(一般都是電信號(hào))，加以放大，便于后續(xù)的分析和處理。

分析處理環(huán)節(jié)。分析處理環(huán)節(jié)是對(duì)測(cè)試到的信號(hào)進(jìn)行分析及處理的環(huán)節(jié)，根據(jù)測(cè)試目的不同，常用的分析處理方法有頻譜分析、相關(guān)分析、快速傅里葉變換分析、概率統(tǒng)計(jì)分析等。

此次測(cè)試具體的測(cè)試原理及用到的相關(guān)儀器設(shè)備如圖1所示。

圖1 測(cè)試原理簡(jiǎn)圖

此次測(cè)試采用DASP-V10多功能測(cè)試分析系統(tǒng)，此系統(tǒng)能對(duì)多種信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集與分析處理，測(cè)試實(shí)物如圖2所示。

圖2 測(cè)試設(shè)備實(shí)物圖

1.2 測(cè)點(diǎn)的選擇及布置

此次振動(dòng)測(cè)試的目的主要是評(píng)判兩種不同懸架的隔振性能，因此兩輛被試車(chē)輛除了中后橋采用的懸掛方式不同外，其他配置基本一樣。懸架上振動(dòng)傳遞的方向一般都是從車(chē)橋傳遞到車(chē)架，因此只需測(cè)量車(chē)橋和懸架上方車(chē)架的振動(dòng)特性，就能分析出懸架的隔振性能。所以，此次測(cè)試在兩種不同車(chē)型的車(chē)橋和懸架上方車(chē)架的合適位置布置測(cè)點(diǎn)，此次測(cè)試的測(cè)點(diǎn)布置位置選擇了左中橋、右后橋及懸架正上方的車(chē)架，如圖3所示。在所有測(cè)點(diǎn)均測(cè)試縱、橫、垂3個(gè)方向的振動(dòng)加速度。

圖3 測(cè)試時(shí)的測(cè)點(diǎn)布置

1.3 測(cè)試環(huán)境及測(cè)試工況

此次測(cè)試路面為平直的瀝青路面，測(cè)量時(shí)天氣陰、氣溫22～25 ℃、風(fēng)速小于3 m/s，路面略濕。為對(duì)比兩種車(chē)型的空載和滿載的性能，分別對(duì)兩種車(chē)型不帶掛車(chē)時(shí)的空車(chē)和帶掛車(chē)后的重車(chē)進(jìn)行了測(cè)試。分別采集了整車(chē)在25～75 km/h(速度間隔為5 km/h)勻速行駛時(shí)不同測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)信號(hào)。

2 振動(dòng)測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析

2.1 車(chē)橋上測(cè)點(diǎn)振動(dòng)分析

通過(guò)對(duì)3輛相同工況的重卡進(jìn)行測(cè)試，采集車(chē)橋上測(cè)點(diǎn)的測(cè)試數(shù)據(jù)，得出如圖4—6所示的3組數(shù)據(jù)。

圖4 一號(hào)重卡車(chē)橋上測(cè)點(diǎn)振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)

圖5 二號(hào)重卡車(chē)橋上測(cè)點(diǎn)振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)

圖6 三號(hào)重卡車(chē)橋上測(cè)點(diǎn)振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)

由圖4—6可知：在空載和滿載時(shí)，在中橋和后橋上，橡膠懸架重卡車(chē)型車(chē)橋上的垂向、橫向和縱向的振動(dòng)均明顯大于板簧懸架，尤其是在右后橋垂向無(wú)掛75 km/h時(shí)，橡膠懸架車(chē)型的振動(dòng)加速度均方根值最大值略大于8 mm/s2，而板簧懸架車(chē)型在此時(shí)的振動(dòng)加速度均方根值最大值略大于4 mm/s2，約為橡膠懸架的1/2。這表明橡膠懸架重卡在行駛時(shí)受車(chē)輪的激擾更大或者輪胎的隔振效果不好。

2.2 懸架上方車(chē)架測(cè)點(diǎn)振動(dòng)分析

通過(guò)對(duì)3輛重卡懸架上方車(chē)架測(cè)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，得出如圖7、圖8、圖9所示的3組數(shù)據(jù)。

圖7 一號(hào)重卡車(chē)架上測(cè)點(diǎn)振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)

圖8 二號(hào)重卡車(chē)架上測(cè)點(diǎn)振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)

圖9 三號(hào)重卡車(chē)架上測(cè)點(diǎn)振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)

由圖7—9可知：在懸架上方車(chē)架測(cè)點(diǎn)，空載和滿載時(shí)，橡膠懸架車(chē)型在垂向、橫向和縱向的振動(dòng)均比板簧懸架車(chē)型小，振動(dòng)平穩(wěn)；并且板簧懸架車(chē)型在35～45 km/h和65～75 km/h時(shí)振動(dòng)出現(xiàn)波峰，這表明板簧懸架車(chē)型的隔振性能隨車(chē)速變化而變得不穩(wěn)定，而橡膠懸架重卡隨車(chē)速變化的振動(dòng)相對(duì)平穩(wěn)。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)此次振動(dòng)測(cè)試的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析得出以下結(jié)論：

(1)在兩種懸架車(chē)型空載和滿載時(shí)，橡膠懸架的減隔振性能要明顯優(yōu)于板簧懸架。從第2.1和2.2節(jié)分析可知，橡膠懸架車(chē)型車(chē)橋上的振動(dòng)激擾明顯要大于板簧懸架車(chē)型，但是通過(guò)懸架的隔振后，橡膠懸架車(chē)型懸架上方車(chē)架的振動(dòng)要明顯小于板簧懸架。

(2)在不同的速度區(qū)間時(shí)，橡膠懸架的減振過(guò)程比板簧懸架更加平穩(wěn)。從第2.2節(jié)分析可知，板簧懸架車(chē)型的隔振性能隨車(chē)速變化而變得不穩(wěn)定，而橡膠懸架重卡車(chē)型隨車(chē)速變化的振動(dòng)相對(duì)平穩(wěn)。

[1]張洪亭,王明贊.測(cè)試技術(shù)[M].沈陽(yáng):東北大學(xué)出版社,2006.

[2]吳正毅.測(cè)試技術(shù)與測(cè)試信號(hào)處理[M].北京：清華大學(xué)出版社,1991.

VibrationTestandAnalysisforRubberSuspensionandPlateSpringSuspensionModels

LIANG Kunfeng，LI Li，CAI Fuye,CHEN Xi,LU Qianqiang

(SAIC GM Wuling Automobile Co.,Ltd.,Liuzhou Guangxi 545007,China)

A vibration test was done for a domestic heavy-duty truck company to compare the performance of rubber spring suspension and leaf spring suspension. Laying the vibration signal acquisition points on the suitable location of the axle and frame, using the acceleration signal data acquisition instrument to collect vibration signal, through analyzing the test results, the conclusion is that the vibration isolation efficiency of rubber spring suspension is significantly better than that of the leaf spring suspension.

Rubber spring suspension; Leaf spring suspension; Heavy-duty truck；Vibration isolation efficiency

U46

B

1674-1986(2017)11-066-04

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.11.016

2017-06-23

梁坤豐(1986—)，男，學(xué)士，助理工程師，研究方向?yàn)槠?chē)測(cè)試。E-mail：lkf0305@163.com。