汽車試驗場內(nèi)路面懸架速度特性統(tǒng)計分析

吳旭，王朝斌，朱鑫，朱雄，周鵬（國家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心［襄陽］，襄陽 441004）

汽車試驗場內(nèi)路面懸架速度特性統(tǒng)計分析

吳旭，王朝斌，朱鑫，朱雄，周鵬
（國家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心［襄陽］，襄陽 441004）

本文以某品牌乘用車為試驗對象，參照某公司耐久性試驗規(guī)范進行試驗，采集試驗場內(nèi)各個路面試驗數(shù)據(jù)并對得到試驗場內(nèi)各個路面的懸架速度特性進行統(tǒng)計分析。

汽車試驗場； 懸架速度 ；統(tǒng)計分析

1　引言

車輛懸架起著緩和路面沖擊及控制車身運動的作用，對車輛的操縱穩(wěn)定性及舒適性均產(chǎn)生重要影響，而懸架的運動速度，主要是減振器的速度特性，又在其中起著關(guān)鍵性的作用。對于減振器來說不同的運動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動。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實際的道路情況及所配備的車輛狀況這兩方面因素。

汽車試驗場為研發(fā)車輛的重要試驗基地，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場內(nèi)進行。而對于汽車試驗場來說，各種路面的速度特性是不盡相同的，其對應(yīng)的實際道路也不盡相同，因此對試車場內(nèi)各路面懸架速度特性進行統(tǒng)計分析，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　試驗依據(jù)

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

3　試驗設(shè)計及儀器安裝

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，就要求在測量懸架位移特性時的傳感器有足夠高的頻響特性才能滿足試驗要求，文獻［2］提出的一種測量車身相對輪心位移的方法滿足試驗要求，且該方法已大量應(yīng)用于實際車輛開發(fā)試驗工作中。因此本文以某品牌乘用車為試驗對象，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規(guī)范進行試驗，采集該車輛在試驗場內(nèi)各個路面的懸架位移的時間歷程，下圖為試驗車輛位移傳感器安裝效果圖。

4　數(shù)據(jù)處理與分析

4.1試驗數(shù)據(jù)采集

參照某公司東風(fēng)汽車試驗場耐久性試驗規(guī)范，在試驗場內(nèi)進行一個循環(huán)耐久路線的數(shù)據(jù)采集，根據(jù)該耐久規(guī)范將試驗場內(nèi)路面分為5個區(qū)域（以下分別簡稱為：a、b、c、d、e五個區(qū)域），下圖為試驗樣本中的a區(qū)域中部分路面懸架行程運動時間歷程曲線。

4.2試驗數(shù)據(jù)處理

對在該試驗中所獲取的試驗數(shù)據(jù)進行微分處理，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動速度相對時間歷程曲線示例。

由于懸架的速度是通過懸架位移微分計算出來的結(jié)果，為避免由于計算算法帶來的高頻雜音，對速度信號進行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動速度相對時間歷程曲線示例。

4.3試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

參照4.2節(jié)的數(shù)據(jù)處理方法，對試驗場內(nèi)各區(qū)域路面試驗數(shù)據(jù)進行后處理得到試驗場內(nèi)各路面的懸架速度特性，并進行統(tǒng)計分析如表1、表2所示：

表1　左前懸架各區(qū)域路面速度特性統(tǒng)計分析

表2　右前懸架各區(qū)域路面速度特性統(tǒng)計分析

從表1及表2可以看出：

（1）、總體來看試驗場所有路面上懸架運動速度主要集中在0.7m/s以內(nèi)（概率超過98%）；

（2）、試驗場所有路面上懸架運動最大壓縮速度為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)域路面懸架運動速度較小，且比較集中主要在0.35m/s以內(nèi)；

（4）、在c、f區(qū)域路面懸架運動速度分布相對較廣；

5　實際應(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)汽車試驗場內(nèi)減振器運動速度（包含拉伸、壓縮、分布概率超過90%）小于1m/s，通過該試驗，為在MTS減振器性能試驗臺中進行減振器性能測試中應(yīng)重點關(guān)注0.05 m/s～1m/s之間的速度特性提供了理論支持。

對于該試驗車型在進行減振器性能調(diào)教時在概率比較大的速度段進行有目的的性能試驗，同時實車評價時可選擇c、f區(qū)域路面進行主觀評價。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價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對象，參照某公司耐久性試驗規(guī)范采集東風(fēng)汽車試驗場內(nèi)一個循環(huán)工況下的各路面左、右驅(qū)動輪懸架運動行程的時間里程曲線。并在此基礎(chǔ)上，對懸架運動行程的時間里程曲線處理得到左、右驅(qū)動輪懸架運動速度時間歷程曲線，進而對該數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，得到試驗場內(nèi)各區(qū)域路面情況下懸架運動速度特性分布。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時測試方法試驗研究［J］.農(nóng)業(yè)機械學(xué)報, 2013, 44（10）：15-22.

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

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

專家推薦

鄧祖國：

本文通過對試驗場內(nèi)各種路面的懸架速度特性進行統(tǒng)計分析，獲得了試驗場內(nèi)路面上懸架運動速度的分布概率；為乘用車的底盤調(diào)教及減振器匹配中主觀評價工作提供了客觀理論依據(jù)；對乘用車開發(fā)試驗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