某重型高機(jī)動(dòng)越野車運(yùn)輸振動(dòng)測(cè)試與分析

魯效順 徐敏

【摘? 要】不斷的對(duì)某重型高級(jí)越野車進(jìn)行運(yùn)輸震動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷的處理以及分析比較之后得出了車輛所承受的重量不同，以及在該車不同方向上車過程當(dāng)中所帶來的運(yùn)動(dòng)頻率的大小都是不一樣的。通過計(jì)算以及分析得出運(yùn)輸震動(dòng)功率譜密度的主要集中區(qū)域分布在0赫茲到20赫茲之間，并且低頻部位的能量在一定程度上是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻部位的能量，因?yàn)檎饎?dòng)的方向是不同的， 荷載也是不同的，所以運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度也是存在著大小差別的不斷的研究以及分析得出不同荷載狀態(tài)下震動(dòng)強(qiáng)度峰值主要出現(xiàn)在2赫茲到5赫茲之間。

【關(guān)鍵詞】運(yùn)輸震動(dòng);荷載;頻率;功率譜密度

引言

在儀器設(shè)備在實(shí)際車輛運(yùn)行過程當(dāng)中和使用過程當(dāng)中受到的影響因素是比較多的。比如受到自然環(huán)境的影響，氣候條件的影響，以及機(jī)械條件，生物條件和化學(xué)條件的影響都是比較多的，而且不同的環(huán)境對(duì)于車載儀器設(shè)備的影響程度也是不一樣的，特別是以機(jī)械條件為震動(dòng)而最常見的機(jī)械條件，主要是因?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)動(dòng)的頻率不斷的增加以及運(yùn)動(dòng)幅度的大小。這在一定程度上對(duì)于機(jī)械設(shè)備的物資運(yùn)輸有著非常大的影響作用，有可能會(huì)導(dǎo)致物資發(fā)生損害或者導(dǎo)致物資報(bào)廢，從而給使用者造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。要對(duì)重型高級(jí)越野車在運(yùn)輸過程當(dāng)中的震動(dòng)測(cè)試進(jìn)行不斷的分析以及研究，盡量減少因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致物資出現(xiàn)問題，減少經(jīng)濟(jì)損失。

1.引起隨機(jī)震動(dòng)的因素

車載儀器設(shè)備在公路上進(jìn)行行駛過程當(dāng)中所受到的震動(dòng)頻率與運(yùn)輸汽車所受到的類型包括對(duì)于汽車的養(yǎng)護(hù)情況、道路的狀況，行駛的速度，以及承載數(shù)量的大小，甚至也有可能與駕駛員的駕駛技術(shù)水平有著非常密切的關(guān)系，所以導(dǎo)致汽車產(chǎn)生震動(dòng)的應(yīng)援，總共有三種振源：第1種發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系包括齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的震動(dòng)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了嚴(yán)重的問題，則會(huì)導(dǎo)致震動(dòng)現(xiàn)象更加明顯，對(duì)于物質(zhì)的損壞程度也更高。第2種是道路對(duì)汽車所使汽車產(chǎn)生震動(dòng)，如果道路路面非常的差，這就會(huì)導(dǎo)致汽車在行駛過程當(dāng)中不斷的進(jìn)行顛簸，導(dǎo)致震動(dòng)頻率越來越高，使的汽車的振動(dòng)幅度也越大。第3種則是滯留的阻力就是空氣阻力所產(chǎn)生的震動(dòng)，汽車在行駛過程當(dāng)中會(huì)與空氣產(chǎn)生一定的摩擦力，空氣的阻力放大就會(huì)使汽車出現(xiàn)小幅度的震動(dòng)。

對(duì)運(yùn)輸?shù)钠嚩栽谶@三種導(dǎo)致汽車運(yùn)輸運(yùn)動(dòng)性能的根源當(dāng)中第3種空氣阻力是基本上可以忽略不計(jì)的，因?yàn)檫@種震動(dòng)只有在速度很高的情況下才能夠跟空氣形成摩擦形成沸騰，而在實(shí)際的運(yùn)輸過程當(dāng)中運(yùn)輸?shù)钠囀遣豢赡苓_(dá)到特別高的速度，特別是在野戰(zhàn)運(yùn)輸情況之下不會(huì)太高，道路的條件以及戰(zhàn)場(chǎng)的因素，在一定程度上對(duì)汽車的運(yùn)輸頻率以及震動(dòng)次數(shù)有著非常重要的影響，我們可以通過分析不斷的發(fā)現(xiàn)一流的擾動(dòng)，對(duì)汽車形成的震動(dòng)是次要的振源忽略不計(jì)。

汽車運(yùn)輸過程當(dāng)中震動(dòng)的根源是來自發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)以及道路的實(shí)際情況，發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)在一定程度上與傳動(dòng)系統(tǒng)底板的運(yùn)動(dòng)等一致較為明顯的，而對(duì)于路面的自己來說并不是特別明顯，所以在儀器設(shè)備在公路運(yùn)輸過程當(dāng)中所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，不要是來自于道路情況對(duì)于運(yùn)輸汽車車身所產(chǎn)生的刺激，如果道路質(zhì)量較好，則就只得汽車的運(yùn)動(dòng)頻率較小，對(duì)汽車的影響較小，如果道路的路面質(zhì)量較差，出現(xiàn)較大坑洼就會(huì)使汽車出現(xiàn)明顯的顛簸，使得運(yùn)動(dòng)頻率增加。

2.運(yùn)輸震動(dòng)測(cè)試

在對(duì)運(yùn)輸振動(dòng)測(cè)試過程當(dāng)中選擇某重型高機(jī)動(dòng)越野車，在測(cè)試過程當(dāng)中，采用國外先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，該設(shè)備的采樣頻率可高達(dá)1000k赫茲。

測(cè)試地點(diǎn)選擇在汽車試驗(yàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集過程當(dāng)中，設(shè)備采樣頻率定為100赫茲，在試驗(yàn)過程當(dāng)中要保證汽車的車況良好，汽車輪胎等等一些剛性的技術(shù)條件符合規(guī)定，保證一輛汽車由同一駕駛員進(jìn)行駕駛并且勻速行駛荷載情況為發(fā)展方式通常采用沙袋進(jìn)行均勻的搭載實(shí)驗(yàn)路面分別選擇為油漆好路、比利時(shí)路、鵝卵路。

振動(dòng)特性分析 對(duì)于同一路面和一定行車速度，其振動(dòng)信號(hào) 的大小服從概率統(tǒng)計(jì)規(guī)律。在實(shí)際測(cè)試中，由安 裝在車廂底板上的三向加速度傳感器測(cè)得振動(dòng)數(shù) 據(jù)，然后對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。由得到的加速度功 率譜密度圖可以看出，公路運(yùn)輸?shù)恼駝?dòng)是一種寬 帶隨機(jī)振動(dòng)。 油漆好路不同載荷、不同方向的實(shí)測(cè)功率譜 ，振動(dòng)強(qiáng)度與載 荷多少、振動(dòng)方向有關(guān)。載荷越大，振動(dòng)越小。在 3個(gè)互相垂直的方向上，垂直方向（垂向）的振動(dòng) 強(qiáng)度最大，左右方向（橫向）次之，前后方向（縱 向）最小。就頻率和頻率范圍而言，這種振動(dòng)的能 量主要集中在0～20 Hz范圍內(nèi)，并且低頻部位的 能量比高頻部位高（車速低時(shí)更明顯），這主要是 由于道路激勵(lì)汽車輪胎非懸架質(zhì)量（固有頻率為 2～5 Hz）和懸架（彈簧系統(tǒng)，固有頻率5～20 Hz） 的共振產(chǎn)生。

3.震動(dòng)測(cè)試分析

車輛在相同條件之下，道路路面條件一樣以及車況良好，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)無障礙隨著車輛不斷的重量不斷的增加，這就使得車輛的質(zhì)量也在不斷的增加，對(duì)于路面的壓力快速的增加，所以這就導(dǎo)致車輛的振動(dòng)程度也在不斷的減小。

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)對(duì)車輛的不同風(fēng)向震動(dòng)測(cè)試垂直方向的震動(dòng)長度以及震動(dòng)幅度都是較大的橫向的震動(dòng)，對(duì)于車輛來說震動(dòng)幅度以及震動(dòng)頻率都是較小的，在汽車前進(jìn)過程當(dāng)中震震動(dòng)強(qiáng)度是屬于最小的。

車運(yùn)輸震動(dòng)過程當(dāng)中的主要能量是集中在0～20赫茲之間，而且這種能量譜是連續(xù)不斷的，一直都會(huì)出現(xiàn)低頻部位的能量往往會(huì)比高頻部位要高。

在運(yùn)輸過程當(dāng)中，根據(jù)不同的荷載重量，而且不同的運(yùn)輸方向以及振幅對(duì)汽車的作用方向，這就會(huì)導(dǎo)致功率譜的變化，形狀也是不一樣的，總的變化趨勢(shì)是功率譜的密度隨著運(yùn)動(dòng)頻率的不斷增大而使密度減小，不同荷載狀況之下功率譜的密度線是不一樣的，但是主要集中在2赫茲左右和5赫茲左右都會(huì)出現(xiàn)峰值。

總結(jié)：通過對(duì)于某重型高機(jī)動(dòng)越野車的運(yùn)動(dòng)分析以及測(cè)量，對(duì)于引起震動(dòng)產(chǎn)生的原因已經(jīng)有了初步的了解，這就需要我們?cè)谠揭败囘\(yùn)行過程當(dāng)中盡量減少與震動(dòng)因素的摩擦，為了減少運(yùn)動(dòng)的發(fā)生，這就需要對(duì)于各量的荷載不斷的拉大，但是要確保在車輛的荷載范圍之內(nèi)，同時(shí)也要選擇較為平整的路面進(jìn)行行駛，只有這樣才能夠使得震動(dòng)的幅度以及震動(dòng)的頻率不斷減小，及時(shí)的對(duì)越野車做好發(fā)動(dòng)機(jī)的保養(yǎng)，使得減少因?yàn)檐囕v性能的原因造成震動(dòng)幅度的不斷加大，使車輛內(nèi)部所和彩的物資造成報(bào)廢以及不可使用，所以這也需要工作人員對(duì)機(jī)動(dòng)車做好日常的維護(hù)保養(yǎng)，并且在行駛過程當(dāng)中有統(tǒng)一的駕駛員對(duì)車輛進(jìn)行駕駛，行駛在路面較為平整的道路，使得震動(dòng)幅度不斷減小。

參考文獻(xiàn)

[1]趙世宣，吳娟，霍東芳，等.軍用物資航空運(yùn)輸振動(dòng)沖擊環(huán)境 條件研究[J].裝備環(huán)境工程，2010，7（2）：21—24.

[2]邢申承，袁順才，宋飛.公路水路貨物運(yùn)輸環(huán)境指南[M].北 京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1995：202—206.

[3]姚國年，張衛(wèi)東，趙輝.彈藥公路運(yùn)輸隨機(jī)振動(dòng)特性分析[J]. 測(cè)控技術(shù)，2004，23（7）：67—69.

[4]蘇遠(yuǎn)，趙德堅(jiān)，蟻順珍，等.小型貨車隨機(jī)振動(dòng)譜的測(cè)量[J]. 包裝工程，2004，25（3）：183—185.

[5]王國軍，蔣美華，陳欣，等.SX2190越野汽車運(yùn)輸振動(dòng)環(huán)境研 究[J].裝備環(huán)境工程，2009，6（4）：43—45. （編輯：關(guān)立哲）