汽车试验场内路面悬架速度特性统计分析

吴旭，王朝斌，朱鑫，朱雄，周鹏（国家汽车质量监督检验中心［襄阳］，襄阳 441004）

汽车试验场内路面悬架速度特性统计分析

吴旭，王朝斌，朱鑫，朱雄，周鹏
（国家汽车质量监督检验中心［襄阳］，襄阳 441004）

本文以某品牌乘用车为试验对象，参照某公司耐久性试验规范进行试验，采集试验场内各个路面试验数据并对得到试验场内各个路面的悬架速度特性进行统计分析。

汽车试验场； 悬架速度 ；统计分析

1　引言

车辆悬架起着缓和路面冲击及控制车身运动的作用，对车辆的操纵稳定性及舒适性均产生重要影响，而悬架的运动速度，主要是减振器的速度特性，又在其中起着关键性的作用。对于减振器来说不同的运动速度下有着不同的阻尼力，其在底盘中所起作用也不尽相同，高速度段的阻尼力主要缓和大的路面凹凸造成的刚性冲击，低速度段的阻尼力主要是控制车身运动。而在减振器调教中选取的速度大小及涵盖的幅度主要取决于我国实际的道路情况及所配备的车辆状况这两方面因素。

汽车试验场为研发车辆的重要试验基地，在研发阶段的车辆耐久性能及其减振器调教大部分工作主要在汽车试验场内进行。而对于汽车试验场来说，各种路面的速度特性是不尽相同的，其对应的实际道路也不尽相同，因此对试车场内各路面悬架速度特性进行统计分析，可以为乘用车开发过程中减振器调教工作提供一定的指导意义。

2　试验依据

在整车试验中所有相关的速度量均为非直接测量量，而是通过直接测量的位移量进行微分处理获得的速度量，dv=dL/dt，如陀螺仪测得的速度量是通过GPS得到的车辆位移量的基础上进行微分过来的。利用数学计算得到的速度信号中会不可避免的会产生一些高频杂音信号，因此需要对得到的速度信号进行低通滤波处理，V=F（v），F为低通滤波处理。基于这一原理，可以通过测量悬架的位移量，进而对位移量进行微分处理之后进行低通滤波处理即可获得悬架的速度特性。

3　试验设计及仪器安装

依据上述的设想，以悬架位移为输入量通过微分法得到悬架的速度特性，就要求在测量悬架位移特性时的传感器有足够高的频响特性才能满足试验要求，文献［2］提出的一种测量车身相对轮心位移的方法满足试验要求，且该方法已大量应用于实际车辆开发试验工作中。因此本文以某品牌乘用车为试验对象，在车辆左前、右前悬架上安装位移传感器，依照某公司耐久性试验规范进行试验，采集该车辆在试验场内各个路面的悬架位移的时间历程，下图为试验车辆位移传感器安装效果图。

4　数据处理与分析

4.1试验数据采集

参照某公司东风汽车试验场耐久性试验规范，在试验场内进行一个循环耐久路线的数据采集，根据该耐久规范将试验场内路面分为5个区域（以下分别简称为：a、b、c、d、e五个区域），下图为试验样本中的a区域中部分路面悬架行程运动时间历程曲线。

4.2试验数据处理

对在该试验中所获取的试验数据进行微分处理，即可获得悬架的速度特性，下图为a区域中部分路面悬架运动速度相对时间历程曲线示例。

由于悬架的速度是通过悬架位移微分计算出来的结果，为避免由于计算算法带来的高频杂音，对速度信号进行50Hz的低通滤波处理［3］，下图为低通滤波处理后a区域中部分路面悬架运动速度相对时间历程曲线示例。

4.3试验数据统计分析

参照4.2节的数据处理方法，对试验场内各区域路面试验数据进行后处理得到试验场内各路面的悬架速度特性，并进行统计分析如表1、表2所示：

表1　左前悬架各区域路面速度特性统计分析

表2　右前悬架各区域路面速度特性统计分析

从表1及表2可以看出：

（1）、总体来看试验场所有路面上悬架运动速度主要集中在0.7m/s以内（概率超过98%）；

（2）、试验场所有路面上悬架运动最大压缩速度为1.708m/s、拉伸速度最大1.559m/s，二者出现的概率均小于1%；

（3）、在a、b、d、e、g区域路面悬架运动速度较小，且比较集中主要在0.35m/s以内；

（4）、在c、f区域路面悬架运动速度分布相对较广；

5　实际应用及展望

5.1应用效果

通过第4节分析中可以看出，在东风汽车试验场内减振器运动速度（包含拉伸、压缩、分布概率超过90%）小于1m/s，通过该试验，为在MTS减振器性能试验台中进行减振器性能测试中应重点关注0.05 m/s～1m/s之间的速度特性提供了理论支持。

对于该试验车型在进行减振器性能调教时在概率比较大的速度段进行有目的的性能试验，同时实车评价时可选择c、f区域路面进行主观评价。利用该方法可为研发工作中的底盘调教及减振器匹配中主观评价工作提供了客观理论依据。

6　结论

本文以某品牌乘用车为试验对象，参照某公司耐久性试验规范采集东风汽车试验场内一个循环工况下的各路面左、右驱动轮悬架运动行程的时间里程曲线。并在此基础上，对悬架运动行程的时间里程曲线处理得到左、右驱动轮悬架运动速度时间历程曲线，进而对该数据进行统计分析，得到试验场内各区域路面情况下悬架运动速度特性分布。该结果可为乘用车研发，尤其是研发工作中的底盘调教及减振器匹配及验证工作，提供重要的借鉴意义。

［1］张小龙, 潘登, 姜山, 等.基于加速度的汽车悬架位移实时测试方法试验研究［J］.农业机械学报, 2013, 44（10）：15-22.

［2］王朝斌, 吴旭, 熊吉.汽车车轮轮心与车身相对位移测量方法的探讨［J］.汽车科技, 2014, 5：41-44.

［3］赵晓鹏, 冯树兴, 张强, 等. 越野汽车试验场载荷信号的采集与预,处理技术［J］.汽车技术, 2010, 9：38-41.

专家推荐

邓祖国：

本文通过对试验场内各种路面的悬架速度特性进行统计分析，获得了试验场内路面上悬架运动速度的分布概率；为乘用车的底盘调教及减振器匹配中主观评价工作提供了客观理论依据；对乘用车开发试验工作具有一定的借鉴意义。

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