摩托車臺(tái)架與路試振動(dòng)試驗(yàn)的對(duì)比分析
(蘇 輝,王震武,馮占闖,劉 琳,董海棟)
摘 要:本文以某品牌125騎式車為例,使用Brüel & Kj?r公司的LAN-XI數(shù)據(jù)采集硬件就該車完成路試振動(dòng)及臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)所采集的左右手把、左右腳踏以及坐墊共5個(gè)點(diǎn)的振動(dòng)數(shù)據(jù),通過PULSE軟件完成數(shù)據(jù)后處理分析,綜合得出該車的振動(dòng)水平,同時(shí)對(duì)摩托車振動(dòng)試驗(yàn)方法提出建議。
關(guān)鍵詞:Brüel & Kj?r;LAN-XI 數(shù)據(jù)采集硬件;PULSE;道路振動(dòng);臺(tái)架振動(dòng)
隨著各國(guó)對(duì)摩托車及輕便摩托車相關(guān)法規(guī)的不斷加嚴(yán),以及人民生活水平的不斷提高,人們對(duì)于摩托車的要求也越來越高,目前我國(guó)的摩托車主要是出口國(guó)外,為了適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展,摩托車廠家對(duì)于摩托車及輕便摩托車駕乘舒適性的要求逐漸重視起來,而且摩托車整車振動(dòng)性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到車輛的穩(wěn)定性及行駛的安全性,一些摩托車企業(yè)也在從事關(guān)于如何降低摩托車整車振動(dòng)方面的研究。
摩托車的振動(dòng)舒適性,即保持車輛在行駛過程中成員所處的振動(dòng)環(huán)境具有一定舒適度的性能,也稱之為平順性、乘坐舒適性,該性能的好壞極大地影響了駕駛員以及乘員的舒適性、安全性以及疲勞強(qiáng)度。
目前對(duì)如何評(píng)價(jià)摩托車振動(dòng)舒適性,還沒有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可以參考,本文根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《摩托車和輕便摩托車振動(dòng)舒適性試驗(yàn)方法》(征求意見稿)規(guī)定的試驗(yàn)方法,對(duì)于摩托車的左右手把、左右腳踏以及坐墊處進(jìn)行振動(dòng)數(shù)據(jù)的采集,以此評(píng)價(jià)車輛振動(dòng)的大小。
1 試驗(yàn)條件
1.1 環(huán)境條件:
1)平均風(fēng)速不大于 3 m/s ,瞬時(shí)風(fēng)速不大于 5 m/s;
2)大氣壓力不小于 95 Kpa;濕度不大于 95%。
1.2 試驗(yàn)道路:試驗(yàn)道路應(yīng)平直、干燥,不平度應(yīng)均勻無(wú)突變,長(zhǎng)度不小于1km ,兩端應(yīng)有30~50m的穩(wěn)速路段。試驗(yàn)道路的其他條件應(yīng)符合GB/T5378 中 3.2.3 試驗(yàn) 道路一節(jié)的規(guī)定。
2 試驗(yàn)準(zhǔn)備
2.1 儀器準(zhǔn)備
此次振動(dòng)試驗(yàn)的采集設(shè)備為:
LAN-XI 數(shù)據(jù)采集硬件,型號(hào)為:3050型6通道模塊和3053型12 通道模塊;
三向智能振動(dòng)加速度傳感器,型號(hào)分別為:B&K4524加速度傳感器、B&K4515-B 座椅型加速度傳感器;
校準(zhǔn)器為B&K4294 型手持式校準(zhǔn)器。
下文分別對(duì)以上設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
2.1.1 LAN-XI 數(shù)據(jù)采集硬件
數(shù)據(jù)采集硬件是一種多用途的模塊化硬件系統(tǒng),單模塊可以作為獨(dú)立前端,也可通過局域網(wǎng)同步技術(shù)組成分布式系統(tǒng)。3050型6通道模塊作為L(zhǎng)AN-XI系列的核心產(chǎn)品,它旨在覆蓋盡量多的聲學(xué)和振動(dòng)測(cè)量應(yīng)用。3053型12通道模塊為大系統(tǒng)測(cè)量提供了一種緊湊的 經(jīng)濟(jì)型解決方案。
2.1.2 三向智能加速度傳感器
1)B&K 4524 型三向智能加速度傳感器
B&K 4524 型加速度傳感器是輕質(zhì)三軸壓電加速度計(jì),每種型號(hào)在三個(gè)互相垂直的方向上同時(shí)進(jìn)行測(cè)量,并且獨(dú)立地輸出信號(hào)。4524 系列都有一個(gè)4針接頭。傳感器的六個(gè)面中有五個(gè)可作為安裝面,且?guī)в邪惭b卡槽,可方便而快速地安裝在測(cè)量面或者測(cè)量點(diǎn)上。B&K 4524 型三向智能加速度傳感器具備一下特點(diǎn):高的靈敏度相對(duì)重量比率;輕質(zhì)(<5 克);良好的低頻響應(yīng);電絕緣;氣密封;六個(gè)面中有五個(gè)易于安裝的表面。
此壓電加速度計(jì)內(nèi)置有一個(gè)前置放大器,靈敏度的形式為電壓每單位加速度(mV/g)。B&K 4524型三向智能 加速度傳感器是以一個(gè)公用慣性質(zhì)量塊為中心而構(gòu)造的, 這種單一質(zhì)量塊設(shè)計(jì)使得此三軸加速度計(jì)非常緊湊,所有軸擁有同一個(gè)參考點(diǎn)。這種設(shè)計(jì)確保了測(cè)量的準(zhǔn)確性和一致性,即使處于復(fù)雜的振動(dòng)模式中也不會(huì)有問題。慣性質(zhì)量塊外面環(huán)繞著一個(gè)壓電環(huán),而這個(gè)壓電環(huán)由三片獨(dú)立懸掛的弧形臂環(huán)繞。 由于懸掛銷的作用,不同部分承受不同加速度方向的剪切力。對(duì)信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)求和 處理,就能獲得x 、y和z軸的輸出。
2)B&K 4515-B 座椅型三向智能加速度傳感器
B&K 4515-B 座椅型三向智能加速度傳感器是專門為測(cè)量全身振動(dòng)而設(shè)計(jì)的。它由裝在半剛性丁腈橡膠盤中的三軸加速度計(jì)組成。它可以放在座椅上,也可以綁在身上。它可以檢測(cè)沿著車身、后至前、側(cè)至側(cè)的方向的振動(dòng)。
在日常使用中常見的影響加速度傳感器測(cè)量結(jié)果的因素有以下幾點(diǎn):
1)環(huán)境溫度
一般通用的加速度傳感器可以承受達(dá) 250℃的高溫而不損壞。在更高的溫度下,加速度傳感器的壓電陶瓷材料開始去極化,以致其靈敏度會(huì)永久性改變。如果去極化不是特別嚴(yán)重,這樣的加速度傳感器在重新校準(zhǔn)后也許仍然可以使用。采用特殊壓電陶瓷材料的加速度計(jì)可在溫度達(dá)到 400℃的條件下使用。
所有壓電材料都對(duì)溫度敏感,所以任何環(huán)境溫度的改變都會(huì)導(dǎo)致加速度計(jì)的靈敏度變化?;谶@個(gè)原因,所有的B&K 加速度傳感器都提供了一條靈敏度對(duì)溫度的校準(zhǔn)曲線,這樣可以在測(cè)量溫度顯著高于 20℃時(shí),根據(jù)靈敏度的改變量修正測(cè)量的加速度幅值。壓電式加速度計(jì)還有一種現(xiàn)象,即在很小的溫度脈動(dòng)(溫度瞬變)測(cè)量環(huán)境下,輸出也會(huì)變化。這個(gè)問題一般只在測(cè)量很低幅值或很低頻率時(shí)才顯現(xiàn)出來。
2)連接線纜
由于壓電式加速度傳感器具有高的輸出阻抗,連接線纜引發(fā)的噪聲信號(hào)可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量問題。這些干擾可能源自接地回路、摩擦電噪聲或電磁噪聲。接地回路電流有時(shí)會(huì)在加速度計(jì)線纜的屏蔽層傳播,這是因?yàn)榧铀俣葌鞲衅骱蛿?shù)采設(shè)備是分開接地的??梢酝ㄟ^對(duì)加速度傳感器底座和安裝表面進(jìn)行電隔離來破壞接地回路,比如使用上文提到的云母片。摩擦電噪聲常常會(huì)引入到加速度傳感器的連接線纜內(nèi),這是由線纜自身移動(dòng)導(dǎo)致的。這種噪聲源自線纜內(nèi)各層導(dǎo)線的彎曲,擠壓和拉伸所產(chǎn)生的當(dāng)?shù)仉娙莺碗姾闪康淖兓?。使用涂了恰?dāng)石墨的加速度傳感器纜且將線纜綁定或粘在與加速度計(jì)越近越好的平面上,可避免這個(gè)問題。
3)底座應(yīng)變
當(dāng)加速度傳感器安裝在形狀變化的表面上時(shí),有一部分應(yīng)變傳到敏感元件,從而產(chǎn)生不必要的輸出信號(hào)。
4)磁場(chǎng)
壓電式加速度傳感器的磁靈敏度十分低,通常低于 0.01 至 0.25m/s2 每千高斯,即使加速度傳感器以最不利的方向放置在磁場(chǎng)中。
5)濕度
B&K加速度傳感器都是通過環(huán)氧樹脂或焊接密封的,可保證在潮濕的環(huán)境下可靠工作。加速度傳感器的連接頭應(yīng)使用防酸腐蝕的室溫硫化硅橡膠或膠粘劑進(jìn)行密封。如果在潮濕區(qū)域長(zhǎng)久使用,則應(yīng)該用帶一體式線纜的工業(yè)用加速度計(jì)。
6)聲噪
機(jī)器產(chǎn)生的噪聲幅值通常不足以引起振動(dòng)測(cè)量的明顯誤差。
7)橫向振動(dòng)
壓電式加速度傳感器對(duì)于不同于主軸方向的振動(dòng)也具有敏感性。在垂直于主軸的橫向平面上,靈敏度低于主軸靈敏度的 3%至 4%(一般低于1%)。由于橫向共振頻率通常是主軸共振頻率的1/3,所以還應(yīng)該考慮到可能存在高幅值的橫向振動(dòng)。
2.1.3 加速度計(jì)校準(zhǔn)器
加速度計(jì)校準(zhǔn)器采用B&K 4294型手持式加速度計(jì)校準(zhǔn)器。試驗(yàn)中傳感器的前后過程校準(zhǔn)是必不可少的,因?yàn)榧铀俣葌鞲衅魃系娜魏戊o態(tài)應(yīng)力都有可能影響傳感器的靈敏度。
B&K 4524 型三向智能加速度傳感器在指定的環(huán)境限值范圍內(nèi),比如不要承受過高的沖擊、溫度、輻射劑量等,就能使加速度傳感器的性能在長(zhǎng)期使用中改變很小。然而通常在使用中,加速度傳感器常常遭受激烈對(duì)待,這會(huì)導(dǎo)致其性能產(chǎn)生顯著變化,有時(shí)甚至?xí)谰脫p壞。當(dāng)加速度傳感器從手的高度摔到水泥地面時(shí),它可能承受了幾千g的沖擊。因此需要校準(zhǔn)來確保測(cè)量用加速度傳感器未損壞 。最簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)檢查的方法是使用B&K 4294 型手持式加速度計(jì)校準(zhǔn)器進(jìn)行校準(zhǔn) 。B&K 4294型校準(zhǔn)器有一個(gè)內(nèi)置的小型振動(dòng)臺(tái),可精確地以 10 m/s2加速度值振動(dòng)。把加速度計(jì)固定在振動(dòng)臺(tái),當(dāng)振動(dòng)臺(tái)以10 m/s2振動(dòng)時(shí),觀察加速度計(jì)的輸出,即可檢查其靈敏度。另外還可使用一個(gè)參考加速度計(jì),將其與需校準(zhǔn)的加速度計(jì)同時(shí)固定在振動(dòng)臺(tái)上。振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)時(shí),兩個(gè)加速度計(jì)的輸出比值正比于它們的靈敏度比值,由于已知參考加速度計(jì)的靈敏度,校準(zhǔn)加速度計(jì)的未知靈敏度即可準(zhǔn)確得到。
2.2 測(cè)量主機(jī)和傳感器的安裝
依照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《摩托車和輕便摩托車振動(dòng)舒適性試 驗(yàn)方法》(征求意見稿),采用非計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試方法,使用B&K 4524共4個(gè)三向加速度傳感器,分別布置在左右手把、左右腳踏上,B&K 4515坐墊三向加速度傳感 器固定在摩托車坐墊上,在同一工況下測(cè)定各測(cè)點(diǎn)(坐墊、腳踏、手把)的x、y、z 三個(gè)方向上的加速度值(如下圖所示),數(shù)據(jù)由連接線分別送入主機(jī) B&K 3050、B&K 3053測(cè)振系統(tǒng)處理并記錄,車速使用GPS設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè),由駕駛員控制試驗(yàn)車速。B&K 3050、B&K 3053 測(cè)試主機(jī)的整體安、手把、腳踏位置處 B&K 4524 型三向智能加速度傳感器安裝、B&K 4515-B 座椅型加速度傳感器安裝如下圖 1。
B&K 3050 、B&K 3053 測(cè)試主機(jī)的整體安裝
左、右手把振動(dòng)傳感器
左、右腳踏振動(dòng)傳感器
手把、腳踏位置處B&K 4524型三向智能加速度傳感器安裝
圖 1 B&K 4515-B 座椅型加速度傳感器安裝
試驗(yàn)儀器在安裝過程中需要注意以下兩點(diǎn):
1)各傳感器、連接線纜及測(cè)試主機(jī)要求牢固固定在受試車輛上,并且不影響駕駛員的正常駕駛。
2)試驗(yàn)開始前用B&K 4294校準(zhǔn)器分別對(duì)B&K 4524 及 B&K 4515加速度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn);測(cè)量后,再分別對(duì)各個(gè)加速度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。
3)加速度計(jì)在測(cè)點(diǎn)處的安裝方法是獲取準(zhǔn)確的振動(dòng)測(cè)量結(jié)果的決定性因素之一。草率的安裝會(huì)導(dǎo)致安裝共振頻率的降低,這會(huì)很大程度地限制加速度計(jì)的有效頻率范圍,常用的安裝方法是用薄層蜂蠟將加速度計(jì)粘在測(cè)點(diǎn)上,如果需要在機(jī)器上設(shè)置永久安裝點(diǎn),而又不能鉆螺紋孔,這時(shí)可以用膠粘。可通過硬膠把它們安裝在測(cè)點(diǎn)處。軟膠則建議使用環(huán)氧基樹脂和氰基丙烯酸鹽粘合劑,使用軟膠會(huì)相當(dāng)程度地降低加速度計(jì)的有效頻率范圍。
2.3 樣車準(zhǔn)備
車輛必須清潔(無(wú)油污、泥土),裝備應(yīng)齊全,輪胎氣壓應(yīng)符號(hào)車輛技術(shù)條件的要求,車輛主要緊固螺栓應(yīng)緊固正常,樣車燃油和潤(rùn)滑油量滿足要求。
2.4 人員準(zhǔn)備
駕駛員:
1)駕駛員身高1.75m±0.05m ,駕駛員及其裝備的總質(zhì)量75kg±5kg;
2)駕駛員在振動(dòng)測(cè)試中應(yīng)坐在規(guī)定的駕駛位置上,雙手控制方向把,雙腳放在腳蹬上,雙臂正常伸展,整個(gè)試驗(yàn)過程中,應(yīng)盡量保持駕駛姿勢(shì)不變。
3 試驗(yàn)方法
3.1 測(cè)量檔位、速度選取
檔位選?。焊鶕?jù)《摩托車和輕便摩托車振動(dòng)舒適性試驗(yàn)方法》(征求意見稿)中 4.6 項(xiàng)規(guī)定受試車輛的檔位選擇按照GB 16169-2005《摩托車和輕便摩托車加速行駛噪聲限值及測(cè)量方法》中的 7.4~7.4.3.3.1 檔位選擇部分執(zhí)行。
車速選?。簻y(cè)量車速首先測(cè)試怠速狀態(tài),然后車速?gòu)谋茸畹头€(wěn)定車速略高的車速(取10km/h 整數(shù)倍)開始,根據(jù)試驗(yàn)需要,選擇10km/h或5km/h的級(jí)差遞增,直至接近最高車速(取10km/h整數(shù)倍)結(jié)束,實(shí)際車速與選定車速誤差見下表1。
表 1 車速誤差
選定車速(m/h) | 車速誤差 |
<30 | ±1 |
30~120 | ±2 |
>120 | ±3 |
試驗(yàn)時(shí),車輛以規(guī)定的車速勻速駛過試驗(yàn)路段,受試車應(yīng)在車速穩(wěn)定后,記錄摩托車在不同車速時(shí)手把處中心頻率 6.3Hz~1250Hz的1/3 倍頻程范圍內(nèi)的振動(dòng)信號(hào),以及坐墊及腳踏處中心頻率6.3~400Hz的1/3 倍頻 程范圍內(nèi)的振動(dòng)信號(hào)所對(duì)應(yīng)的振動(dòng)數(shù)據(jù),測(cè)試時(shí)間不低于30s。
4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
使用 Brüel & Kj?r公司LAN-XI數(shù)據(jù)采集硬件配套的PULSE軟件對(duì)該車采集的道路振動(dòng)數(shù)據(jù)和臺(tái)架振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理分析。
4. 1 單一方向振動(dòng)加速度均方根值:
根據(jù)得到的1/3倍頻帶加速度均方根譜值αj ,根據(jù) 下式計(jì)算αw :
(1)
αw ——頻率計(jì)權(quán)加速度,m/s2。
αj ——1/3倍頻程第j頻段實(shí)測(cè)的加速度均方根值,m/s2。
wj 1/3倍頻程第j頻段相應(yīng)的計(jì)權(quán)系數(shù),見《摩 托車和輕便摩托車振動(dòng)舒適性試驗(yàn)方法》(征求意見稿)附錄B。
n ——1/3倍頻程頻段總數(shù)。
2.總計(jì)權(quán)加速度均方根值, αwo 按下式計(jì)算:
αwo = [kx(2)αxw2 + ky(2)αyw2 + kz(2)αzw2 ]1/ 2
(2) k(x,y,z ) 各軸向?qū)?yīng)計(jì)權(quán)系數(shù)。見《摩托車和輕便摩托車振動(dòng)舒適性試驗(yàn)方法》(征求意見稿)附錄B。
α(x,y,z) 三軸向計(jì)權(quán)加速度均方根值,m/s2。
5 試驗(yàn)結(jié)果的比對(duì)分析
5.1 路試振動(dòng)測(cè)得:
車速(km/h) | 檔位 | 測(cè)試位置 | 左手把 | 右手把 | 左腳踏 | 右腳踏 | 坐墊 |
20 | Ⅲ |
總計(jì)權(quán)加 速度均方根值 aw0(m/s2) | 1.497 | 1.837 | 0.350 | 0.317 | 0.143 |
30 | Ⅲ | 2.184 | 2.313 | 0.538 | 0.470 | 0.238 | |
40 | Ⅳ | 2.709 | 2.630 | 0.600 | 0.591 | 0.231 | |
50 | Ⅳ | 2.776 | 2.757 | 0.517 | 0.602 | 0.231 | |
60 | Ⅳ | 3.151 | 3.177 | 0.520 | 0.672 | 0.254 | |
怠速 | / | 0.341 | 0.577 | 0.035 | 0.035 | 0.030 |
路試振動(dòng)試驗(yàn)評(píng)價(jià)匯總
1 | 左手把 | 在 0-30km/h 車速下左手把振動(dòng)感覺不太明顯,在 30-60km/h 中、高速狀態(tài)下有明 顯振動(dòng),并隨車速增加振動(dòng)逐漸加強(qiáng),但不影響駕駛。 |
2 |
右手把 | 在 0-30km/h 車速下右手把振動(dòng)稍比左手把振動(dòng)大;在 30-60km/h 中、高速狀態(tài)下 有較明顯振動(dòng),并隨車速增加振動(dòng)逐漸加強(qiáng),在同速度點(diǎn)下勻速行駛,右手把振動(dòng) 感比左手把稍弱。 |
3 | 左腳踏 | 在 0-50km/h 車速下左腳踏有輕微振動(dòng),變化不明顯,在 50-60km/h 高速狀態(tài)下振 動(dòng)較大,駕駛時(shí)間稍長(zhǎng)易出現(xiàn)腿腳發(fā)麻,影響駕乘的舒適性。 |
4 | 右腳踏 | 右腳踏隨車速增加振動(dòng)逐漸加強(qiáng),在中、低速階段有輕微振感,在高速狀況下有較 明顯振動(dòng),但不影響行車,可以接受。 |
5 | 坐墊 | 在整個(gè)速度測(cè)試點(diǎn),坐墊振動(dòng)變化較小,駕駛員感覺不明顯,沒有不舒適感。 |
駕駛員體感 | 1 、手把處振動(dòng)在怠速及低速狀態(tài)(20-30km/h)振動(dòng)控制較好。在中高速(40-70km/h)振動(dòng)明 顯變大,駕駛員在行進(jìn)中觀察后視鏡中的物體較為困難,建議改進(jìn),長(zhǎng)時(shí)間行駛對(duì)駕駛員的影 響較大,容易引起疲勞。 2 、腳踏及坐墊部分,速度點(diǎn)(怠速、20-60km/h),振動(dòng)控制較好,以振動(dòng)舒適性評(píng)判處于中等 水平,高速 70km/h 處振動(dòng)明顯變大,不舒適,建議改進(jìn)。 |
5.2 臺(tái)架振動(dòng)測(cè)量測(cè)得:
車速(km/h) | 檔位 | 測(cè)試位置 | 左手把 | 右手把 | 左腳踏 | 右腳踏 | 坐墊 |
20 | Ⅲ |
總計(jì) 權(quán)加速度 均方根值 aw0(m/s2) | 1.286 | 1.597 | 0.230 | 0.221 | 0.083 |
30 | Ⅲ | 1.762 | 1.997 | 0.396 | 0.279 | 0.176 | |
40 | Ⅳ | 2.315 | 2.154 | 0.337 | 0.323 | 0.164 | |
50 | Ⅳ | 2.391 | 2.208 | 0.298 | 0.521 | 0.156 | |
60 | Ⅳ | 2.754 | 2.616 | 0.313 | 0.594 | 0.196 | |
怠速 | / | 0.296 | 0.384 | 0.021 | 0.022 | 0.018 |
臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)評(píng)價(jià)匯總
1 | 左手把 | 在 0-30km/h 車速下左手把振動(dòng)感覺不太明顯,在 30-60km/h 中、高速狀態(tài)下有明 顯振動(dòng),并隨車速增加振動(dòng)逐漸加強(qiáng),但可以接受,不影響駕駛。 |
2 |
右手把 | 在 0-30km/h 車速下右手把振動(dòng)感覺不太明顯;在 30-60km/h 中、高速狀態(tài)下有較 明顯振動(dòng),并隨車速增加振動(dòng)逐漸加強(qiáng),在同速度點(diǎn)下勻速行駛,右手把振動(dòng)感比 左手把稍弱。 |
3 | 左腳踏 | 在 0-50km/h 車速下左腳踏有輕微振動(dòng),變化不明顯,在 50-60km/h 高速狀態(tài)下振 動(dòng)較大,但不影響行車。 |
4 | 右腳踏 | 右腳踏隨車速增加振動(dòng)逐漸加強(qiáng),在中、低速階段有輕微振感,在高速狀況下有較 明顯振動(dòng),可以接受。 |
5 | 坐墊 | 在整個(gè)速度測(cè)試點(diǎn),坐墊振動(dòng)變化較小,駕駛員感覺不明顯,沒有不舒適感。 |
駕駛員體感 | 手把處振動(dòng)在怠速及低速狀態(tài)(20-30km/h)振動(dòng)控制較好。在中高速(40-70km/h)振動(dòng)明顯 變大,長(zhǎng)時(shí)間行駛對(duì)駕駛員的影響較大,容易引起疲勞。 2 、腳踏及坐墊部分,速度點(diǎn)(怠速、20-60km/h),振動(dòng)控制較好,以振動(dòng)舒適性評(píng)判處于中等 水平,高速 70km/h 處振動(dòng)明顯變大,不舒適,建議改進(jìn)。 |
6 路試振動(dòng)試驗(yàn)與臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)的比對(duì)、 分析
6.1 路試振動(dòng)試驗(yàn)與臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)的比對(duì)
6.1.1 相同點(diǎn):
1)路試振動(dòng)試驗(yàn)與臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)的試驗(yàn)條件、試驗(yàn)前期的準(zhǔn)備及儀器的安裝過程相同;
2)路試振動(dòng)試驗(yàn)與臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)的過程中檔位以及試驗(yàn)速度相同;
3)路試振動(dòng)試驗(yàn)與臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析過程相同;
4)路試振動(dòng)試驗(yàn)與臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)中駕駛員的體感基 本一致;
6.1.2不同點(diǎn):
1)速度的穩(wěn)定度不同。路試振動(dòng)試驗(yàn)的速度波動(dòng)性相比臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)速度的波動(dòng)性較大。臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)過程中,駕駛員根據(jù)底盤測(cè)功機(jī)的測(cè)試曲線控制跟蹤車速, 路試振動(dòng)試驗(yàn)過程中,駕駛員根據(jù)VBOX的顯示控制跟蹤車速,在路試試驗(yàn)過程中由于場(chǎng)地的干擾,路試試驗(yàn)的車速穩(wěn)定度相比在臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)候的車速要偏差大一些, 如下圖2所示。
路試速度曲線
臺(tái)架試驗(yàn)速度曲線
圖2 試驗(yàn)速度曲線
通過上圖可以發(fā)現(xiàn),駕駛員在路試試驗(yàn)過程中,根據(jù)VBOX的顯示,在車輛在50Km/h 、60Km/h的試驗(yàn)過程中,車輛的最高速度達(dá)到了51.7Km/h 、61.83Km/h ,而且試驗(yàn)的速度曲線不夠平滑,說明試驗(yàn)過程中試驗(yàn)速度的波動(dòng)較大,相比在臺(tái)架上試驗(yàn)而言,50Km/h以及60Km/h 速度的波動(dòng)較小,因?yàn)榕_(tái)架試驗(yàn)不會(huì)受到試驗(yàn)場(chǎng)地的大小以及外來環(huán)境的影響,所以試驗(yàn)速度曲線比較平滑, 試驗(yàn)速度的波動(dòng)較小。
6.2 結(jié)果分析
1)對(duì)比路試振動(dòng)以及臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),路試振動(dòng)結(jié)果相比臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果偏大,也就是說車輛在路試的振動(dòng)相比臺(tái)架的振動(dòng)值要偏大一些,個(gè)人覺得,這并不能夠完全的反應(yīng)出車輛的振動(dòng)舒適性,因?yàn)槁吩囘^程中摩托車收到外界環(huán)境的影響,如發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)、路面激勵(lì)的作用,其次還有懸架參數(shù)、車輪跳動(dòng)量、坐墊處剛度、車輛的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性等作用力,這些參數(shù)對(duì)于摩托車的振動(dòng)舒適性影響較大,所以只通過一個(gè)簡(jiǎn)單的路試試驗(yàn)并不能完全反映出該車的振動(dòng)舒適性,但摩托車終究是需要在道路上行駛的,所以在車輛振動(dòng)舒適性評(píng)價(jià)的研究中,應(yīng)該將路試以及臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)相結(jié)合, 路試以及臺(tái)架試驗(yàn)各占一定的比列,以路試試驗(yàn)為主, 以路試試驗(yàn)結(jié)果占總結(jié)果的70% ,臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果占總結(jié)果的30% ,通過兩者的結(jié)合來綜合反應(yīng)車輛的振動(dòng)舒適性能。
2)試驗(yàn)過程中車輛擋位的選擇依照《摩托車和輕便摩托車振動(dòng)舒適性試驗(yàn)方法》(征求意見稿)中 4.6 項(xiàng)規(guī)定,受試車輛的檔位選擇按照 GB16169-2005《摩托車和輕便摩托車加速行駛噪聲限值及測(cè)量方法》中的7.4 ~ 7.4.3.3.1檔位選擇部分執(zhí)行,其中GB16169-2005《摩托車和輕便摩托車加速行駛噪聲限值及測(cè)量方法》擋位的規(guī)定如下(兩輪摩托車):
a)受試車輛變速器前進(jìn)檔位為4個(gè)或4個(gè)以下,用二檔測(cè)量
b)受試車輛變速器前進(jìn)檔位為5個(gè)或5個(gè)以上,發(fā)動(dòng)機(jī)排量小于或等于 175ml 時(shí),只用第三檔測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)排量大于175ml時(shí),分別用第二檔位和第三檔位測(cè)量
通過在路試以及臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),《摩托車和輕 便摩托車振動(dòng)舒適性試驗(yàn)方法》(征求意見稿)中對(duì)于擋位的規(guī)定(兩輪摩托車)不符合實(shí)際試驗(yàn)需求,參照 GB16169-2005《摩托車和輕便摩托車加速行駛噪聲限值及測(cè)量方法》中的7.4~7.4.3.3.1檔位選擇,其中摩托車和輕便摩托車加速行駛噪聲限值及測(cè)量方法中規(guī)定檔位 一般選擇均在2檔以及3檔,試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)2檔以及3檔在車輛高速行駛中都不能夠滿足實(shí)際情況。例如當(dāng)試驗(yàn)車速需要達(dá)到60Km/h或者速度更高時(shí) ,按照GB16169-2005《摩托車和輕便摩托車加速行駛噪聲限值 及測(cè)量方法》擋位的規(guī)定(兩輪摩托車)車輛擋位應(yīng)該在2檔或者在2、3擋位,但是在實(shí)際試驗(yàn)中運(yùn)用2檔以及3檔的最高車速均不能夠達(dá)到 60Km/h。所以在實(shí)際試驗(yàn)過程中,車輛在50Km/h以上行駛中的擋位選擇一般為最高檔位,路試以及臺(tái)架振動(dòng)試驗(yàn)擋位的選取應(yīng)該切合實(shí)際,以準(zhǔn)確的反映出受檢產(chǎn)品的性能為目的,保證試驗(yàn)的可行性。
7 改善摩托車振動(dòng)舒適性的建議
摩托車在行駛過程中主要受到了如發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)、路面激勵(lì)的作用,其次還有懸架參數(shù)、車輪跳動(dòng)量、坐墊處剛度、車輛的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性等作用力,因此對(duì)于如何提高車輛的舒適性,提出以下建議:
1)車體的振動(dòng)頻率應(yīng)該避開懸架系統(tǒng)的頻率,通過改變車輛的固有頻率表,使得車輛在行駛過程中產(chǎn)生的振動(dòng)與車輛的固有頻率不會(huì)產(chǎn)生共振,從而減小車輛的 振動(dòng),提高整車的振動(dòng)舒適性。
2)車體的模態(tài)頻率應(yīng)避開發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)和路面激勵(lì)的頻率范圍,避免產(chǎn)生共振。
參考文獻(xiàn)
[1] 《摩托車和輕便摩托車振動(dòng)舒適性試驗(yàn)方法》(征求意見稿)