摩托車可靠性試驗(yàn)道路振動(dòng)路譜初步分析

王震武，馮占闖，蘇 輝，劉 琳，王 毅，王 剛

（國(guó)家摩托車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 ，西安 710032）

        摘  要：本文對(duì)摩托車可靠性強(qiáng)化路面進(jìn)行振動(dòng)路譜采集，匯總并分析不同樣車在不同路面的振動(dòng)加速度功率譜密度，得出以下結(jié)論：(1) 兩輪摩托車比利時(shí)路、搓板路、減速帶、波形路、魚鱗坑的振動(dòng)加速度功率譜密度頻率主要集在 5~ 100Hz 頻段； (2)兩輪摩托車振動(dòng)加速度功率譜密度最大值排序依次為：搓板路> 比利時(shí)路>減速帶>魚鱗坑路>波形路>平坦路面；(3)對(duì)于同一試驗(yàn)樣車，隨著車速增加，振動(dòng)加速度功率譜密度最大值基本上呈正相關(guān)關(guān)系；(4)不同樣車在同等試驗(yàn)速度時(shí)，振動(dòng)加速度功率譜密度最大值的差異與樣車的結(jié)構(gòu)有關(guān)系。為進(jìn)一步制訂科學(xué)規(guī)范且實(shí)用性強(qiáng)的摩托車道路可靠耐久性質(zhì)量評(píng)價(jià)規(guī)范奠定基礎(chǔ)。

        關(guān)鍵詞：摩托車；可靠性；路譜采集；功率譜密度

        中圖分類號(hào)：U467            文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

        近些年來(lái)，中國(guó)摩托車產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，年產(chǎn)銷量占全球一半以上。諸多摩托車生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中，有道路耐久性試驗(yàn)的需求。目前國(guó)內(nèi)實(shí)施的摩托車道路可靠耐久性質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要有兩項(xiàng)，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T  4570-2008、GB/T 5374-2008。為縮短試驗(yàn)周期，本文從道路強(qiáng)化路面振動(dòng)路譜著手，研究對(duì)強(qiáng)化路面進(jìn)行振動(dòng)路譜采集，分析功率譜密度[1]，為進(jìn)一步制訂科學(xué)規(guī)范且實(shí)用性強(qiáng)的摩托車道路可靠耐久性質(zhì)量評(píng)價(jià)規(guī)范奠定基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)路面及設(shè)備

1.1 試驗(yàn)路面

        試驗(yàn)場(chǎng)地選用位于長(zhǎng)安大學(xué)渭水校區(qū)北側(cè)的長(zhǎng)安大學(xué)汽車綜合試驗(yàn)場(chǎng)。試驗(yàn)場(chǎng)包括多種可靠性強(qiáng)化典型試驗(yàn)道路和1.3萬(wàn)平方的操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)廣場(chǎng)[2] ，能夠滿足試驗(yàn)要求。試驗(yàn)路面如表1所示。

              表 1  可靠性試驗(yàn)路面

1.2 路譜采集設(shè)備

        所用設(shè)備為Brüel & Kj?r公司生產(chǎn)的3053型12通道聲音和振動(dòng)分析儀，頻帶為0~25.6 kHz。

        加速度計(jì)采用4524-B型輕量化的三軸壓電式正交剪切式加速度計(jì)，可在三個(gè)相互垂直的方向上同時(shí)進(jìn)行測(cè)量[3]。

1.3 加速度計(jì)安裝位置

加速度計(jì)安裝在試驗(yàn)?zāi)ν熊嚨那拜S和后軸附近的平面上[1] ，如圖1和圖2所示：

圖 1  某樣車前軸加速度計(jì)安裝位置

圖 2  某樣車后軸加速度計(jì)安裝位置

2 路譜采集過(guò)程

        摩托車振動(dòng)路譜采集過(guò)程中需要應(yīng)用3053型振動(dòng)分析儀的Notar功能，即將采集的時(shí)域數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)在SDHC存儲(chǔ)卡中，然后通過(guò)有線LAN、無(wú)線LAN訪問(wèn)記錄儀。

        試驗(yàn)樣車選取有燃油踏板摩托車、電動(dòng)踏板摩托車、燃油跨騎摩托車、大排量燃油摩托車。某150型跨騎摩托車路譜采集部分路面過(guò)程如圖3、圖4、圖5、圖6所示。

圖 3  某樣車通過(guò)魚鱗坑路面

圖 4  某樣車通過(guò)波形路

圖 5  某樣車通過(guò)搓板路

圖 6  某樣車通過(guò)比利時(shí)路

3 路譜數(shù)據(jù)分析

        振動(dòng)加速度的功率譜密度表征可靠性路面能產(chǎn)生的對(duì)試驗(yàn)樣車的損傷能量，因此對(duì)采集到的路譜進(jìn)行處理，分析等到各可靠性路面對(duì)不同樣車產(chǎn)生的振動(dòng)加速度的功率譜密度，如圖7所示。

圖 7  某150型騎式車比利時(shí)路振動(dòng)頻譜曲線

圖 8  某150型騎式車搓板路振動(dòng)頻譜曲線

圖 9  某150型騎式車波形路振動(dòng)頻譜曲線

        分析并匯總各車型在不同路面的振動(dòng)加速度功率譜密度最大值，如表2所示。

                                                           表 2  振動(dòng)加速度功率譜密度最大值

4 結(jié)論

        根據(jù)采集的路譜信號(hào)分析，得出：

1.  兩輪摩托車比利時(shí)路、搓板路、減速帶、波形路、魚鱗坑的振動(dòng)加速度功率譜密度頻率主要集中在5~ 100Hz頻段。

2.  兩輪摩托車振動(dòng)加速度功率譜密度最大值排序次為：搓板路>比利時(shí)路>減速帶>魚鱗坑路>波形路>平坦路面，對(duì)兩輪摩托車的損傷程度有待進(jìn)行一步研究。

3.  對(duì)于同一試驗(yàn)樣車，隨著車速增加，振動(dòng)加速度功率譜密度最大值基本上呈正相關(guān)關(guān)系。

4.  不同樣車在同等試驗(yàn)速度時(shí)，振動(dòng)加速度功率譜密度最大值的差異與樣車的結(jié)構(gòu)有關(guān)系。

參考文獻(xiàn)

[1]  盧兆明,許毅,張曉莉.道路車輛路試實(shí)錄動(dòng)態(tài)環(huán)境條件的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化[J].質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)化,2011(03):23-28.

[2]  楊翔.  基于汽車試驗(yàn)場(chǎng)環(huán)境條件下的VBOX測(cè)試及應(yīng)用研究[D].  長(zhǎng)安大學(xué), 2016.

[3]  張曉莉.  道路車輛路試實(shí)錄動(dòng)態(tài)環(huán)境條件的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化[J].  質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)化, 2011, (3): 23-28.