汽车平顺性试验

汽车平顺性道路行驶试验报告
一、试验目的和任务
1、学习与该试验有关的数字信号采集和处理的知识。

2、对汽车相应部位振动信号进行采集，并对信号进行处理，作出对被试验车辆平顺性的评价。

3、根据主观感觉的舒适性来评价被检车辆的平顺性，同时，通过试验发现它们在平顺性方面存在的问题，探索产生问题的原因，为汽车平顺性设计提供改进措施。

二、试验内容和条件
1.试验内容
（1）随机输入行驶试验：测定汽车在随机不平路面上行驶时的振动对乘员及货物的影响，评价试验车辆平顺性。

试验时，汽车在稳速段内以规定的车速稳定行驶，然后以该稳定车速匀速地驶过试验路段，记录各测量点的加速度时间历程（样本记录长度不小于3min）和平均行驶车速。

（2）脉冲输入行驶试验：测定汽车行驶单凸块时的，对乘员及货物的冲击响应，评价试验车辆平顺性。

试验车速分别为10、20、30、40、50、60 km/h，每种车速的试验次数不少于8次。

当汽车行驶到距凸块50m远时车速应稳定在试验车速上，而后以稳定的车速驶过凸块，同时用磁带记录仪记录汽车振动的全过程，待汽车驶过凸块并冲击响应消失后，停止记录。

测试系统应适宜于冲击测量，其性能应稳定、可靠，频响范围为0.1～100Hz，其中加速度传感器的量程不得小于10g。

2.试验条件
（1）根据试验内容和国标GB/T 4970-1996、GB/T 5902-86要求，本次试验在沥青路面上进行，路面平直、干燥，纵坡不大于1%，长度不小于3km，两端有30～50m扥稳速段，风速不大于5m/s。

（2）汽车各总成、部件、附件及附属装置（包括随车工具与备胎）必须按规定装备齐全，并在规定的位置上，调整状况应符合该车技术条件的规定，轮胎气压符合汽车技术条件的规定，误差不超过±10 kPa。

（3）测试部位的乘员应全身放松，两手自由地放在大腿上，其中驾驶员的两手自然地置于方向盘上，在试验过程中应保持乘坐姿势不变，乘员不靠在靠背上。

三、试验仪器和试验装置
1. 试验车辆：某型号轿车
整车质量1930 kg。

相应轴载质量：前轴1062 kg；后轴868 kg。

悬架型式:
前轴麦弗逊式独立悬架后轴扭力梁式拖曳臂悬架
轮胎型式和轮胎气压
前轮255/45 R19 104Y x1 ,2.1bar 后轮255/45 R19 104Y x1 ,2.1bar
轴距3122mm
座椅型式:双排座椅
2. 人体参数：人体质量65kg身高175cm
乘坐姿势的描述: 测试部位的乘员应全身放松，两手自由地放在大腿上，其中驾驶员的两手自然地置于方向盘上，在试验过程中应保持乘坐姿势不变。

一般
乘员不靠在靠背上。

3.试验用仪器：
仪器系统包括有加速度传感器、放大器、磁带记录仪或数据处理器、笔记本电脑、人体振动测试仪。

其中，磁带记录仪的信噪比应优于40 dB。

测试系统的性能应稳定可靠，测人-椅系统的频响为0．1～100 Hz，加速度传感器的量程不得小于10g。

4.试验用装置：
根据国标要求，脉冲输入试验需采用两种形状的单凸块作为脉冲输入：三角形和长坡形。

并推荐采用木质材料，外包铁皮。

①三角形凸块如图1所示，具体为：
a．轿车、旅行客车及总质量小于或等于4t的货车——h =60mm；
H——按需要而定，但必须大于轮宽。

②长坡形凸块的结构简图及参数见附录，该凸块适用于各型汽车。

四、试验方法和过程
1. 随机输入行驶试验
（1）将加速度传感器安装在左侧前排和后排座椅上。

安装在座椅上的加速度传感器应能测三个方向的振动，以测量垂直振动(即Z轴向的直线振动）、横
向振动（即左右方向Y轴向和前后方向X轴向的直线振动）的加速度时间历程。

传感器应与人体紧密接触，并且在人体与座椅间放入一安装传感器的垫盘，其底盘推荐采用如附录B（参考件）所示的结构型式。

（2）试验时，汽车在稳速段内要稳住车速，然后以规定的车速匀速驶过试验路段。

在进入试验路段时启动测试仪器以测量各测试部位的加速度时间历程，同时测量通过试验路段的时间以计算平均车速。

注意：样本记录长度不短于3min。

2. 脉冲输入行驶试验
（1）将加速度传感器安装在下列位置左侧前排、后排座椅上及这些座椅底部的地坂上。

安装在座椅上的传感器应与人体紧密接触，并在人体与座椅间放一安装传感器用的垫盘，其结构型式按GB 4970—1996附录B的规定。

（2）将凸块放置在试验道路中间，并按汽车车轮距离调整好两个凸块间的距离。

为保证汽车左右车轮同时驶过凸块，应将两凸块放在与汽车行驶方向垂直的一条线上。

（3）汽车以规定的车速匀速驶过凸块。

在汽车通过凸块前50m应稳住车速，并用测速装置测量车速。

当汽车前轮接近凸块时开始记录，待汽车驶过凸块并冲击响应消失后，停止记录。

（4）试验时，用三角形凸块作为脉冲输入，根据需要可作长坡形凸块试验，每种车速的试验次数不得少于8次。

五、试验数据处理
1. 随机输入试验数据处理
处理实验数据时，对人—椅系统推荐采用下列参数：截断频率ƒ
=100Hz；
c
采样时间间隔Δt=0.005s;分辨率带宽Δf=0.1953Hz；独立样本个数q≧25；使用窗函数。

对车厢。

建议截断频率ƒ
=500Hz。

c
（1）单轴向加权加速度均方根值的计算
(t)，通过符合频率加权函数w(f)滤波
①对于记录的加速度时间历程a
j
网络得到加权加速度时间函数αw(t)，按下式计算a
wj
式中，T为振动的分析时间，一般取120s。

频率加权函数W (f)可以表示为：
0.5f1/2 (0.9＜f≤4）
Z轴方向W (f)= 1.0 (4＜f≤8）
8／f（8＜f）
X,Y轴方向W（f）= 1.0 (0.9＜f≤4)
2/f (2＜f)
②由等带宽频谱分析得到的加速度自功率谱密度函数G a(f)计算αw
先按下式计算1／3倍频带加速度均方根谱值：
式中：αj—一中心频率为fj的第j（j=1，2，3…………20）个1／3倍频带加速度均方根谱值，m／s2；
f ij,f uj——分别是1/3倍频带的中心频带为fj的下、上限频率（见附录表
A1）。

然后，再按下式计算αw
式中：αw——单轴向加权加速度均方根值，m／s2；
w j——第j个1／3倍频带的频率加权函数，见附录表A2
（2）3个方向的总加权加速度均方根值αw
式中：αxw——前后方向（即X轴向）加权加速度均方根值，m/s2；
αyw——左右方向（即Y轴向）加权加速度均方根值，m/s2；
αzw——垂直方向即Z轴向加权加速度均方根值，m/s2。

有些“人体震动测量仪”采用加权振级L
aw
，计算公式如下：
L aw =20lg（αw/a
)
式中：L eq—一定测量时间内的加权加速度均方根对数值，即等效均值，dB；
αo——参考加速度均方根值，αo =10-6m／s2。

2. 脉冲输入试验数据处理
当采用信号处理机进行数据处理时，要求采样的时间间隔△t≤0.005s，推荐△t=0.005s。

评价指标的计算：
将计算结果列入试验结果记录表：
六、试验注意事项
1. 试验道路应平直，纵坡不大于1％，路面干燥，不平度应均匀无突变，长度不小于3 km，两端应有30～50m的稳速路段。

2. 试验时，汽车在稳速段内要稳住车速，然后以规定的车速匀速驶过试验路段。

在试验路段用数据采集系统采集各测量点的加速度时间历程，测量通过试验路段的时间以计算平均车速。

3.测试部位的乘员应全身放松，两手自由地放在大腿上，其中驾驶员的两手自然地置于方向盘上，在试验过程中应保持乘坐姿势不变。

一般乘员不靠在靠背上。

4. 测试仪器的性能应稳定可靠，测人—一椅系统的频率响应为0.1～100Hz，记录样本长度不短于3min，
七、附录
长坡形凸块的结构简图及参数
5000)x )(05000
x
cos2-(12100<<=
πq H ——按需要而定，但必须大于轮宽
x 500 1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
Q
9.55
34.55 65.45 90.45 100 90.45 85.45 34.55 9.55
表A1
1/3倍频带中心频率f Hz F的下限频率F的上限频率
1.0 0.9 1.12
1.25 1.12 1.4
1.6 1.4 1.8
2.0 1.8 2.24
2.5 2.24 2.8
3.15 2.8 3.55
4.0 3.55 4.5
5.0 4.5 5.6
6.3 5.6
7.1
8.0 7.1 9
表A2
八、备注H2 604。