实验四 汽车悬架性能检测与诊断

实验四汽车悬架性能检测与诊断

一、实验目的及要求

1．实验目的

（1）检测汽车悬架装置性能；

（2）掌握汽车悬架装置测仪器结构与原理；

（3）掌握汽车悬架装置性能检测与诊断方法。

2．实验要求

实验要求：遵循操作规程，记录实验数据、分析实验结果、撰写实验报告。

二、实验预习及准备

汽车悬架装置是汽车的一个重要总成，它是将车身和车轴弹性联接的部件。汽车悬架装置通常由弹性元件、导向装置和减振器三部分组成，其功用是传力、缓和并迅速衰减车身与车桥之间因路面不平引起的冲击和振动，保证汽车具有良好的行驶平稳性、操纵稳定性、乘坐舒适性和行驶安全性。汽车悬架装置直接影响汽车的行驶平顺性，同时对汽车的行驶安全性、操纵稳定性、通过性以及燃料经济性等方面性能也有很大影响。因此，汽车悬架装置的各部件品质和匹配后的性能对汽车行驶性能都有着重要的影响。

GB18565-2001《营运车辆综合性能要求和检测方法》要求：对于最大设计车速大于或等于100km/h、轴载质量小于或等于1500kg的载客汽车，应用悬架装置检测台或平板制动试验台按规定的方法进行悬架装置特性检测。

（一）实验原理

对于汽车各车轮悬架系统而言，由确定的质量、弹簧和减振器组成的振动系统，在外部激振力或车辆自身制动力作用下，其振动衰减具有一定的规律性。若悬架系统中弹簧和减振器性能不良，必然会引起振动过程的改变，因此通过检测车辆在外部激振力或自身制动力作用下对测试台面垂直作用力的变化过程，进行分析、对比就可确定汽车悬架系统中悬架弹簧和减振器的技术状况。

（二）实验仪器及设备

目前，检测实践中常用的检测汽车悬架装置工作性能的试验台有谐振式悬架检测台

谐振式悬架装置检测台，一般由机械和微机控制两部分组成。

（1）机械部分谐振式悬架装置检测台的机械部分由箱体和左右两套相同的振动系统构成，结构简图如图6-1所示。图中所示为检测台单轮支承结构。一套振动系统因其左右对称，故另一侧省略。每套振动系统由上摆臂、中摆臂、下摆臂、支承台面、激振弹簧、驱动电机、蓄能飞轮和传感器等构成。传感器一端固定在箱体上，另一端固定在台面上。上摆臂、中摆臂和下摆臂通过三个摆臂轴和六个轴承安装在箱体上。上摆臂和中摆臂与支承台面连接，并构成平行四边形的四连杆机构，以保证上下运动时能平行移动，以及台面受载时始终保持水平。中摆臂和下摆臂端部之间装有弹簧。驱动电机的一端装有蓄能飞轮，另一端装有凸缘，凸缘上有偏心轴。连接杆一端通过轴承和偏心轴连接，另一端和下摆臂端部连接。

图6-1 谐振式悬架装置检测台结构原理图

1-支承台面；2-上摆臂；3-中摆臂；4-下摆臂；5-激振弹簧；6-驱动电机；7-偏心惯性结构

检测时，将汽车驶上支承平台，启动测试程序，驱动电机带动偏心机构使整个汽车—台面系统振动。激振数秒钟达到角频率为0ω的稳定强迫振动后断开驱动电机电源，接着由蓄能飞轮以起始频率为0ω的角频率进行扫频激振。由于停在台面上车轮的固有频率处于0ω和0之间，因此蓄能飞轮的扫频激振总能使汽车—台面系统产生共振。断开驱动电机电源的同时，启动采样测试装置，记录数据和波形，然后进行分析、处理和评价。

（2）微机控制部分 主要由微机、传感器、A/D 转换器、电磁继电器及控制软件等组成。由传感器测得的汽车振动参数（振动幅值、振动频率、相位差）经信号放大、低通滤波等前期处理后，输入微机进行信号分析与处理。控制软件是悬架装置检测台微机控制部分与机械部分联系的桥梁。软件不仅实现对悬架装置检测和测试过程的控制，同时也对悬架装置检测台所采集的数据进行分析和处理，分析系统在接到采样信号后，对采样信号进行快速傅立叶分析，获得汽车在衰减振动过程中不同频率时的振幅等参数，并最终将检侧结果显示并打印出来。

（三）实验技术标准及规范

GB18565—2001《营运车辆综合性能要求和检验方法》中规定的检测标准是：用悬架装置检测台按上述检测方法检测时，被检车辆的车轮在受外界激励振动下测得的吸收率（被测汽车共振时的最小动态车轮垂直载荷与静态车轮垂直载荷的百分比）应不小于40％，同轴左右轮吸收率之差不得大于15％。

欧洲减振器制造协会（EUSAMA ）推荐的评价车轮接地性的参考标准如表6-1所列，可供我国检测悬架装置工作性能时参考。车轮接地性指数的定义是：汽车行驶中车轮与路面间最小法向作用力与其法向静载荷的比值。即代表了车轮与路面间的最小相对动载，用A%表示，在0～100%范围内变化。车轮接地性指数表明了悬架装置在汽车行驶中确保车轮与路面相接触的最小能力。

需要指出的是，表中的车轮接地性指数是在悬架装置检测台台面振幅为6mm 测得的，这也是大部分悬架装置检测台使用的激振振幅。

表6-1 中的参考标准，适用于大多数汽车，但非常轻的小汽车和微型车例外。这是因

为这一类汽车的其中一个轴（一般为后轴）的两个车轮接地性指数非常低，而它们的悬架装置是正常的。

表6-1 车轮接地性参考标准

三、实验方法

用谐振式悬架装置试验台检测悬架装置工作性能方法

（1）汽车轮胎规格、气压应符合规定值，车辆空载，不乘人；

（2）将车辆每轴车轮驶上悬架试验台，使轮胎位于台面的中央位置；

（3）启动检测台，使激振器迫使汽车悬架装置产生振动，使振动频率增加并超过振荡的共振频率；

（4）在共振点过后，将激振源关断，振动频率减少，并将通过共振点；

（5）记录衰减振动曲线，纵坐标为动态轮荷，横坐标为时间。测量共振时动态轮荷，计算并显示动态轮荷与静态轮荷的压力比及其同轴左右轮百分比的差值。

四、悬架性能检测结果分析与诊断

悬架装置工作性能实验结果符合规定的测试要求时，表明悬架装置的弹性元件、导向装置以及减振器工作性能良好，当实验结果不符合规定要求时，原因可能在于：悬架装置的弹簧有裂纹，弹簧和导向装置的连接螺栓松动，减振器漏油、缺油或损坏。