某载货车驾驶室的振动加速度数据采集及分析

郭 伟

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

设计研究

某载货车驾驶室的振动加速度数据采集及分析

郭 伟

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

本文通过在某载货汽车上布置加速度传感器， 完成驾驶室道路载荷谱的振动数据采集工作，并分析其统计特性，为驾驶室的道路模拟试验提供基础数据。

道路载荷谱；数据采集；道路模拟试验；加速度

CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2014)10-21-04

1、概述

目前越来越多的汽车生产厂家开始使用道路模拟技术，将整车道路试验搬到试验台进行。道路模拟是在试验室内通过对试验台架参数进行精确控制，再现车辆在实际道路运行状态下的样车对地面激励响应情况。我们进行驾驶室振动数据采集，所关注的焦点是源于车轮受路面激励而作用在车辆上载荷，获得的数据作为试验台的目标载荷。

2、试验目的

在某载货汽车悬置上下布置加速度传感器，并在某汽车试验场综合路上进试验，采集驾驶室在各种路面的振动道路谱，研究驾驶室的振动情况。将采集的道路谱进行统计分析，为驾驶室台架试验做数据积累，为驾驶室道路模拟试验做基础。

3、试验主要设备

硬 件：LMS 数采仪、工作电脑、逆变器或车载电源等

软 件：LMS Test.Lab

传感器：PCB加速度传感器

4、试验对象

一台装备齐全，且经过磨合，车况良好样车，该车按照样车使用标准加满燃料，使轮胎气压达到厂定压力，并放置好配重。

表4-1 样车载荷分配

5、仪器设备的安装和传感器的布置

试验测点的选择：根据驾驶室在车架上的固定方式，该驾驶室在车架上4点悬置固定，道路激励由车架通过4个悬置传递给驾驶室，且车架此位置的刚度较大，获得数据会好一些，同时还避免了橡胶件的非线性干扰。

同时还应采集驾驶室与悬置的连接点作为道路模拟时的监测控制点，监测控制测点是用来检测道路模拟实验台迭代后生成的加载谱进行道路模拟的精确度的，在台架上模拟路

面振动时应在监测点处得到与实际路面载荷谱尽可能一致的响应。

表5-1 测点位置表

备注：在道路模拟台架试验时，传感器的测点应与整车道路试验中的测点一致。

6、采集工况

本次试验选在某汽车试验场进行，为了使获得的道路载荷历程具有典型性、概括性和集中性，试验的路面必须具有代表性，且尽可能使统计上会发生的重要事件以充分地体现，我们选取了8种路面进行驾驶采集， 采集路面及行驶规范见表：

表6-1 采集路面及行驶规范表

7、数据编辑和处理分析

7.1 加速度信号预处理

使用tecware软件进行对加速度信号的统计分析，需要对信号进行预处理，如裁剪、去漂移、去尖峰以及滤波等，处理时编辑窗口需对所有的数据通道进行处理，以保证各通道信号的原始相位关系保持一致。

7.2 用傅里叶低通滤波，消除50Hz以上的高频成分。因为此部分的振动对汽车的强度和耐久性影响非常小。

7-4加速度信号统计分析对振动信号的分析，数理统计是一个重要的手段，通过考察信号的统计特征，可以观察到信号的分布情况，从中总结出汽车对路面振动的响应规律，从而在以后的设计中可以针对统计规律设计更合理的结构，提高汽车的使用寿命和可靠性。经过预处理后的信号按照最小值、最大值、平均值、有效值（均方根值）、标准差以及方差等六个统计特征来进行统计。有效值，信号平均能力的一

种表达，反映信号的强度或平均功率。平均值，反映信号变化的中心趋势。方差，反映了信号绕均值的波动程度，其正平方根称为标准差。其结果如下表所示：

表7-1 驾驶室右侧后悬下方与车架固定处加速度统计

表7-2 驾驶室右侧后悬上方与驾驶室固定处加速度统计

表7-3 驾驶室右侧后悬下方与车架固定处加速度统计

表7-4 驾驶室右侧前悬上方与驾驶室固定处加速度统计

表7-5 驾驶室左侧后悬下方与车架固定处加速度统计

表7-6 驾驶室左侧后悬上方与驾驶室固定处加速度统计

表7-7 驾驶室左侧前悬上方与驾驶室固定处加速度统计

表7-8 驾驶室左侧前悬下方与车架固定处加速度统计

从统计结果发现， 驾驶室悬置处的加速度大的路面是块石路与搓板路，说明这两种路面比较颠簸，样车的驾驶室在这两种路面上的振动大。

8、总结

本次试验数据采集在汽车试验场综合路进行，共测量了驾驶室悬置上下8个加速度振动情况。通过此次试验，掌握使用LMS数据采集仪的使用,数据采集的方法,及使用TecWare分析软件进行加速度数据处理分析，统计分析得到驾驶室在试验场的加速度振动载荷特征，并为后续在道路模拟试验台上再现驾驶室在试验试验场行驶情况进行了数据准备。

[1]王霄锋 汽车可靠性工程基础[M]北京： 清华大学出版社 2007.

[2]郭虎等 车辆随机载荷谱的统计分析[J]汽车科技 2003.

[3]周水兵 用户关联汽车道路载荷谱编制的研究 浙江大学硕士学位论文 2008.

[4]黄松、夏武超、陈军祥以道路载荷谱为基础建立汽车零部件的当量寿命[J]汽车科技 2003.

Vibration acceleration data acquisition and analysis of a truck cab

Guo wei
(Shaanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd., Shaanxi Xi´an 710200)

Through the arrangement of the acceleration sensor on a truck, complete the work of the vibration data acquisition of the cab road load spectrum, and analysis its statistical characteristics, and provide basic data as the cab road simulation test.

road load spectrum；data acquisition；road simulation test；acceleration

U463.8

A

1671-7988(2014)10-21-04

郭伟，就职于陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院。