橡胶悬架与板簧悬架车型振动测试对比分析

梁坤丰，李丽，蔡富业，陈喜，陆千强

(上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州 545007)

橡胶悬架与板簧悬架车型振动测试对比分析

梁坤丰，李丽，蔡富业，陈喜，陆千强

(上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州 545007)

介绍国内某重卡品牌的橡胶悬架与板簧悬架重卡对比振动测试，通过在车桥和车架的合适位置上布置振动信号的采集点，利用加速度信号数据采集仪采集振动信号，通过对测试结果的分析，得出橡胶悬架的隔振率明显优于板簧悬架的结论。

橡胶悬架；板簧悬架；重卡；隔振率

0 引言

悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间传力或连接装置的总称，悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，比如支撑力、制动力和驱动力等，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。如果悬架的隔振效果不好，就会使路面不平整导致的振动引起车架、驾驶室的振动，不仅会影响驾驶室的舒适性，还会影响到其他零部件的工作性能及寿命，甚至会造成零部件的过早失效破坏。因此悬架的隔振率是衡量悬架性能的一个重要指标。

橡胶悬架是一种用橡胶弹簧代替传统钢板弹簧的一种新型悬架系统。由于橡胶自身有着质量轻、能承受大变形、变刚度、内阻尼的优点，使得橡胶悬架在承载性、燃油经济性、减隔振性能方面都明显优于传统的板簧悬架。在中国，橡胶悬架还是一种新型的悬架系统，目前正处于推广阶段。为对比橡胶悬架与板簧悬架的性能，为国内某主机厂某款重卡做一次橡胶悬架和板簧悬架车型的振动对比测试。

1 振动测试

1.1 测试原理及测试设备简介

一个完整的振动测试系统一般由拾振环节、放大和分析处理等三大环节组成。其功用如下：

拾振环节。拾振环节是振动测试系统的基本环节，测试仪器常称为拾振器。拾振器能将振动参数如位移、速度、加速度等转换为便于处理和存储的信号，拾振器的性能决定着整个测试系统的性能。在振动测试时，还要根据测试目的合理选择测量参数，此次选择测量的参数为振动加速度，因为加速度与载荷成正比，是研究动力强度和疲劳强度的重要依据。

放大环节。放大环节是把拾振器收集到的信号(一般都是电信号)，加以放大，便于后续的分析和处理。

分析处理环节。分析处理环节是对测试到的信号进行分析及处理的环节，根据测试目的不同，常用的分析处理方法有频谱分析、相关分析、快速傅里叶变换分析、概率统计分析等。

此次测试具体的测试原理及用到的相关仪器设备如图1所示。

图1 测试原理简图

此次测试采用DASP-V10多功能测试分析系统，此系统能对多种信号进行动态实时的数据采集与分析处理，测试实物如图2所示。

图2 测试设备实物图

1.2 测点的选择及布置

此次振动测试的目的主要是评判两种不同悬架的隔振性能，因此两辆被试车辆除了中后桥采用的悬挂方式不同外，其他配置基本一样。悬架上振动传递的方向一般都是从车桥传递到车架，因此只需测量车桥和悬架上方车架的振动特性，就能分析出悬架的隔振性能。所以，此次测试在两种不同车型的车桥和悬架上方车架的合适位置布置测点，此次测试的测点布置位置选择了左中桥、右后桥及悬架正上方的车架，如图3所示。在所有测点均测试纵、横、垂3个方向的振动加速度。

图3 测试时的测点布置

1.3 测试环境及测试工况

此次测试路面为平直的沥青路面，测量时天气阴、气温22～25 ℃、风速小于3 m/s，路面略湿。为对比两种车型的空载和满载的性能，分别对两种车型不带挂车时的空车和带挂车后的重车进行了测试。分别采集了整车在25～75 km/h(速度间隔为5 km/h)匀速行驶时不同测点的振动信号。

2 振动测试结果对比分析

2.1 车桥上测点振动分析

通过对3辆相同工况的重卡进行测试，采集车桥上测点的测试数据，得出如图4—6所示的3组数据。

图4 一号重卡车桥上测点振动信号数据

图5 二号重卡车桥上测点振动信号数据

图6 三号重卡车桥上测点振动信号数据

由图4—6可知：在空载和满载时，在中桥和后桥上，橡胶悬架重卡车型车桥上的垂向、横向和纵向的振动均明显大于板簧悬架，尤其是在右后桥垂向无挂75 km/h时，橡胶悬架车型的振动加速度均方根值最大值略大于8 mm/s2，而板簧悬架车型在此时的振动加速度均方根值最大值略大于4 mm/s2，约为橡胶悬架的1/2。这表明橡胶悬架重卡在行驶时受车轮的激扰更大或者轮胎的隔振效果不好。

2.2 悬架上方车架测点振动分析

通过对3辆重卡悬架上方车架测点进行数据采集和分析，得出如图7、图8、图9所示的3组数据。

图7 一号重卡车架上测点振动信号数据

图8 二号重卡车架上测点振动信号数据

图9 三号重卡车架上测点振动信号数据

由图7—9可知：在悬架上方车架测点，空载和满载时，橡胶悬架车型在垂向、横向和纵向的振动均比板簧悬架车型小，振动平稳；并且板簧悬架车型在35～45 km/h和65～75 km/h时振动出现波峰，这表明板簧悬架车型的隔振性能随车速变化而变得不稳定，而橡胶悬架重卡随车速变化的振动相对平稳。

3 结论

通过对此次振动测试的结果进行对比分析得出以下结论：

(1)在两种悬架车型空载和满载时，橡胶悬架的减隔振性能要明显优于板簧悬架。从第2.1和2.2节分析可知，橡胶悬架车型车桥上的振动激扰明显要大于板簧悬架车型，但是通过悬架的隔振后，橡胶悬架车型悬架上方车架的振动要明显小于板簧悬架。

(2)在不同的速度区间时，橡胶悬架的减振过程比板簧悬架更加平稳。从第2.2节分析可知，板簧悬架车型的隔振性能随车速变化而变得不稳定，而橡胶悬架重卡车型随车速变化的振动相对平稳。

[1]张洪亭,王明赞.测试技术[M].沈阳:东北大学出版社,2006.

[2]吴正毅.测试技术与测试信号处理[M].北京：清华大学出版社,1991.

VibrationTestandAnalysisforRubberSuspensionandPlateSpringSuspensionModels

LIANG Kunfeng，LI Li，CAI Fuye,CHEN Xi,LU Qianqiang

(SAIC GM Wuling Automobile Co.,Ltd.,Liuzhou Guangxi 545007,China)

A vibration test was done for a domestic heavy-duty truck company to compare the performance of rubber spring suspension and leaf spring suspension. Laying the vibration signal acquisition points on the suitable location of the axle and frame, using the acceleration signal data acquisition instrument to collect vibration signal, through analyzing the test results, the conclusion is that the vibration isolation efficiency of rubber spring suspension is significantly better than that of the leaf spring suspension.

Rubber spring suspension; Leaf spring suspension; Heavy-duty truck；Vibration isolation efficiency

U46

B

1674-1986(2017)11-066-04

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.11.016

2017-06-23

梁坤丰(1986—)，男，学士，助理工程师，研究方向为汽车测试。E-mail：lkf0305@163.com。