汽車操縱穩(wěn)定性能與檢測(cè)(2)

1、某客戶駕駛汽車在市區(qū)行駛，因在行車過(guò)程中出現(xiàn)緊急狀況，該車主緊急制動(dòng)，汽車出現(xiàn)較嚴(yán)重的“點(diǎn)頭”現(xiàn)象，并且還感覺到汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)傾斜嚴(yán)重，于是該客戶將汽車送至4S 點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。出現(xiàn)上述現(xiàn)象主要是汽車的懸架系統(tǒng)存在問題，對(duì)懸架系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，我們需要掌握相關(guān)檢測(cè)設(shè)備的使用方法及檢測(cè)技術(shù)。知識(shí)鏈接一、汽車舒適性能的含義汽車舒適性能是在保證汽車安全、快速、節(jié)能、環(huán)保的同時(shí)更高層次的需求，是現(xiàn)代汽車的重要性能之一。汽車舒適性能主要通過(guò)汽車行駛平順性、車內(nèi)裝置的操縱性（圖 6-1-1 為人性化設(shè)計(jì)的奔馳汽車方向盤，駕駛者操縱更為方便）、車內(nèi)空氣調(diào)節(jié)、車內(nèi)空間及座椅布置、車身的隔音與密封、上下車的方便性（圖 6

2、-1-2 為部分汽車設(shè)計(jì)和安裝的上下車踏板）等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。其中汽車行駛平順性尤為重要。圖6-1-2汽車的上下車踏板圖6-1-1奔馳汽車方向盤二、汽車行駛平順性汽車行駛平順性是指汽車在一定行駛速度范圍內(nèi)行駛時(shí)，避免因在行駛過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊，使人感到不適或使貨物損壞的性能。由于行駛平順性主要是根據(jù)乘員舒適程度進(jìn)行評(píng)價(jià)的，所以又稱為乘坐舒適性。懸架系統(tǒng)是影響汽車行駛平順性的主要因素之一，如圖 6-1-3 所示的空氣懸架系統(tǒng)比傳統(tǒng)的液壓減振器配螺旋彈簧的懸架系統(tǒng)對(duì)汽車行駛平順性的調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)，舒適度更高。圖 6-1-3空氣懸架系統(tǒng)三、汽車行駛平順性評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車行駛平順性評(píng)價(jià)指標(biāo)可分為客觀物

3、理量評(píng)價(jià)指標(biāo)和主觀感覺評(píng)價(jià)指標(biāo)。1客觀物理量評(píng)價(jià)指標(biāo)(1)車速特性評(píng)價(jià)指標(biāo)車速特性評(píng)價(jià)指標(biāo)反應(yīng)了汽車的平順性指標(biāo)隨車速變化的關(guān)系。用車速特性評(píng)價(jià)汽車的平順性要比在某一車速評(píng)價(jià)汽車的平順性更符合實(shí)際。轎車、客車上用“舒適降低界限”車速特性。在這個(gè)界限內(nèi)，人體對(duì)振動(dòng)環(huán)境主觀感覺良好，能順利完成讀、寫等行為。貨車上用“疲勞降低工作效率界限”車速特性。在這個(gè)界限內(nèi)，駕駛員能保持正常的駕駛操作，若超過(guò)這個(gè)界限，人體會(huì)感覺疲勞，工作效率降低。(2) 車身固有頻率評(píng)價(jià)人體器官習(xí)慣所承受的垂直振動(dòng)頻率范圍一般在 1.1 1.5 Hz 之間。當(dāng)車身振動(dòng)頻率在此范圍內(nèi)，則人體不會(huì)感覺不適。當(dāng)車身振動(dòng)頻率低于1.1

4、 Hz 時(shí)，會(huì)引起乘員暈車、惡心；當(dāng)車身振動(dòng)頻率高于 1.5 Hz 時(shí)，人體會(huì)感受到?jīng)_擊，會(huì)使乘員感到疲勞、不適等。2主觀感覺評(píng)價(jià)車輛行駛平順性可根據(jù)乘員主觀感覺的舒適程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。一般劃分為四種感覺，具體見表6-1-1。表6-1-1乘員主觀感覺的舒適程度四、汽車舒適性能檢測(cè)對(duì)象影響汽車舒適性能的因素有很多，最主要的因素就是汽車車身的固有頻率，而車身固有頻率的大小主要跟汽車的懸架系統(tǒng)及其關(guān)鍵元件減振器有關(guān)。所以汽車舒適性能檢測(cè)主要是對(duì)汽車懸架性能和減振器性能進(jìn)行檢測(cè)。五、汽車懸架檢測(cè)方法與設(shè)備1汽車懸架檢測(cè)方法汽車懸架檢測(cè)的方法有外觀檢查法、按壓車體法和試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)法三種類型。(1) 外觀檢查法

5、通過(guò)人工從外部檢查懸架裝置的彈簧是否有裂紋，彈簧和導(dǎo)向裝置的連接螺栓是否松動(dòng)，汽車行駛過(guò)程中懸架部分是否有異響等。液壓減振器配螺旋彈簧的懸架系統(tǒng)如圖6-1-4 所示。圖 6-1-4液壓減振器配螺旋彈簧的懸架系統(tǒng)(2) 按壓車體法按壓車體通常采用人工方法，用力按壓車體后，迅速松開，若車體能來(lái)回振動(dòng)2 3次表明懸架裝置良好，反之則表明懸架裝置彈性不足。(3) 試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)法試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)法是利用試驗(yàn)臺(tái)對(duì)汽車懸架進(jìn)行振動(dòng)，進(jìn)而快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)懸架，并能對(duì)懸架進(jìn)行定量分析的檢測(cè)方法。2懸架裝置檢測(cè)設(shè)備在 20 世紀(jì) 80 年代，國(guó)際上出現(xiàn)了能快速檢測(cè)、診斷懸架裝置工作性能的懸架裝置檢測(cè)臺(tái)。根據(jù)激振方式的不同

6、，懸架裝置檢測(cè)臺(tái)可分為跌落式和共振式兩種類型。(1) 跌落式懸架裝置檢測(cè)臺(tái)跌落式懸架裝置檢測(cè)臺(tái)如圖 6-1-5 所示。用跌落式懸架裝置檢測(cè)臺(tái)進(jìn)行測(cè)試前，先通過(guò)舉升裝置將汽車升到一定高度，然后突然松開支承機(jī)構(gòu)，車輛落下產(chǎn)生自由振動(dòng)。用測(cè)量裝置測(cè)量車體振幅或者用壓力傳感器測(cè)量車輪對(duì)臺(tái)面的沖擊壓力，對(duì)振幅或壓力波形分析處理后，評(píng)價(jià)汽車懸掛裝置的工作性能。圖 6-1-5跌落式懸架裝置檢測(cè)臺(tái)(2) 共振式懸架裝置檢測(cè)臺(tái)如圖 6-1-6 所示，共振式懸架裝置檢測(cè)臺(tái)通過(guò)電動(dòng)機(jī)、偏心輪、蓄能飛輪和彈簧成的激振器，迫使檢測(cè)臺(tái)臺(tái)面與被檢汽車懸架裝置產(chǎn)生振動(dòng)。在開機(jī)數(shù)秒后斷開電動(dòng)電源，由蓄能飛輪產(chǎn)生掃頻激振，由于電

7、動(dòng)機(jī)的頻率比車輪固有頻率高，因此蓄能飛在逐漸降速的掃頻激振過(guò)程中總會(huì)有與車輪固有振動(dòng)頻率相同的時(shí)候，從而使臺(tái)面車系統(tǒng)產(chǎn)生共振。通過(guò)檢測(cè)激振后振動(dòng)衰減過(guò)程中力或位移的振動(dòng)波形曲線，得到頻和衰減特性，便可判斷懸架裝置減振器的工作性能。由于共振式懸架裝置檢測(cè)臺(tái)性能定、數(shù)據(jù)可靠，因此得到廣泛應(yīng)用。圖 6-1-6共振式懸架裝置檢測(cè)臺(tái)共振式懸架裝置檢測(cè)臺(tái)一般由機(jī)械部分和控制部分組成。機(jī)械部分共振式懸架裝置檢測(cè)臺(tái)的機(jī)械部分主要由箱體和左右兩套相同的振動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成，結(jié)構(gòu)如圖 6-1-7 所示。圖 6-1-7共振式懸架檢測(cè)臺(tái)控制部分共振式懸架裝置檢測(cè)臺(tái)控制部分主要由微機(jī)、傳感器、A/D 轉(zhuǎn)換器、電磁繼電器及控制軟

8、件等組成。通過(guò)傳感器，將汽車的振動(dòng)參數(shù)（振幅值、振動(dòng)頻率、相位差）等采集的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行放大、低通濾波等前期處理后，將采集信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行信號(hào)處理和分析?？刂栖浖菓壹苎b置檢測(cè)臺(tái)電子電器控制部分與機(jī)械部分聯(lián)系的橋梁。軟件不僅實(shí)現(xiàn)對(duì)懸架裝置檢測(cè)臺(tái)測(cè)試過(guò)程的控制，同時(shí)也對(duì)懸架裝置檢測(cè)臺(tái)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。分析系統(tǒng)在接到采樣信號(hào)后，對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行快速分析，獲得汽車在衰減振動(dòng)過(guò)程中不同頻率時(shí)的振幅等參數(shù)，最終將檢測(cè)結(jié)果顯示并打印出來(lái)。六、懸架裝置工作性能診斷標(biāo)準(zhǔn)車輪接地性指數(shù)可以表征懸架裝置的工作性能，因而可以作為診斷參數(shù)。車輪接地性指數(shù)是被測(cè)汽車共振時(shí)的最小動(dòng)態(tài)車輪垂直載荷與靜態(tài)車輪垂直載

9、荷的百分比值。即代表了車輪與路面間的最小相對(duì)動(dòng)載（用 A表示，在 0 100范圍內(nèi)變化）。車輪接地性指數(shù)表明了懸架裝置在汽車行駛中確保車輪與路面相接觸的最小能力。GB 185652001營(yíng)運(yùn)車輛綜合性能要求和檢驗(yàn)方法中規(guī)定：對(duì)于最大設(shè)計(jì)車速大于等于 100 km/h、軸載質(zhì)量小于等于 1 500 kg 的載客汽車，應(yīng)用懸架裝置檢測(cè)臺(tái)按規(guī)定的方法檢測(cè)懸架特性測(cè)得的車輪接地性指數(shù)應(yīng)不小于 40，同軸左右車輪吸收率之差不得大于 15。懸架裝置檢測(cè)臺(tái)測(cè)得的車輪接地性指數(shù)，與剛性臺(tái)面（相對(duì)輪胎）的振幅有關(guān)。因此，為獲得良好的測(cè)量結(jié)果可比性，檢測(cè)臺(tái)臺(tái)面的振幅應(yīng)盡量保持不變。表 6-1-2 為車輪接地性指數(shù)

10、參考標(biāo)準(zhǔn)。表6-1-2車輪接地性指數(shù)參考標(biāo)準(zhǔn)七、利用共振式懸架裝置檢測(cè)臺(tái)進(jìn)行檢測(cè)1前期準(zhǔn)備(1) 車輛準(zhǔn)備。車輛清潔；汽車輪胎規(guī)格、氣壓應(yīng)符合規(guī)定值；車輛載荷在試驗(yàn)臺(tái)允許范圍內(nèi)，車輛空載。(2) 設(shè)備準(zhǔn)備。保持檢測(cè)設(shè)備臺(tái)面清潔，無(wú)雜物；傳感器預(yù)熱30 min。2檢測(cè)步驟(1) 將車輛前軸車輪駛?cè)霗z測(cè)臺(tái)，使輪胎位于臺(tái)面中央位置，駕駛員離車。(2) 起動(dòng)檢測(cè)臺(tái)，使電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)偏心機(jī)構(gòu)使整個(gè)臺(tái)面汽車系統(tǒng)振動(dòng)，并使振動(dòng)頻增加至振蕩的共振頻率。(3) 在共振點(diǎn)過(guò)后，斷開電動(dòng)機(jī)電源，由蓄能飛輪以共振頻率掃描汽車目前的振動(dòng)率。(4) 斷開電動(dòng)機(jī)電源的同時(shí)，起動(dòng)采樣測(cè)試裝置，記錄衰減振動(dòng)曲線，縱坐標(biāo)為動(dòng)輪荷，橫

11、坐標(biāo)為時(shí)間，根據(jù)坐標(biāo)顯示，計(jì)算動(dòng)態(tài)輪荷與靜態(tài)輪荷的百分比及同軸左右百分比的差值。(5) 將車輛后軸車輪駛?cè)霗z測(cè)臺(tái)，重復(fù)上述步驟并記錄數(shù)據(jù)。某客戶駕駛汽車在比較崎嶇的道路上行駛的過(guò)程中減振器發(fā)出的響聲較大，車輛還伴隨著較大振動(dòng)，根據(jù)車輛狀況初步判斷是減振器存在故障，于是該客戶將車輛送至 4S店進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)減振器進(jìn)行檢測(cè)，需要了解減振器的檢測(cè)方法及檢測(cè)儀器的使用方法，掌握減振器的檢測(cè)技術(shù)。知識(shí)鏈接減振器是汽車使用過(guò)程中的易損配件，減振器性能的好壞，將直接影響汽車行駛的平穩(wěn)性、乘員的舒適感和其他零配件的使用壽命，因此，需要經(jīng)常對(duì)減振器進(jìn)行檢測(cè)，使減振器處于良好的工作狀態(tài)。一、減振器的檢測(cè)方法減振器的

12、檢測(cè)方法有經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)法和試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)法。減振器的外觀及減振器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-2-1所示。1經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)法經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)法是指利用經(jīng)驗(yàn)通過(guò)一系列手段對(duì)減振器進(jìn)行就車檢查，無(wú)需對(duì)減振器進(jìn)行拆卸，此種方法簡(jiǎn)單易行。圖6-2-1減振器的外觀圖圖6-2-1減振器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)經(jīng)驗(yàn)檢驗(yàn)法檢驗(yàn)措施如下：(1) 外觀檢查在車下查看減振器的外觀是否存在彎曲、漏油等現(xiàn)象。 (2) 按壓檢查用力按下車體，后松開，如汽車有2 3次跳躍，說(shuō)明減振器工作良好。(3)溫度檢查使汽車在道路條件較差的路面上行駛 10 km 以上停車，用手摸減振器的外殼，如果不夠熱，說(shuō)明減振器內(nèi)部無(wú)阻力，減振器不工作。(4) 制動(dòng)檢查汽車緩慢行駛而緊急制動(dòng)時(shí)，汽車振動(dòng)比較劇烈，說(shuō)明減振器存在問題 將減振器拆卸后也可用經(jīng)驗(yàn)法對(duì)減振器進(jìn)行檢查。方法為用一鐵棒插入減振器下端吊環(huán)內(nèi)，雙腳踩住鐵棒的兩端，雙手握住上吊環(huán)往復(fù)拉 2 4 次，此時(shí)應(yīng)有穩(wěn)定的阻力，往上拉（復(fù)原）的阻力應(yīng)大于向下壓時(shí)的阻力，如阻力不穩(wěn)定或無(wú)阻力，可能是減振器內(nèi)部缺油或閥門零件損壞，應(yīng)進(jìn)行修復(fù)或更換零件。 2試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)法減振器檢測(cè)臺(tái)架如圖 6-2-2 所示，此臺(tái)架主要是對(duì)新的或者是經(jīng)過(guò)檢查修復(fù)的減振器進(jìn)行檢測(cè)，判斷其是否符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)